Metodološka platforma za ponovljivu sintezu nanokristala
Whiskers nanocrystal (NW), često zvantakođer i nanovisker (od engleskog nanowhisker) ili nanofilament, nanožica, kao i nanoštapić je jednodimenzionalni nanomaterijal, čija duljina znatno premašuje ostale dimenzije, koje pak ne prelaze nekoliko desetaka nanometara.
Postoje različite vrste NOC-a,
Postoji nekoliko fundamentalno različitihmehanizmi za dobivanje jednodimenzionalnih nanostruktura, koje se mogu podijeliti na metode za dobivanje slobodnih struktura (na primjer, mehanizam rasta "para - tekućina - kristal") i pomoću metoda planarne tehnologije, kao i neke druge.
- Mehanizam rasta "para - tekućina - kristal"
Najčešći mehanizam rastapoluvodički NW su mehanizam para-tekućina-kristal koji je demonstriran davne 1964. godine. U ovoj metodi, epitaksijalni rast NW -a provodi se kemijskim taloženjem pare ili epitaksijom molekularnog snopa.
Da bi se to postiglo, tanki film zlata prvo se taloži na površinu podloge, djelujući kao katalizator, nakon čega temperatura u komori raste, a zlato formira niz kapljica.
Daljnje komponente za rast se hranepoluvodički materijal, kao što su elementi In i P za rast InP SZ. Učinak aktivacije česticama katalizatora je taj da se rast na površini ispod kapi događa mnogo puta brže nego na neaktiviranoj površini, pa se pad katalizatora diže iznad površine, rastući brkovi ispod nje.
- Metode planarne tehnologije
Ponekad za stvaranje jednodimenzionalnih nanoobjekata,koji se također nazivaju NW ili nanofilamenti, koriste tehnike planarne tehnologije. Na primjer, korištenjem fotolitografije i metoda jetkanja stvaraju se okomiti utori ili utori u obliku slova V na površini u koju se taloži materijal. Sakupljajući se u tim utorima ili utorima, materijal oblikuje, takoreći, jednodimenzionalne nanostrukture u okomitom, odnosno vodoravnom smjeru.
Druga metoda za dobivanje jednodimenzionalnih nanostrukturaje da na SOI podlozi pomoću fotografije— i elektronskom litografijom stvara se sloj maske s uzorkom željenog NW. Zatim, kroz ovaj sloj, površinski sloj silicija je urezan, ostavljajući samo silicij NW na izolatoru. U nekim slučajevima, izolator je također ugraviran ispod NW, ostavljajući slobodne nanostrukture.
- Spontani rast
Najjednostavniji način dobivanja NW oksidametal Ovo je uobičajeno zagrijavanje metala na zraku i može se lako izvesti kod kuće. Mehanizmi rasta poznati su od 1950-ih. Spontano stvaranje NW događa se uz pomoć defekata kristalne rešetke: dislokacija prisutnih u određenim smjerovima ili anizotropije rasta različitih kristalnih strana.
Nakon napretka u mikroskopiji, demonstriran je rast NW preko dislokacija vijka ili granica blizanaca.
Khaidukov je razvio metodološku platformuza ponovljivu sintezu nanokristala, koji, ozračeni elektromagnetskim valovima niske energije, ponovno emitiraju fotone više energije nakon niza elektroničkih prijelaza u atomima. U tom se slučaju može podesiti spektar takvog zračenja.
- Otvor
Jedna od nagrada dodijeljena je pročelnikulaboratoriju Saveznog istraživačkog centra "Kristalografija i fotonika" Ruske akademije znanosti Evgeniju Khaidukovoj za razvoj naprednih tehnologija na platformi anti-Stoksovih nanokristala.
Tako sintetizirani nanokristali imajumogućnosti primjene u brojnim područjima. Na primjer, za ispitivanje bioloških procesa u stanicama i za praktičnu uporabu u medicinskoj dijagnostici i terapiji. Konkretno, razvoj je poslužio kao osnova za novu metodu fotodinamičke terapije melanoma pomoću vitamina B2.
Posebni proteini biljaka
Jedna od nagrada dodijeljena je timu znanstvenika iz Sankt Peterburga za otkriće amiloidnih proteina u biljkama koji su odgovorni za nakupljanje hranjivih tvari unutar sjemenki.
- Amiloid
Arhitektonski, amiloid je nerazgranati proteinfibrile koje se sastoje od monomera povezanih primarno vodikovim vezama između β-lanca intermolekularnih β-pločica koje se nalaze okomito na bočnu os fibrila.
Ova varijanta strukture fibrila naziva se"cross-β", i on je najuniverzalniji. β-listovi u amiloidnom fibrilu mogu biti smješteni međusobno paralelno i u registru (slične aminokiseline susjednih β-lanca nalaze se jedna na drugoj i povezane su vodikovim vezama).
Manje česti amiloidi s antiparalelomorijentacija β-lanaca. Zanimljiva mogućnost presavijanja imaju i vlakna priona (infektivni amiloidni protein) HET-s askomicete Podospora anserina u obliku β-spirala.
- Struktura
Amiloid ima složenu strukturu.Njegova glavna komponenta su proteini, među kojima se nalaze i fibrilarni (tkivni) proteini kao što su kolagen i proteini plazme - α- i γ-globulini, fibrinogen.
Amiloidni polisaharidi su predstavljenikondroitinsumporna i hijaluronska kiselina, heparin, neuraminska kiselina, pri čemu prevladavaju kondroitin sulfati. Amiloid ima antigenska svojstva; otporan na djelovanje mnogih enzima, kiselina, lužina zbog čvrstoće veza između proteinskih i polisaharidnih komponenti.
