Παραγωγή ηλίου για το διάστημα και την ιατρική
Μαρίνα Σοκόλοβα, Διευθυντής του Ινστιτούτου Προβλημάτων Πετρελαίου και Φυσικού Αερίου
Το ήλιο είναι μια μοναδική πρώτη ύλη που διατίθεται στο εμπόριοοι όγκοι είναι μόνο σε φυσικό αέριο. Η ζήτηση για αυτό αυξάνεται μόνο λόγω του γεγονότος ότι χρειάζεται σε διαστημικά προγράμματα, κρυογονικές τεχνολογίες, ιατρική (έρευνα MRI, μείγματα ηλίου-οξυγόνου) και για την αύξηση της παγκόσμιας παραγωγής υπεραγωγών για ηλεκτρονικά.
Τα μεγαλύτερα αποθέματα ηλίου στον κόσμο βρίσκονται στη Ρωσία, αλλάπαραγωγής, η χώρα δεν είναι καν στην πρώτη τριάδα, είναι περίπου 2,5-3% της παγκόσμιας αγοράς. Η βιομηχανική παραγωγή ηλίου στη Ρωσία πραγματοποιείται μόνο στο κοίτασμα συμπυκνωμάτων πετρελαίου και φυσικού αερίου του Όρενμπουργκ, όπου η περιεκτικότητα σε ήλιο μειώνεται κάθε χρόνο και ήδη ανέρχεται στο 0,045%.
Συγκρότημα παραγωγής ηλίου στη Γιακουτία. PJSC Gazprom
Στη Δημοκρατία της Σάχα (Γιακουτία) υπάρχουν 22πεδία συμπυκνωμάτων πετρελαίου και αερίου που περιέχουν ήλιο. Επί του παρόντος, το φυσικό αέριο παράγεται στην περιοχή χωρίς να απομονώνεται το ήλιο ως ξεχωριστό προϊόν. Εάν δεν δημιουργηθεί σύστημα συλλογής, μεταφοράς και αποθήκευσης του, τότε μέσα σε 20 χρόνια οι απώλειες ηλίου θα φτάσουν το 1 δισεκατομμύριο m3.
Ξεκινήσαμε ένα έργο ανάπτυξης τεχνολογίαςεξόρυξη ηλίου και συλλογή συμπυκνώματος ηλίου σε εγκαταστάσεις παραγωγής πετρελαίου και φυσικού αερίου με σύστημα αγωγών προϊόντων και εγκαταστάσεις αποθήκευσης. Νέα έργα ηλίου θα βοηθήσουν τη Ρωσία να καταλάβει ηγετική θέση στην παγκόσμια αγορά. Ένα τέτοιο σύστημα θα διευκολύνει τη συλλογή, μεταφορά και αποθήκευση ηλίου, θα βελτιώσει την υποδομή Yakut - μεταφορά αγωγών, δρόμοι, δίκτυα παροχής ενέργειας.
Ύφασμα από γραφένιο και έξυπνα ρούχα
Ζαχάρ Εβσέεφ, Ερευνητής, North-Eastern Federal University
— Βρισκόμαστε στο εργαστήριο Graphene NanotechnologiesΓια περισσότερα από 10 χρόνια, η NEFU ασχολείται με τη σύνθεση και εφαρμογή γραφενίου και υλικών που μοιάζουν με γραφένιο. Μια πρόσφατη τάση είναι το ύφασμα γραφενίου, ή τα ηλεκτρονικά υφάσματα. Ξεκινήσαμε να το αναπτύσσουμε αφού γνωρίσαμε παρόμοια έργα από το Graphene Institute (Μάντσεστερ) σε συνεργασία με τον βραβευμένο με Νόμπελ Konstantin Novoselov.
Ηλεκτρονικά υφάσματα και στην περίπτωσή μας το γραφένιοΤο ύφασμα είναι ένα νανοϋλικό που εφαρμόζεται σε συνηθισμένο ύφασμα. Ανάλογα με τον τύπο και τη σύνθεση του νανοϋλικού, ο ιστός μπορεί να αποκτήσει διαφορετικές ιδιότητες. Για παράδειγμα, το ύφασμα γραφενίου γίνεται ισχυρότερο, αποκτά ηλεκτρικά αγώγιμες ιδιότητες, έχει προστασία από την υπεριώδη ακτινοβολία, παρουσιάζει αντιμικροβιακές ιδιότητες και γίνεται πιο ανθεκτικό στη φωτιά. Αλλά το πιο σημαντικό, άλλες ηλεκτρονικές συσκευές μπορούν να δημιουργηθούν με βάση ένα τέτοιο ύφασμα. Όταν ζεις στον Άπω Βορρά, νιώθεις και ο ίδιος πόσο σημαντικά είναι τα σωστά ρούχα όχι μόνο για άνεση, αλλά και για ασφάλεια.
