Heliumin tuotanto avaruuteen ja lääketieteeseen
Marina Sokolova, öljy- ja kaasuongelmien instituutin johtaja
Helium on ainutlaatuinen raaka-aine, jota myydään kaupallisestimäärät ovat vain maakaasua. Sen kysyntä vain kasvaa, koska sitä tarvitaan avaruusohjelmissa, kryogeenisissa teknologioissa, lääketieteessä (MRI-tutkimus, helium-happiseokset) ja lisäämään elektroniikan suprajohteiden tuotantoa maailmanlaajuisesti.
Maailman suurimmat heliumvarat ovat Venäjällä, muttamaa ei ole edes kolmen parhaan joukossa, se on noin 2,5-3 % maailmanmarkkinoista. Heliumin teollista tuotantoa Venäjällä harjoitetaan vain Orenburgin öljy- ja kaasukondensaattikentällä, jossa heliumpitoisuus vähenee joka vuosi ja on jo 0,045%.
Heliumin tuotantokompleksi Jakutiassa. PJSC Gazprom
Sakhan tasavallassa (Jakutia) on 22heliumia sisältävät öljy- ja kaasukondensaattikentät. Tällä hetkellä maakaasua tuotetaan alueella ilman, että heliumia eristetään erillisenä tuotteena. Jos järjestelmää sen keräämiseen, kuljetukseen ja varastointiin ei luoda, heliumhäviöt saavuttavat 20 vuodessa 1 miljardin m3.
Aloitimme teknologian kehitysprojektinheliumin louhinta ja heliumrikasteen kerääminen öljyn ja kaasun tuotantolaitoksilla tuoteputkisto- ja varastointitiloilla. Uudet heliumprojektit auttavat Venäjää ottamaan johtavan markkinaraon globaaleilla markkinoilla. Tällainen järjestelmä helpottaa heliumin keräämistä, kuljetusta ja varastointia, se parantaa jakutin infrastruktuuria - putkiliikenne, tiet, energiahuoltoverkot.
Grafeenikangasta ja älykkäitä vaatteita
Zakhar Evseev, tutkija, North-Eastern Federal University
– Olemme Graphene Nanotechnologies -laboratoriossaNEFU on yli 10 vuoden ajan harjoittanut grafeenin ja grafeenin kaltaisten materiaalien synteesiä ja soveltamista. Yksi viimeaikainen trendi on grafeenikangas tai elektroniset tekstiilit. Aloitimme sen kehittämisen tutustuttuamme vastaaviin töihin Graphene Institutesta (Manchester) yhteistyössä Nobel-palkinnon voittajan Konstantin Novoselovin kanssa.
Elektroniset tekstiilit ja meidän tapauksessamme grafeeniTekstiili on tavalliselle kankaalle levitetty nanomateriaali. Nanomateriaalin tyypistä ja koostumuksesta riippuen kudos voi saada erilaisia ominaisuuksia. Esimerkiksi grafeenikankaasta tulee vahvempi, se saa sähköä johtavia ominaisuuksia, sillä on UV-suoja, sillä on antimikrobisia ominaisuuksia ja siitä tulee tulenkestävämpi. Mutta mikä tärkeintä, tällaisen kankaan pohjalta voidaan luoda muita elektronisia laitteita. Kaukopohjolassa asuessasi tunnet itse, kuinka tärkeitä oikeat vaatteet ovat paitsi mukavuuden, myös turvallisuuden kannalta.
Viimeisten 10 vuoden aikana antureita ja laitteita on ilmestynytgrafeenipohja. Kaikki nämä laitteet voidaan upottaa vaatteisiin ja luoda älylaitteita. Näin syntyivät vaatteet, joissa on sisäänrakennettu grafeeniakku, joka saa virtansa kaksiulotteisiin materiaaleihin perustuvista aurinkokennoista. Niissä on myös lämpötila-, pulssi- ja hengitysanturit.
Suorituskykyvaatimuksia on tietysti moniatällaisia katteita ja ratkaisemattomia ongelmia. Esimerkiksi grafeenipinnoitteiden kestävyys pesua ja mekaanista rasitusta vastaan. Ratkaisimme tämän ongelman ja saavutimme hyviä tuloksia - sovelsimme grafeenimateriaalien kemiallista modifiointia. Nyt pinnoitteidemme johtavuus on kaksi kertaa korkeampi ja pesukestävyys 50 kertaa korkeampi kuin ulkomaisilla analogeilla.