- Otvor
Laureati su prvi u svijetu otkrili u biljkama isimbiotske bakterije imaju specifične funkcionalne proteine - amiloide, koji imaju jedinstvenu otpornost na djelovanje probavnih enzima i mogu godinama opstati u vanjskom okruženju. Ranije su pronađeni u bakterijama, arhejama, životinjama i gljivama, ali ovo je prvi put da su pronađeni u biljkama.
Poseban fibrilarni oblik proteina —amiloidi—postali su poznati po svojoj povezanosti s nizom bolesti uzrokovanih abnormalnom agregacijom proteina (amiloidoza). Ukupno postoji više od 40 ljudskih bolesti povezanih s amiloidima, a vrlo ih je teško liječiti ili su potpuno neizlječive (dijabetes, rak, Alzheimer i tako dalje).
Otkriće amiloidnih proteina u biljkama postalo je moguće zahvaljujući bioinformatičkom algoritmu koji su razvili autori, a koji je najproduktivniji u usporedbi s analozima.
Uz njezinu pomoć, prvi put u svijetu, cijeluskup bjelančevina i s velikom točnošću utvrđeno je da skladišni proteini sjemenki biljaka, koji su najvažnija komponenta ljudske prehrane, imaju tendenciju stvaranja amiloida. Kao i proteini simbiotskih bakterija, koji su odgovorni za njihovu interakciju s biljkama.
Maligni tumori
Evgenia Dolgov, Ekaterina Potter i AnastasiaProskurina iz Federalnog istraživačkog centra "Institut za citologiju i genetiku Sibirskog ogranka Ruske akademije znanosti" dobio je nagradu "za formiranje nove ideologije u liječenju bolesnika s malignim tumorima, koja se temelji na vremenski usklađenom djelovanje inovativnih pripravaka nukleinskih kiselina i umrežujućih citostatika." ;
Dobitnici su stvorili i testirali dvije jedinstvene tehnologije za liječenje tumora različite etiologije, temeljene na dosad nepoznatim principima.
- Panagen
Prva tehnologija je korištenje lijeka "Panagen" na bazi fragmentirane dvolančane DNA, usklađene s kemoterapijom.
Znanstvenici su uspješno proveli pretkliničku terapijustudije, I i II faze kliničkih ispitivanja "Panagena" u liječenju raka dojke. Dokazali su da lijek ne samo da smanjuje negativne učinke kemoterapije, već i potiče aktiviranje antitumorskog imuniteta.
- Karanahan
Druga tehnologija — “Karanahan”—je jedinstvena metoda za odabir režima injekcije citostatika koji blokira diobu stanica i lijeka na bazi DNA pojedinačno za svaki tumor.
Kao rezultat kombiniranog djelovanja dvaju aktivnihtvari, tumorske stanice se uništavaju, uključujući tumorske matične stanice. Tehnologija je uspješno testirana na eksperimentalnim mišjim i ljudskim tumorima.
To može biti i neovisna opcija liječenja i svojevrsna platforma za učinkovitiju uporabu bilo kakvih lijekova i tehnologija protiv raka.
Sučelje mozak-računalo
Vladimir Maksimenko sa "Sveučilišta Innopolis"(Tatarstan) nagrada je dodijeljena za razvoj invazivnih i neinvazivnih sučelja mozga i računala za praćenje normalne i patološke moždane aktivnosti.
- NKI
Brain Computer Interface (NCI) (također se nazivaizravno neuronsko sučelje,sučelje mozga,sučelje mozak-računalo) je sustav stvoren za razmjenu informacija između mozga i elektroničkog uređaja (na primjer, računala).
U jednosmjernim sučeljima, vanjski uređajimože ili primati signale iz mozga ili mu slati signale (na primjer, oponašajući mrežnicu oka prilikom vraćanja vida elektroničkim implantatom).
Dvosmjerna sučelja omogućuju mozgu ivanjski uređaji razmjenjuju informacije u oba smjera. Metoda biološke povratne sprege često se koristi u središtu sučelja neuroračunala.
- Pokusi na životinjama
Nekoliko laboratorija uspjelo je snimiti signaleiz moždane kore majmuna i štakora za kontrolu NCI -a tijekom kretanja. Majmuni su upravljali kursorom na ekranu računala i davali upute da izvode najjednostavnije radnje robotima oponašajući ruku, mentalno i bez ikakvih pokreta. Druge studije koje su uključivale mačke razmatrale su dešifriranje vizualnih znakova.
- Otvor
Kao rezultat toga, znanstvenik je razvio niz matematičkihmodeli neuronskih mreža, kao i tri neuro-računalna sučelja (“mozak-računalo”). Izrađena sučelja omogućuju invazivno, odnosno električnom stimulacijom, sprječavanje i blokiranje napadaja kod pacijenata s epilepsijom.
Na primjer, ova se metoda može koristiti kada su lijekovi za ublažavanje napada neučinkoviti.
Osim toga, sučelja dopuštaju neinvazivno, daklenema prodora kroz vanjske slojeve tijela, simulirati zamišljenu motoričku aktivnost i odrediti koncentraciju pažnje, što je važno za rehabilitaciju pacijenata nakon moždanog udara, pri poučavanju školaraca itd.
Čitaj više
Pogledajte sliku Marsa od 8 bilijuna piksela
Za letove do Marsa gradi se nuklearni raketni motor. Kako je opasno?
Pobačaj i znanost: što će se dogoditi s djecom koja će roditi