Τα τελευταία 10 χρόνια, εμφανίστηκαν αισθητήρες και συσκευέςβάση γραφενίου. Όλες αυτές οι συσκευές μπορούν να ενσωματωθούν σε ρούχα, δημιουργώντας έξυπνες συσκευές. Κάπως έτσι εμφανίστηκαν ρούχα με ενσωματωμένη μπαταρία γραφενίου που τροφοδοτείται από ηλιακά κύτταρα βασισμένα σε δισδιάστατα υλικά. Διαθέτουν επίσης αισθητήρες θερμοκρασίας, σφυγμού και αναπνοής.
Φυσικά, υπάρχουν πολλές απαιτήσεις απόδοσηςτέτοιες καλύψεις και άλυτα προβλήματα. Για παράδειγμα, η αντοχή των επικαλύψεων γραφενίου στο πλύσιμο και στη μηχανική καταπόνηση. Επιλύσαμε αυτό το πρόβλημα και πετύχαμε καλά αποτελέσματα - εφαρμόσαμε τη χημική τροποποίηση των υλικών γραφενίου. Τώρα η αγωγιμότητα των επιστρώσεων μας είναι διπλάσια και η αντίσταση στο πλύσιμο είναι 50 φορές μεγαλύτερη από αυτή των ξένων αναλόγων.
Τα ρούχα από γραφένιο είναι κατάλληλα για εξαιρετικά χαμηλές θερμοκρασίες, αλλά δεν βλάπτουν το περιβάλλον
Θα μπορούμε να κατασκευάζουμε συσκευές για την εισαγωγή πληροφοριών,ενσωματωμένα ρούχα, εργαλεία παρακολούθησης ζωτικής δραστηριότητας για ρούχα εργασίας, ιατρικά διαγνωστικά και θεραπεία, ενσωματωμένη θέρμανση για χειμερινά ρούχα, παρακολούθηση αθλημάτων. Το γραφένιο δεν βλάπτει το περιβάλλον και το σώμα, δεν χάνει την ελαστικότητα και τη διαπερατότητα των ατμών.
Μέχρι στιγμής, οι τεχνολογίες ηλεκτρονικών κλωστοϋφαντουργικών προϊόντων βρίσκονται ακόμη σε αρχικό στάδιο. Αλλά τα πρώτα προϊόντα είναι ήδη στην αγορά - για παράδειγμα, μπορείτε να αγοράσετε μπουφάν Xiaomi με ενσωματωμένη θέρμανση νανοσωλήνων άνθρακα.
Ταχεία επούλωση εγκαυμάτων και τραυματισμών
Nina Timofeeva, Επικεφαλής Μηχανικός του Εργαστηρίου «Τεχνολογίες Πολυμερών Νανοσύνθετων» του North-Eastern Federal University
— Αναπτύσσουμε βιοσύνθετο υλικόιατρικά προϊόντα. Βασίζονται στο πολυλακτίδιο, ένα βιοαποικοδομήσιμο, βιοσυμβατό και θερμοπλαστικό πολυμερές γαλακτικού οξέος. Αποσυντίθεται πλήρως σε περίπου 6-18 μήνες, ανάλογα με τη χημική σύσταση και τη μορφή.
Το υποκατάστατο δέρματος με πολυλακτίδιο ως υπόστρωμα δεν προκαλεί αλλεργίες και δεν αφήνει ουλές. Πηγή: Υπουργείο Παιδείας και Επιστημών
Αναπτύσσουμε μήτρες για δερματικά ισοδύναμαμε βάση το πολυλακτίδιο. Το δερματικό ισοδύναμο είναι υποκατάστατο δέρματος, χρησιμοποιούμε πολυλακτίδιο ως υπόστρωμα (πλαίσιο, ικρίωμα) για ινοβλάστες. Τα δερματικά ισοδύναμα χρησιμοποιούνται για την επούλωση τραυμάτων όπως τα εγκαύματα. Σε αντίθεση με τα αντίστοιχα δερματικά ισοδύναμα μήτρας, το πολυλακτίδιο είναι φθηνό, μη αλλεργικό και δεν χρειάζεται να εφαρμοστεί ξανά στο τραύμα, βοηθώντας στην επούλωση των πληγών χωρίς ουλές. Το πιο κοινό ανάλογο είναι το δερματικό ισοδύναμο με βάση το κολλαγόνο, το οποίο μπορεί να προκαλέσει αλλεργική αντίδραση και απόρριψη, μετά την οποία πρέπει να αφαιρεθεί και να εφαρμοστεί ξανά. Αυτό τραυματίζει το δέρμα και αφήνει σημάδια.
