永久凍土地帯の科学者: スマートな服とがんワクチンを開発する方法

宇宙と医療のためのヘリウム生産

マリーナ・ソコロワ、石油ガス問題研究所所長

ロシア科学アカデミーのシベリア支部

ヘリウムは、商用化されているユニークな原料です。量は天然ガスのみです。その需要は、宇宙計画、極低温技術、医学 (MRI 研究、ヘリウム-酸素混合物) で必要とされ、エレクトロニクス用の超伝導体の世界的な生産を増やすために、増加の一途をたどっています。

世界最大のヘリウム埋蔵量はロシアにありますが、生産、国はトップ 3 にも入っておらず、世界市場の約 2.5 ~ 3% です。ロシアでのヘリウムの工業生産は、ヘリウム含有量が毎年枯渇し、すでに 0.045% に達しているオレンブルクの石油とガスのコンデンセート分野でのみ行われています。

ヤクーチアのヘリウム生産施設。 PJSC ガスプロム

サハ共和国(ヤクーチア)には 22ヘリウムを含む油田とガス田。現在、天然ガスは、ヘリウムを別の製品として分離することなく、この地域で生産されています。収集、輸送、保管のためのシステムが作成されない場合、20 年以内にヘリウムの損失は 10 億 m3 に達するでしょう。

技術開発プロジェクトを立ち上げました製品パイプラインと貯蔵施設のシステムを備えた石油とガスの生産現場でのヘリウム抽出とヘリウム濃縮物の収集。新しいヘリウムプロジェクトは、ロシアが世界市場で主要なニッチ市場を占めるのに役立つだろう。このようなシステムはヘリウムの収集、輸送、保管を容易にし、ヤクートのインフラを改善します。パイプライン輸送、道路、エネルギー供給ネットワーク。

グラフェン生地とスマート服

ザカール・エヴセエフ、研究者、北東連邦大学

— 私たちはグラフェンナノテクノロジー研究所にいますNEFU は 10 年以上にわたり、グラフェンおよびグラフェン類似材料の合成と応用に携わってきました。最近のトレンドの 1 つは、グラフェン ファブリック、または電子テキスタイルです。グラフェン研究所(マンチェスター)でノーベル賞受賞者のコンスタンチン・ノボセロフと共同研究を行っていることを知り、開発を開始しました。

電子テキスタイル、そして私たちの場合はグラフェンテキスタイルは、通常の布地にナノマテリアルを適用したものです。ナノ材料の種類と組成に応じて、組織はさまざまな特性を獲得できます。たとえば、グラフェン ファブリックはより強くなり、導電性を獲得し、UV 保護を備え、抗菌特性を示し、耐火性が向上します。しかし、最も重要なことは、そのようなファブリックに基づいて他の電子デバイスを作成できることです。極北に住んでいると、快適さだけでなく安全のためにも、適切な服装がいかに重要であるかを実感します。

過去10年間で、センサーとデバイスが登場しましたグラフェンベース。これらのデバイスはすべて衣服に組み込むことができ、スマート デバイスを作成できます。こうして、二次元物質に基づく太陽電池を動力源とするグラフェン電池を内蔵した衣服が登場した。また、温度、脈拍、呼吸センサーも備えています。

もちろん、多くのパフォーマンス要件がありますそのような報道と未解決の問題。たとえば、洗濯や機械的ストレスに対するグラフェンコーティングの耐性。私たちはこの問題を解決し、グラフェン材料の化学修飾を適用して、良い結果を達成しました。現在、当社のコーティングの導電率は 2 倍高く、耐洗浄性は外国の類似品の 50 倍です。

グラフェンの衣類は極低温に適していますが、環境に害はありません

情報を入力するための装置を作ることができるようになります。衣服への組み込み、作業服の重要な活動監視ツール、医療診断と治療、冬服の内蔵暖房、スポーツ監視。グラフェンは環境や身体に害を及ぼさず、弾力性と透湿性を失いません。

これまでのところ、e-テキスタイル技術はまだ初期段階にあります。しかし、最初の製品はすでに市場に出回っています。たとえば、カーボンナノチューブ加熱が組み込まれたXiaomiジャケットを購入できます。

火傷や怪我の迅速な治癒

ニーナ・ティモフィーバ、北東連邦大学の研究所「ポリマーナノコンポジットの技術」の主任技術者

— 私たちはバイオコンポジットを開発しています医療製品。これらは、乳酸の生分解性、生体適合性、熱可塑性ポリマーであるポリラクチドをベースとしています。化学組成や形態にもよりますが、約 6 ~ 18 か月で完全に分解します。