Grafeenivaatteet sopivat erittäin alhaisiin lämpötiloihin, mutta eivät vahingoita ympäristöä
Pystymme valmistamaan laitteita tietojen syöttämiseen,sisäänrakennettu vaatetus, elintärkeät aktiivisuuden seurantatyökalut työvaatteisiin, lääketieteellinen diagnostiikka ja terapia, sisäänrakennettu lämmitys talvivaatteisiin, urheiluseuranta. Grafeeni ei vahingoita ympäristöä ja kehoa, ei menetä kimmoisuutta ja höyrynläpäisevyyttä.
Toistaiseksi sähköiset tekstiiliteknologiat ovat vielä lapsenkengissään. Mutta ensimmäiset tuotteet ovat jo markkinoilla - voit ostaa esimerkiksi Xiaomi-takkeja, joissa on sisäänrakennettu hiilinanoputkilämmitys.
Palovammojen ja vammojen nopea paraneminen
Nina Timofejeva, johtava insinööri North-Eastern Federal Universityn laboratorion "Technologies of polymeeri nanokomposiittien"
— Kehitämme biokomposiittialääketieteelliset tuotteet. Ne perustuvat polylaktidiin, joka on biohajoava, bioyhteensopiva ja termoplastinen maitohapon polymeeri. Se hajoaa täysin noin 6–18 kuukaudessa kemiallisesta koostumuksesta ja muodosta riippuen.
Substraattina polylaktidia sisältävä ihonkorvike ei aiheuta allergioita eikä jätä arpia. Lähde: Opetus- ja tiedeministeriö
Kehitämme matriiseja dermaalisille vastineilleperustuu polylaktidiin. Dermaalinen vastine on ihonkorvike, käytämme polylaktidia fibroblastien substraattina (runko, tuki). Dermaalisia vastineita käytetään vammojen, kuten palovammojen, parantamiseen. Toisin kuin dermaaliset matriisivastineet, polylaktidi on halpa, ei allerginen eikä sitä tarvitse levittää uudelleen haavaan, mikä auttaa parantamaan haavoja ilman arpia. Yleisin analogi on kollageenipohjainen dermaalinen vastine, joka voi aiheuttaa allergisen reaktion ja hylkimisreaktion, minkä jälkeen se on poistettava ja levitettävä uudelleen. Tämä vahingoittaa ihoa ja jättää arpia.
Käsittelemme polydaktidia laboratoriossammekäyttämällä ekstruusiota ja 3D-tulostusta. Suulakepuristamalla saadaan joustavia kalvoja, jotka voidaan leikata saksilla. Näytteistä on jo tehty laajoja fysikaalis-mekaanisia, kemiallisia ja biolääketieteellisiä tutkimuksia ihoekvivalenttien optimaalisten ominaisuuksien määrittämiseksi.
syöpärokote
Aitalina Golderova, johtava tutkija, johtaja, kansanterveyden ja terveydenhuollon osaston professori, yleinen hygienia ja bioetiikka, North-Eastern Federal University
– Yksilöllinen (autologinen) rokotesyöpää vastaan perustuu potilaan immuunisoluihin ja syöpäsoluihin, jotka ovat peräisin kasvaimesta tai vakiintuneista ihmisen syöpäsolulinjoista. Perinteiset hoitomenetelmät - leikkaus, kemoterapia ja sädehoito - eivät aina ole tehokkaita myöhemmissä vaiheissa ja aiheuttavat sivuvaikutuksia. Ja immunoterapia on suunnattu tuumorin torjuntaan, se vaikuttaa minimaalisesti terveisiin kudoksiin ja soluihin.
