ייצור הליום לחלל ולרפואה
מרינה סוקולובה, מנהל המכון לבעיות נפט וגז
הליום הוא חומר גלם ייחודי שהוא מסחריהנפחים הם רק בגז טבעי. הביקוש אליו רק הולך וגדל בשל העובדה שהוא נחוץ בתוכניות חלל, טכנולוגיות קריוגניות, רפואה (מחקר MRI, תערובות הליום-חמצן) ולהגדלת הייצור העולמי של מוליכים לאלקטרוניקה.
המאגרים הגדולים ביותר של הליום בעולם נמצאים ברוסיה, אבלייצור, המדינה אפילו לא בשלושת הראשונים, היא בערך 2.5-3% מהשוק העולמי. ייצור תעשייתי של הליום ברוסיה מתבצע רק בשדה קונדנסט הנפט והגז אורנבורג, שבו תכולת ההליום מתרוקנת מדי שנה וכבר מסתכמת ב-0.045%.
מתחם ייצור הליום ביקוטיה. PJSC גזפרום
ברפובליקה של סחה (יאקוטיה) יש 22שדות עיבוי נפט וגז המכילים הליום. נכון להיום, גז טבעי מופק באזור מבלי לבודד הליום כמוצר נפרד. אם לא תיווצר מערכת לאיסוף, שינוע ואחסון שלו, אזי בתוך 20 שנה הפסדי הליום יגיעו למיליארד מ"ק.
השקנו פרויקט פיתוח טכנולוגיהפקת הליום ואיסוף תרכיז הליום באתרי הפקת נפט וגז עם מערכת צינורות מוצרים ומתקני אחסון. פרויקטים חדשים של הליום יסייעו לרוסיה לכבוש נישה מובילה בשוק העולמי. מערכת כזו תקל על איסוף, שינוע ואחסון של הליום, היא תשפר את תשתית יאקוט - הובלת צינורות, כבישים, רשתות אספקת אנרגיה.
בד גרפן ובגדים חכמים
זכר אבסייב, חוקר, האוניברסיטה הפדרלית הצפון-מזרחית
- אנחנו במעבדת גרפן ננוטכנולוגיותבמשך יותר מ-10 שנים, NEFU עוסקת בסינתזה ויישום של גרפן וחומרים דמויי גרפן. אחת המגמות האחרונות היא בד גרפן, או טקסטיל אלקטרוני. התחלנו לפתח אותו לאחר היכרות עם עבודות דומות ממכון גרפן (מנצ'סטר) בשיתוף עם זוכה פרס נובל קונסטנטין נובוסלוב.
טקסטיל אלקטרוני, ובמקרה שלנו גרפןטקסטיל הוא ננו-חומר המיושם על בד רגיל. בהתאם לסוג והרכב הננו-חומר, הרקמה יכולה לרכוש תכונות שונות. לדוגמה, בד הגרפן מתחזק, מקבל תכונות מוליכות חשמלית, בעל הגנת UV, מפגין תכונות אנטי-מיקרוביאליות והופך עמיד יותר באש. אבל הכי חשוב, מכשירים אלקטרוניים אחרים יכולים להיווצר על בסיס בד כזה. כשאתם גרים בצפון הרחוק, אתם בעצמכם מרגישים כמה חשובים הבגדים הנכונים לא רק לנוחות, אלא גם לבטיחות.
ב-10 השנים האחרונות הופיעו חיישנים והתקניםבסיס גרפן. ניתן להטמיע את כל המכשירים הללו בבגדים, וליצור מכשירים חכמים. כך הופיעו בגדים עם סוללת גרפן מובנית המופעלת על ידי תאים סולאריים המבוססים על חומרים דו מימדיים. יש להם גם חיישני טמפרטורה, דופק ונשימה.
כמובן, ישנן דרישות ביצוע רבותכיסויים כאלה ובעיות לא פתורות. לדוגמה, העמידות של ציפוי גרפן לכביסה וללחץ מכני. פתרנו את הבעיה הזו והשגנו תוצאות טובות - יישמנו את השינוי הכימי של חומרי גרפן. כעת המוליכות של הציפויים שלנו גבוהה פי שניים, וההתנגדות לכביסה גבוהה פי 50 מזו של אנלוגים זרים.