基質としてポリラクチドを使用した代用皮膚は、アレルギーを引き起こさず、傷跡を残しません。出典:文部科学省

真皮等価物のマトリックスを開発しますポリラクチドベース。真皮同等物は代用皮膚であり、線維芽細胞の基質(フレームワーク、足場)としてポリラクチドを使用します。皮膚同等物は、火傷などの怪我を治すために使用されます。真皮同等マトリックス対応物とは異なり、ポリラクチドは安価で非アレルギー性であり、傷に再塗布する必要がないため、瘢痕化することなく傷を治癒するのに役立ちます.最も一般的な類似体はコラーゲンベースの真皮同等物で、アレルギー反応と拒絶反応を引き起こす可能性があり、その後、除去して再適用する必要があります.これは皮膚を傷つけ、傷跡を残します。

私たちは研究室でポリダクチドを処理します押し出しと 3D 印刷を使用します。押し出しにより、ハサミでカットできる柔軟なフィルムが得られます。サンプルの広範な物理機械的、化学的および生物医学的研究は、真皮同等物の最適な特性を確立するためにすでに実施されています。

がんワクチン

アイタリーナ・ゴルデロワ、主任研究員、主任、公衆衛生およびヘルスケア、一般衛生および生命倫理学科の教授、北東連邦大学

– 個別化(自己)ワクチンがんに対する治療は、患者の免疫細胞と、腫瘍または確立されたヒトがん細胞株に由来するがん細胞に基づいています。従来の治療法(手術、化学療法、放射線療法)は、後期になると必ずしも効果的ではなく、副作用を引き起こします。そして、免疫療法は腫瘍との戦いに向けられており、健康な組織や細胞への影響は最小限です。

乳がんワクチンは数十万人の命を救う可能性がある

簡単にするために、ペトリ皿で「トレーニング」します樹状細胞 (T 細胞に「敵」を示すことができる免疫系の細胞 - ed.) を癌抗原とともに、訓練された細胞を体内に戻し、T 細胞を活性化します。がん細胞の破壊です。現在、黒色腫、腎臓がん、多発性骨髄腫、前立腺がん、結腸がん、乳がん、神経膠芽腫、肺がん、リンパ腫、食道がん、肉腫、多発性骨髄腫の治療に DC を使用した世界のさまざまな段階の 200 以上の臨床試験があります。硬化症、ウイルス性肝炎、HIV感染。 N. Petrov National Medical Research Center of Oncology によると、臨床的に有意な抗腫瘍効果が患者の 46.2% で観察されました。

すでに調理方法を実装しています樹状細胞ワクチンは、フローサイトメーター (流体の流れ中の粒子 (通常は細胞) を分析するためのシステム - 編) で樹状細胞の表現型に関するデータを取得し、樹状細胞の成熟と活性化の識別マーカーを示しています。私たちの研究対象は、がん患者の静脈血です。乳癌のサブタイプによる樹状細胞の成熟と活性化の特徴を評価したい。

この方法が臨床に導入されることを願っています。練習。私たちのプロジェクトの目標は、乳がん患者の自家樹状細胞に基づく抗腫瘍ワクチンを開発し、最適化することです。

非常に耐久性のあるコンクリート

アレクサンドルポポフ、北東連邦研究大学の工学および技術研究所の副所長

– 私のプロジェクトは、増加したコンクリートの開発ですヤクート原料による耐久性。このアイデアは、ヤクートでの建材の生産と運用の条件が中央地域とは大きく異なることに気付いたときに生まれました。私たちの条件(ヤクーチアの気候は急激に大陸性であり、長くて厳しい雪の少ない冬と短い夏があります.1月の平均気温は約-40°C、時には-60°Cです-編)、誰も持っていませんこれらの資料を適応させました-これは技術的なタスクだけではありません。そうでなければ、専門の専門家によってすぐに解決されます。

永久凍土と地球温暖化がコンクリート構造物に影響を与えています。ソース: ysia.ru

建材産業の発展のためにYakutia は、コンクリート コンポーネントの最適な原材料とその活性化を決定するために、根本的な問題を解決する必要があります。現在、高強度のコンクリートを得るために輸入部品を使用しているため、建設費が高くなります。

開発の本質は活性化技術の創出天然原料をコンクリートに使用します。たとえば、ヤクートの天然ゼオライト (堆積火山起源の鉱物 - 編) は、セメントへの活性鉱物添加剤として大きな可能性を持っていますが、元の形ではそうではありません。これには変更、つまり特別な熱処理条件が必要です。これにより、ゼオライトを添加する際のセメント中の酸塩基反応が改善されます。

この仕事は建設の発展に役立ちますヤクーチアの産業に影響を与える可能性がありますが、この地域全体に影響を与える可能性があります。それは建設のための原材料ベースを拡大するでしょう - おそらく将来的には、各地域や小地域がそれぞれのニーズに合わせて材料を生産するでしょう.

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