Επεξεργαζόμαστε πολυδακτίδη στο εργαστήριό μαςχρησιμοποιώντας εξώθηση και τρισδιάστατη εκτύπωση. Με εξώθηση λαμβάνουμε εύκαμπτες μεμβράνες που μπορούν να κοπούν με ψαλίδι. Έχουν ήδη διεξαχθεί εκτεταμένες φυσικομηχανικές, χημικές και βιοϊατρικές μελέτες δειγμάτων για τον καθορισμό των βέλτιστων χαρακτηριστικών των δερματικών ισοδυνάμων.
εμβόλιο κατά του καρκίνου
Αϊταλίνα Γκόλντεροβα, Επικεφαλής Ερευνητής, Επικεφαλής, Καθηγητής του Τμήματος Δημόσιας Υγείας και Φροντίδας Υγείας, Γενικής Υγιεινής και Βιοηθικής, North-Eastern Federal University
– Εξατομικευμένο (αυτόλογο) εμβόλιοκατά του καρκίνου βασίζεται στα ανοσοκύτταρα του ασθενούς και στα καρκινικά κύτταρα που προέρχονται από όγκο ή καθιερωμένες ανθρώπινες καρκινικές κυτταρικές σειρές. Οι παραδοσιακές μέθοδοι θεραπείας - χειρουργική επέμβαση, χημειοθεραπεία και ακτινοθεραπεία - δεν είναι πάντα αποτελεσματικές στα τελευταία στάδια και προκαλούν παρενέργειες. Και η ανοσοθεραπεία στρέφεται κατά της καταπολέμησης του όγκου, επηρεάζει ελάχιστα υγιείς ιστούς και κύτταρα.
Το εμβόλιο για τον καρκίνο του μαστού θα μπορούσε να σώσει εκατοντάδες χιλιάδες ζωές
Για απλούστευση, «εκπαιδευόμαστε» σε ένα πιάτο Petriδενδριτικά κύτταρα (κύτταρα του ανοσοποιητικού συστήματος που είναι σε θέση να υποδείξουν τους «εχθρούς» τους στα Τ-κύτταρα - επιμ.) με καρκινικά αντιγόνα, και στη συνέχεια επιστρέφουμε τα εκπαιδευμένα κύτταρα στο σώμα, ενεργοποιώντας τα Τ-κύτταρα, η κύρια λειτουργία των οποίων είναι η καταστροφή των καρκινικών κυττάρων. Υπάρχουν τώρα περισσότερες από 200 κλινικές δοκιμές σε διαφορετικές φάσεις στον κόσμο που χρησιμοποιούν DC για τη θεραπεία του μελανώματος, του καρκίνου του νεφρού, του πολλαπλού μυελώματος, του καρκίνου του προστάτη, του παχέος εντέρου, του καρκίνου του μαστού, του γλοιοβλάστωμα, του καρκίνου του πνεύμονα, του λεμφώματος, του καρκίνου του οισοφάγου, του σαρκώματος, του πολλαπλού σκλήρυνση, ιογενής ηπατίτιδα, λοίμωξη HIV. Σύμφωνα με το Εθνικό Ιατρικό Ερευνητικό Κέντρο Ογκολογίας N. Petrov, μια κλινικά σημαντική αντικαρκινική δράση παρατηρήθηκε στο 46,2% των ασθενών.
Έχουμε ήδη εφαρμόσει τη μέθοδο μαγειρέματοςΤο εμβόλιο δενδριτικών κυττάρων έλαβε δεδομένα για φαινότυπους δενδριτικών κυττάρων σε ένα κυτταρόμετρο ροής (ένα σύστημα ανάλυσης σωματιδίων (συνήθως κυττάρων) σε ροή υγρού - εκδ.), που υποδεικνύουν διαφοροποιητικούς δείκτες ωρίμανσης και ενεργοποίησης δενδριτικών κυττάρων. Το αντικείμενο μελέτης μας είναι το φλεβικό αίμα καρκινοπαθών. Θέλουμε να αξιολογήσουμε τα χαρακτηριστικά ωρίμανσης και ενεργοποίησης των δενδριτικών κυττάρων ανάλογα με τον υποτύπο του καρκίνου του μαστού.