בגדי גרפן מתאימים לטמפרטורות נמוכות במיוחד, אך אינם פוגעים בסביבה
נוכל ליצור מכשירים להזנת מידע,מובנה בבגדים, כלי ניטור פעילות חיוניים לבגדי עבודה, אבחון וטיפול רפואי, חימום מובנה לבגדי חורף, ניטור ספורט. הגרפן אינו פוגע בסביבה ובגוף, אינו מאבד מגמישות וחדירות אדים.
עד כה, טכנולוגיות טקסטיל אלקטרוניות עדיין בחיתוליהן. אבל המוצרים הראשונים כבר נמצאים בשוק - למשל, אתה יכול לקנות מעילי Xiaomi עם חימום ננו-צינורית מובנה מפחמן.
ריפוי מהיר של כוויות ופציעות
נינה טימופייבה, מהנדס מוביל של המעבדה "טכנולוגיות של ננו מרוכבים פולימרים" של האוניברסיטה הפדרלית הצפון-מזרחית
— אנחנו מפתחים ביו-מרוכביםמוצרים רפואיים. הם מבוססים על polylactide, פולימר מתכלה, תואם ביולוגי ותרמופלסטי של חומצת חלב. הוא מתפרק לחלוטין תוך כ-6-18 חודשים, תלוי בהרכב הכימי ובצורה.
תחליף עור בפולילקטיד כמצע אינו גורם לאלרגיות ואינו משאיר צלקות. מקור: משרד החינוך והמדע
אנו מפתחים מטריצות למקבילות עוריותמבוסס על פולילקטיד. המקבילה העורית היא תחליף עור, אנו משתמשים בפולילקטיד כמצע (מסגרת, פיגום) לפיברובלסטים. מקבילות עוריות משמשות לריפוי פציעות כגון פצעי כוויות. בניגוד למטריצות מקבילות לעור, פולילקטיד הוא זול, לא אלרגי ואין צורך להדביק אותו מחדש על הפצע, מה שעוזר לרפא פצעים ללא צלקות. האנלוג הנפוץ ביותר הוא המקבילה העורית המבוססת על קולגן, שעלולה לגרום לתגובה אלרגית ודחייה, ולאחר מכן יש להסירו ולהניח מחדש. זה פוגע בעור ומשאיר צלקות.
אנו מעבדים פולידאקטיד במעבדה שלנובאמצעות אקסטרוזיה והדפסת תלת מימד. על ידי שחול אנו משיגים סרטים גמישים שניתן לחתוך במספריים. מחקרים פיזיקו-מכניים, כימיים וביו-רפואיים נרחבים של דגימות כבר בוצעו כדי לקבוע את המאפיינים האופטימליים של מקבילות עוריות.
חיסון נגד סרטן
איטלינה גולדרובה, חוקר ראשי, ראש, פרופסור של המחלקה לבריאות הציבור ובריאות, היגיינה כללית וביואתיקה, האוניברסיטה הפדרלית הצפון-מזרחית
- חיסון פרטני (אוטולוגי).נגד סרטן מבוססת על תאי החיסון של החולה ותאי סרטן שמקורם בגידול או משורות תאים סרטניים אנושיים. שיטות טיפול מסורתיות - ניתוח, כימותרפיה והקרנות - אינן תמיד יעילות בשלבים המאוחרים יותר וגורמות לתופעות לוואי. ואימונותרפיה מכוונת נגד המאבק בגידול, היא משפיעה באופן מינימלי על רקמות ותאים בריאים.