Rintasyöpärokote voi pelastaa satoja tuhansia ihmishenkiä
Yksinkertaisuuden vuoksi "harjoitamme" petrimaljassadendriittisolut (immuunijärjestelmän solut, jotka pystyvät osoittamaan "vihollisensa" T-soluille - toim.) syöpäantigeeneillä, ja sitten palautetaan koulutetut solut kehoon aktivoiden T-soluja, joiden päätehtävä on syöpäsolujen tuhoamista. Maailmassa on nyt yli 200 eri vaiheissa olevaa kliinistä tutkimusta, joissa käytetään DC:tä melanooman, munuaissyövän, multippeli myelooman, eturauhassyövän, paksusuolensyövän, rintasyövän, glioblastooman, keuhkosyövän, lymfooman, ruokatorven syövän, sarkooman, multippelin hoitoon. skleroosi, virushepatiitti, HIV-infektio. N. Petrovin kansallisen onkologian lääketieteellisen tutkimuskeskuksen mukaan kliinisesti merkittävä kasvainten vastainen vaikutus havaittiin 46,2 %:lla potilaista.
Olemme jo ottaneet käyttöön ruoanlaittomenetelmändendriittisolurokote sai tietoa dendriittisolujen fenotyypeistä virtaussytometrillä (järjestelmä hiukkasten (yleensä solujen) analysoimiseksi nestevirrassa - toim.), mikä osoittaa dendriittisolujen kypsymisen ja aktivoitumisen erilaistuvat markkerit. Tutkimuskohteenamme on syöpäpotilaiden laskimoveri. Haluamme arvioida dendriittisolujen kypsymisen ja aktivoitumisen ominaisuuksia rintasyövän alatyypistä riippuen.
Toivomme, että tämä menetelmä tuodaan kliiniseen käyttöönharjoitella. Projektimme tavoitteena on kehittää ja optimoida autologisiin dendriittisoluihin perustuva kasvaimia estävä rokote rintasyöpäpotilaille.
Erittäin kestävä betoni
Aleksanteri Popov, North-Eastern Federal University for Researchin teknisen ja teknisen instituutin apulaisjohtaja
– Projektini on betonin kehittäminen lisätylläJakut-raaka-aineisiin perustuva kestävyys. Idea syntyi, kun tajusin, että Jakutian rakennusmateriaalien tuotannon ja käytön olosuhteet ovat hyvin erilaiset kuin keskusalueilla. Olosuhteissamme (Jakutian ilmasto on jyrkästi mannermainen, pitkiä, ankaria, vähän lumisia talvia ja lyhyitä kesiä. Tammikuun keskilämpötila on noin -40 °C ja joskus -60 °C - toim.) kukaan ei ole mukauttanut näitä materiaaleja - ja tämä ei ole vain tekninen tehtävä, muuten erikoistuneet asiantuntijat ratkaisevat sen nopeasti.
Ikirouta ja ilmaston lämpeneminen vaikuttavat betonirakenteisiin. Lähde: ysia.ru
Rakennusmateriaaliteollisuuden kehittämiseen vuonnaJakutian on ratkaistava perustavanlaatuisia ongelmia määrittääkseen optimaalisen raaka-aineen ja sen aktivoinnin betonikomponenteille. Nyt käytämme lujan betonin saamiseksi tuontikomponentteja, joten rakentaminen on kallista.
Kehityksen ydin on tehdä aktivointitekniikoitaluonnollisia raaka-aineita ja käytä niitä sitten betonissa. Esimerkiksi Jakutian luonnollisilla zeoliiteilla (sedimentti-vulkaanista alkuperää oleva mineraali - toim.) on suuri potentiaali sementin aktiivisena mineraalilisäaineena, mutta ei alkuperäisessä muodossaan. Tämä vaatii muutoksia - erityisiä lämpökäsittelyolosuhteita. Tämä parantaa sementtien happo-emäs-reaktioita lisättäessä tällaista zeoliittia.
Tämä työ auttaa rakentamisen kehittämisessäJakutian teollisuudessa, mutta se voi vaikuttaa tähän alueeseen kokonaisuudessaan. Se laajentaa rakentamisen raaka-ainepohjaa - ehkä tulevaisuudessa jokainen alue ja seutu tuottaa materiaaleja omiin tarpeisiinsa.
Lue lisää:
Magneettinen myrsky on iskemässä Maahan
Mumifioinnin todellinen merkitys paljastuu: koko tämän ajan tiedemiehet olivat väärässä
Nimetty kuun operaation päävaaraksi "Artemis"