영구 동토층의 과학자들: 그들이 스마트 의류와 암 백신을 개발하는 방법

우주 및 의료용 헬륨 생산

마리나 소콜로바, 석유 및 가스 문제 연구소 소장

러시아 과학 아카데미 시베리아 지부

헬륨은 상업적으로 사용되는 독특한 원료입니다.볼륨은 천연 가스에만 있습니다. 그것에 대한 수요는 우주 프로그램, 극저온 기술, 의학(MRI 연구, 헬륨-산소 혼합물)에 필요하고 전자 제품용 초전도체의 세계 생산량을 늘리기 때문에 증가하고 있습니다.

세계 최대의 헬륨 매장량은 러시아에 있지만생산, 국가는 상위 3 위도 아니며 세계 시장의 약 2.5-3 %입니다. 러시아의 헬륨 산업 생산은 매년 헬륨 함량이 고갈되고 이미 0.045%에 달하는 오렌부르크 석유 및 가스 응축물 필드에서만 수행됩니다.

Yakutia의 헬륨 생산 단지. PJSC 가즈프롬

사하 공화국(야쿠티아)에는 22개헬륨을 포함하는 오일 및 가스 응축수 필드. 현재 이 지역에서는 별도의 제품으로 헬륨을 분리하지 않고 천연가스가 생산됩니다. 수집, 운송 및 보관을 위한 시스템이 만들어지지 않으면 20년 이내에 헬륨 손실이 10억 m3에 달할 것입니다.

기술개발사업을 시작했습니다.제품 파이프라인 및 저장 시설 시스템을 통해 석유 및 가스 생산 현장에서 헬륨 추출 및 헬륨 농축물 수집. 새로운 헬륨 프로젝트는 러시아가 세계 시장에서 선도적인 틈새 시장을 점유하는 데 도움이 될 것입니다. 이러한 시스템은 헬륨의 수집, 운송 및 저장을 용이하게 하며 야쿠트족 기반 시설을 개선할 것입니다.  파이프라인 운송, 도로, 에너지 공급 네트워크.

그래핀 원단과 스마트한 옷

자카르 에브세프, 동북연방대학교 연구원

— 우리는 Graphene Nanotechnologies 실험실에 있습니다.10년 이상 동안 NEFU는 그래핀 및 그래핀 유사 물질의 합성 및 응용 분야에 종사해 왔습니다. 최근 트렌드 중 하나는 그래핀 직물 또는 전자 직물입니다. 우리는 노벨상 수상자 Konstantin Novoselov와 공동으로 그래핀 연구소(맨체스터)에서 유사한 작업을 알게 된 후 개발을 시작했습니다.

전자 직물, 그리고 우리의 경우 그래핀텍스타일은 일반 직물에 적용된 나노 소재입니다. 나노 물질의 유형과 구성에 따라 조직은 다른 특성을 얻을 수 있습니다. 예를 들어, 그래핀 직물은 더 강해지고, 전기 전도성 특성을 획득하고, 자외선 차단 기능이 있고, 항균 특성을 나타내며, 내화성이 향상됩니다. 그러나 가장 중요한 것은 이러한 패브릭을 기반으로 다른 전자 장치를 만들 수 있다는 것입니다. 극북 지역에 살다 보면 편안함뿐 아니라 안전을 위해서도 올바른 옷이 얼마나 중요한지 스스로 느끼실 것입니다.

지난 10년 동안 센서와 장치가 등장했습니다.그래핀 베이스. 이 모든 장치를 의류에 내장하여 스마트 장치를 만들 수 있습니다. 2차원 소재 기반의 태양전지로 구동되는 그래핀 배터리가 내장된 옷이 등장한 것이다. 또한 온도, 맥박 및 호흡 센서도 있습니다.

물론 많은 성능 요구 사항이 있습니다.그러한 보장 및 미해결 문제. 예를 들어, 세척 및 기계적 응력에 대한 그래핀 코팅의 저항성. 우리는 이 문제를 해결하고 좋은 결과를 얻었습니다. 그래핀 재료의 화학적 변형을 적용했습니다. 이제 우리 코팅의 전도도는 두 배 높고 세척 저항성은 외국 아날로그보다 50 배 높습니다.

그래핀 의류는 극저온에 적합하지만 환경에 해를 끼치지 않습니다.

정보를 입력하는 장치를 만들 수 있을 것이며,의류에 내장, 작업복용 필수 활동 모니터링 도구, 의료 진단 및 치료, 겨울 의류용 내장 난방 장치, 스포츠 모니터링. 그래핀은 환경과 신체에 해를 끼치지 않으며 탄력성과 증기 투과성을 잃지 않습니다. 

지금까지 전자 섬유 기술은 아직 초기 단계입니다. 그러나 첫 번째 제품은 이미 시장에 나와 있습니다. 예를 들어 탄소 나노튜브 가열 기능이 내장된 Xiaomi 재킷을 구입할 수 있습니다.

화상 및 부상의 빠른 치유

니나 티모피바, 동북연방대학교 "고분자 나노복합체 기술" 연구실 수석 엔지니어

— 우리는 생체복합체를 개발하고 있습니다의료 제품. 이 제품은 생분해성, 생체 적합성 및 열가소성 젖산 폴리머인 폴리락타이드를 기반으로 합니다. 화학적 조성과 형태에 따라 약 6~18개월 내에 완전히 분해됩니다.