חיסון לסרטן השד יכול להציל מאות אלפי חיים
כדי לפשט, אנו "מאמנים" בצלחת פטריתאים דנדריטים (תאי מערכת החיסון שמסוגלים להצביע על "אויביהם" לתאי T - אד.) עם אנטיגנים סרטניים, ולאחר מכן אנו מחזירים את התאים המאומנים לגוף, מפעילים תאי T, שתפקידם העיקרי הוא הרס של תאים סרטניים. ישנם כיום יותר מ-200 ניסויים קליניים בשלבים שונים בעולם באמצעות DC לטיפול במלנומה, סרטן כליות, מיאלומה נפוצה, סרטן הערמונית, סרטן המעי הגס, סרטן השד, גליובלסטומה, סרטן ריאות, לימפומה, סרטן הוושט, סרקומה, ריבוי טרשת, דלקת כבד נגיפית, זיהום ב-HIV. על פי המרכז הלאומי למחקר רפואי של N. Petrov לאונקולוגיה, נצפתה השפעה אנטי-גידולית משמעותית מבחינה קלינית ב-46.2% מהחולים.
כבר יישמנו את שיטת הבישולחיסון תאים דנדריטים השיג נתונים על פנוטיפים של תאים דנדריטים על ציטומטר זרימה (מערכת לניתוח חלקיקים (בדרך כלל תאים) בזרם נוזלים - עורך), המצביעים על סמנים מבדילים של התבגרות והפעלה של תאים דנדריטים. מושא המחקר שלנו הוא הדם הוורידי של חולי סרטן. אנו רוצים להעריך את התכונות של התבגרות והפעלה של תאים דנדריטים בהתאם לתת-הסוג של סרטן השד.
אנו מקווים ששיטה זו תוכנס לקליניקהתרגול. מטרת הפרויקט שלנו היא לפתח ולייעל חיסון נגד גידולים המבוסס על תאים דנדריטים אוטולוגיים בחולות סרטן השד.
בטון עמיד מאוד
אלכסנדר פופוב, סגן מנהל המכון ההנדסי והטכני של האוניברסיטה הפדרלית הצפון-מזרחית למחקר
– הפרויקט שלי הוא פיתוח בטון עם מוגברתעמידות על בסיס חומרי גלם Yakut. הרעיון נולד כשהבנתי שהתנאים לייצור ותפעול חומרי בניין ביקוטיה שונים מאוד מהאזורים המרכזיים. בתנאים שלנו (האקלים של יאקוטיה הוא יבשתי בצורה חדה, עם חורפים ארוכים, חמורים, מעט מושלגים וקיץ קצר. הטמפרטורה הממוצעת בינואר היא בערך -40 מעלות צלזיוס, ולפעמים -60 מעלות צלזיוס - אד.), לאיש לא התאימו חומרים אלה - וזו לא רק משימה טכנולוגית, אחרת היא תיפתר במהירות על ידי מומחים מומחים.
פרמפרוסט והתחממות כדור הארץ משפיעים על מבני בטון. מקור: ysia.ru
לפיתוח תעשיית חומרי הבניין בYakutia צריכה לפתור בעיות יסוד כדי לקבוע את חומר הגלם האופטימלי והפעלתו עבור רכיבי בטון. כעת, כדי להשיג בטון בעל חוזק גבוה, אנו משתמשים ברכיבים מיובאים, ולכן הבנייה יקרה.
מהות הפיתוח היא יצירת טכנולוגיות הפעלהחומרי גלם טבעיים, ולאחר מכן להשתמש בהם בבטון. למשל, לזאוליטים טבעיים של יאקוטיה (מינרל ממקור משקע-וולקני - עורך) יש פוטנציאל רב כתוסף מינרל פעיל למלט, אך לא בצורתו המקורית. זה דורש שינוי - תנאי טיפול בחום מיוחדים. זה ישפר את תגובות חומצה-בסיס בצמנטים בעת הוספת זאוליט כזה.
עבודה זו תסייע בפיתוח הבנייההתעשייה ביקוטיה, אך עשויה להשפיע על אזור זה בכללותו. היא תרחיב את בסיס חומרי הגלם לבנייה - אולי בעתיד כל אזור ותת אזור ייצרו חומרים לצרכיו.
קרא עוד:
סופה מגנטית עומדת לפגוע בכדור הארץ
המשמעות האמיתית של חניטה מתגלה: כל הזמן הזה, מדענים טעו
נקראה הסכנה העיקרית של משימת הירח "ארטמיס"