Ελπίζουμε ότι αυτή η μέθοδος θα εισαχθεί στην κλινικήπρακτική. Ο στόχος του έργου μας είναι η ανάπτυξη και η βελτιστοποίηση ενός αντικαρκινικού εμβολίου που βασίζεται σε αυτόλογα δενδριτικά κύτταρα σε ασθενείς με καρκίνο του μαστού.
Πολύ ανθεκτικό σκυρόδεμα
Αλεξάντερ Ποπόφ, Αναπληρωτής Διευθυντής του Μηχανικού και Τεχνικού Ινστιτούτου του North-Eastern Federal University for Research
– Το έργο μου είναι η ανάπτυξη του σκυροδέματος με αυξημένηανθεκτικότητα με βάση τις πρώτες ύλες Yakut. Η ιδέα γεννήθηκε όταν συνειδητοποίησα ότι οι συνθήκες παραγωγής και λειτουργίας οικοδομικών υλικών στη Γιακουτία είναι πολύ διαφορετικές από τις κεντρικές περιοχές. Υπό τις συνθήκες μας (το κλίμα της Yakutia είναι έντονα ηπειρωτικό, με μακρούς, σκληρούς, λίγους χιονισμένους χειμώνες και σύντομα καλοκαίρια. Η μέση θερμοκρασία τον Ιανουάριο είναι περίπου -40 ° C, και μερικές φορές -60 ° C - επιμ.), κανείς δεν έχει προσάρμοσε αυτά τα υλικά - και αυτό δεν είναι μόνο τεχνολογικό έργο, διαφορετικά θα επιλυόταν γρήγορα από εξειδικευμένους ειδικούς.
Ο μόνιμος παγετός και η υπερθέρμανση του πλανήτη επηρεάζουν τις κατασκευές από σκυρόδεμα. Πηγή: ysia.ru
Για την ανάπτυξη της βιομηχανίας οικοδομικών υλικών στηνΗ Yakutia πρέπει να λύσει θεμελιώδη προβλήματα για να καθορίσει τη βέλτιστη πρώτη ύλη και την ενεργοποίησή της για εξαρτήματα σκυροδέματος. Τώρα, για να αποκτήσουμε σκυρόδεμα υψηλής αντοχής, χρησιμοποιούμε εισαγόμενα εξαρτήματα, επομένως η κατασκευή είναι ακριβή.
Η ουσία της ανάπτυξης είναι η δημιουργία τεχνολογιών ενεργοποίησηςφυσικές πρώτες ύλες και στη συνέχεια χρησιμοποιήστε τις στο σκυρόδεμα. Για παράδειγμα, οι φυσικοί ζεόλιθοι της Γιακουτίας (ορυκτό ιζηματογενούς-ηφαιστειακής προέλευσης - επιμ.) έχουν μεγάλες δυνατότητες ως ενεργό ορυκτό πρόσθετο στο τσιμέντο, αλλά όχι στην αρχική του μορφή. Αυτό απαιτεί τροποποίηση - ειδικές συνθήκες θερμικής επεξεργασίας. Αυτό θα βελτιώσει τις αντιδράσεις οξέος-βάσης στα τσιμέντα κατά την προσθήκη τέτοιου ζεόλιθου.
Αυτή η εργασία θα βοηθήσει στην ανάπτυξη της κατασκευήςβιομηχανία στη Yakutia, αλλά μπορεί να επηρεάσει αυτόν τον τομέα συνολικά. Θα επεκτείνει τη βάση πρώτων υλών για την κατασκευή - ίσως στο μέλλον κάθε περιοχή και υποπεριοχή να παράγει υλικά για τις δικές της ανάγκες.
Διαβάστε περισσότερα:
Μια μαγνητική καταιγίδα πρόκειται να χτυπήσει τη Γη
Το αληθινό νόημα της μουμιοποίησης αποκαλύπτεται: όλο αυτό το διάστημα, οι επιστήμονες έκαναν λάθος
Ονόμασε τον κύριο κίνδυνο της σεληνιακής αποστολής "Άρτεμις"