폴리락티드를 기질로 사용한 피부 대체물은 알레르기를 일으키지 않으며 흉터를 남기지 않습니다. 출처: 교육과학부

피부 등가물에 대한 매트릭스를 개발합니다.폴리락티드 기반. 진피 등가물은 피부 대체물이며, 우리는 폴리락타이드를 섬유아세포의 기질(프레임워크, 스캐폴드)로 사용합니다. 피부 등가물은 화상 상처와 같은 부상을 치료하는 데 사용됩니다. 피부 등가 매트릭스 대응물과 달리, 폴리락타이드는 저렴하고 비알레르기성이며 상처에 다시 도포할 필요가 없으므로 흉터 없이 상처를 치유하는 데 도움이 됩니다. 가장 일반적인 유사체는 콜라겐 기반 진피 등가물로서 알레르기 반응과 거부반응을 일으킬 수 있으며 그 후에 제거하고 다시 적용해야 합니다. 이것은 피부를 손상시키고 흉터를 남깁니다.

실험실에서 polydactide를 처리합니다.압출 및 3D 프린팅을 사용합니다. 압출을 통해 가위로 절단할 수 있는 유연한 필름을 얻습니다. 피부 등가물의 최적 특성을 확립하기 위해 샘플에 대한 광범위한 물리-기계적, 화학적 및 생의학 연구가 이미 수행되었습니다.

암 백신

아이탈리나 골데로바, 동북연방대학교 공중위생 및 생명윤리학과 수석연구원, 주임교수

– 개별화(자가) 백신암에 대한 치료는 환자의 면역 세포와 종양 또는 확립된 인간 암 세포주에서 파생된 암 세포를 기반으로 합니다. 수술, 화학 요법 및 방사선 요법과 같은 전통적인 치료 방법은 후기 단계에서 항상 효과적인 것은 아니며 부작용을 유발합니다. 면역 요법은 종양과의 싸움에 대한 것이며 건강한 조직과 세포에 최소한의 영향을 미칩니다.

유방암 백신은 수십만 명의 생명을 구할 수 있습니다

단순화하기 위해 페트리 접시에서 "훈련"합니다.수지상 세포 (T 세포에 "적"을 나타낼 수있는 면역 체계의 세포-ed.) 암 항원으로 훈련 된 세포를 신체로 되돌려 T 세포를 활성화합니다. 암세포를 파괴하는 것입니다. 현재 흑색종, 신장암, 다발성 골수종, 전립선암, 결장암, 유방암, 교모세포종, 폐암, 림프종, 식도암, 육종, 다발성 종양의 치료를 위해 DC를 사용하여 세계 여러 단계에서 200개 이상의 임상 시험이 있습니다. 경화증, 바이러스 성 간염, HIV 감염. N. Petrov National Medical Research Center of Oncology에 따르면 환자의 46.2%에서 임상적으로 유의한 항종양 효과가 관찰되었습니다.

우리는 이미 요리 방법을 구현했습니다수지상 세포 백신은 유세포 분석기(유체 흐름에서 입자(일반적으로 세포)를 분석하기 위한 시스템 - ed.)에서 수지상 세포의 표현형에 대한 데이터를 얻었으며, 이는 수지상 세포의 성숙 및 활성화의 분화 마커를 나타냅니다. 우리의 연구 대상은 암 환자의 정맥혈입니다. 유방암의 아형에 따른 수지상세포의 성숙과 활성화의 특징을 평가하고자 한다.

이 방법이 임상에 도입되기를 바랍니다.관행. 우리 프로젝트의 목표는 유방암 환자의 자가 수지상 세포를 기반으로 한 항종양 백신을 개발하고 최적화하는 것입니다.

내구성이 뛰어난 콘크리트

알렉산더 포포프, 동북연방연구대학 공학기술연구소 부소장

– 내 프로젝트는 증가 된 콘크리트 개발입니다.Yakut 원료를 기반으로 한 내구성. Yakutia의 건축 자재 생산 및 운영 조건이 중부 지역과 매우 다르다는 것을 깨달았을 때 아이디어가 탄생했습니다. 우리의 조건에서 (Yakutia의 기후는 급격히 대륙성이며 길고 가혹하며 눈이 거의 내리지 않는 겨울과 짧은 여름이 있습니다. 1 월 평균 기온은 약 -40 ° C, 때로는 -60 ° C입니다.) 아무도 이러한 자료를 수정했습니다. 이것은 기술적 작업 일뿐만 아니라 전문 전문가가 신속하게 해결할 것입니다.

영구 동토층과 지구 온난화가 콘크리트 구조물에 영향을 미치고 있습니다. 출처: ysia.ru

건자재 산업의 발전을 위해Yakutia는 콘크리트 구성 요소에 대한 최적의 원자재 및 활성화를 결정하기 위해 근본적인 문제를 해결해야 합니다. 지금은 고강도 콘크리트를 얻기 위해 수입 부품을 사용하기 때문에 시공비가 비쌉니다.

개발의 본질은 활성화 기술을 만드는 것입니다.천연 원료를 콘크리트에 사용합니다. 예를 들어, 야쿠티아의 천연 제올라이트(퇴적-화산 기원 광물-ed.)는 시멘트에 대한 활성 광물 첨가제로서 큰 잠재력을 가지고 있지만 원래 형태는 아닙니다. 이를 위해서는 수정이 필요합니다 - 특수 열처리 조건. 이는 이러한 제올라이트를 첨가할 때 시멘트의 산-염기 반응을 향상시킵니다.

이 작업은 건설 개발에 도움이 될 것입니다그러나 이 지역 전체에 영향을 미칠 수 있습니다. 그것은 건설을 위한 원자재 기반을 확장할 것입니다. 아마도 미래에는 각 지역과 하위 지역이 자체적으로 필요한 재료를 생산할 것입니다.

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