Metodoloģiskā platforma reproducējamai nanokristālu sintēzei
Ūsas nanokristāls (NW), ko bieži saucarī nanowhisker (no angļu valodas nanowhisker) vai nanofilaments, nanovads, kā arī nanorods ir viendimensionāls nanomateriāls, kura garums būtiski pārsniedz citus izmērus, kas savukārt nepārsniedz vairākus desmitus nanometru.
Ir dažādi NOC veidi,
Ir vairāki principiāli atšķirīgimehānismi viendimensiju nanostruktūru iegūšanai, kurus var iedalīt brīvo struktūru iegūšanas metodēs (piemēram, "tvaika-šķidruma-kristāla" augšanas mehānisms) un izmantot plaknes tehnoloģijas metodes, kā arī dažas citas.
- Izaugsmes mehānisms "tvaiks - šķidrums - kristāls"
Visizplatītākais augšanas mehānismspusvadītāju NWs ir tvaika-šķidruma-kristāla mehānisms, kas tika parādīts tālajā 1964. gadā. Šī metode īsteno NW epitaksiālo augšanu, izmantojot ķīmisku tvaiku nogulsnēšanos vai molekulāro staru epitaksiju.
Lai to izdarītu, uz pamatnes virsmas vispirms tiek uzklāta plāna zelta plēve, kas darbojas kā katalizators, pēc tam temperatūra kamerā paaugstinās, un zelts veido pilienu masīvu.
Tiek baroti citi augšanas komponentipusvadītāju materiāls, piemēram, elementi In un P InP NW augšanai. Katalizatora daļiņu aktivācijas efekts ir tāds, ka augšana uz virsmas zem piliena notiek daudzas reizes ātrāk nekā uz neaktivētās virsmas, tādējādi katalizatora piliens paceļas virs virsmas, zem tā augot ūsai.
- Plakņu tehnoloģiju metodes
Dažreiz, lai izveidotu viendimensionālus nanoobjektus,kurus sauc arī par NW vai nanopavedieniem, izmanto plakanās tehnoloģijas metodes. Piemēram, izmantojot fotolitogrāfijas un kodināšanas metodes, uz virsmas, kurā tiek uzklāts materiāls, tiek izveidotas vertikālas rievas vai V-veida rievas. Savācot šajās rievās vai rievās, materiāls veido it kā viendimensionālas nanostruktūras attiecīgi vertikālā vai horizontālā virzienā.
Vēl viena metode viendimensiju nanostruktūru iegūšanaiir tas, ka uz SOI substrāta, izmantojot fotoattēlu— un elektronu litogrāfiju, tiek izveidots maskas slānis ar vēlamā ZR rakstu. Pēc tam caur šo slāni tiek iegravēts silīcija virsmas slānis, atstājot tikai silīciju NW uz izolatora. Dažos gadījumos izolators tiek iegravēts arī no zem ZR, atstājot brīvas nanostruktūras.
- Spontāna izaugsme
Vienkāršākā metode NW oksīda iegūšanaimetāls Tā ir parastā metālu karsēšana gaisā, un to var viegli izdarīt mājās. Izaugsmes mehānismi ir zināmi kopš pagājušā gadsimta piecdesmitajiem gadiem. Spontāna ZR veidošanās notiek ar kristāla režģa defektu palīdzību: dislokācijas noteiktos virzienos vai dažādu kristāla virsmu augšanas anizotropija.
Pēc mikroskopijas progresa ir pierādīta ZR augšana, izmantojot skrūvju dislokācijas vai dvīņu robežas.
Khaidukovs izstrādāja metodisko platformunanokristālu reproducējamai sintēzei, kurus, apstarojot ar zemas enerģijas elektromagnētiskajiem viļņiem, atkārtoti izstaro augstākas enerģijas fotoni pēc virknes elektronisku pāreju atomos. Turklāt šāda starojuma spektru var noregulēt.
- Atvēršana
Viena no balvām tika piešķirta galvaiKrievijas Zinātņu akadēmijas Federālā pētniecības centra "Kristalogrāfija un fotonika" laboratorija Jevgenijai Haidukovai par progresīvu tehnoloģiju izstrādi anti-Stokes nanokristālu platformā.
Šādi sintezētiem nanokristāliem irpieteikumu perspektīvas vairākās jomās. Piemēram, bioloģisko procesu pārbaudei šūnās un praktiskai pielietošanai medicīniskajā diagnostikā un terapijā. Jo īpaši attīstība kalpoja par pamatu jaunai fotodinamiskās melanomas terapijas metodei, izmantojot B2 vitamīnu.
Īpašas augu olbaltumvielas
Viena no balvām tika piešķirta Sanktpēterburgas zinātnieku komandai par amiloīda proteīnu atklāšanu augos, kas ir atbildīgi par barības vielu uzkrāšanos sēklās.
- Amiloidīds
Arhitektūras ziņā amiloīds ir nesazarojošs proteīnsfibrillas, kas sastāv no monomēriem, kas galvenokārt savienoti ar ūdeņraža saitēm starp starpmolekulāro β-loksņu β-ķēdēm, kas atrodas perpendikulāri fibrilas sānu asij.
Šo fibrilu struktūras variantu sauc"cross-β", un tas ir visuniversālākais. β-loksnes amiloīda fibrilā var atrasties paralēli viena otrai un reģistrēties (līdzīgas blakus esošo β-ķēžu aminoskābes atrodas viena virs otras un ir savienotas ar ūdeņraža saitēm).
Amiloidi ar antiparalēluβ-ķēžu orientācija. Interesanta locīšanas iespēja ir arī prionu (infekciozā amiloidā proteīna) HET-ascomycete Podospora anserina fibrilām β-spirāles formā.
- Строение
Amiloīdam ir sarežģīta struktūra.Tās galvenā sastāvdaļa ir olbaltumvielas, starp kurām ir atrodami gan fibrilāri (audu) proteīni, piemēram, kolagēns, gan plazmas olbaltumvielas - α- un γ-globulīni, fibrinogēns.
Amiloīdu polisaharīdi ir attēloti arhondroitīna sērskābe un hialuronskābe, heparīns, neiramīnskābe, pārsvarā hondroitīna sulfāti. Amiloīdam piemīt antigēnas īpašības; izturīgs pret daudzu enzīmu, skābju, sārmu iedarbību proteīna un polisaharīda komponentu saišu stiprības dēļ.
- Atvēršana
Laureāti bija pirmie pasaulē, kas atklāja augus unsimbiotiskajām baktērijām ir specifiski funkcionāli proteīni – amiloīdi, kuriem ir unikāla rezistence pret gremošanas enzīmu darbību un kas ārējā vidē var noturēties gadiem ilgi. Iepriekš tie ir atrasti baktērijās, arhejās, dzīvniekos un sēnēs, taču šī ir pirmā reize, kad tās konstatētas augos.
Īpaša fibrilāra olbaltumvielu forma -amiloīdi — kļuva pazīstami ar to saistību ar vairākām slimībām, ko izraisa patoloģiska olbaltumvielu agregācija (amiloidoze). Kopumā ir vairāk nekā 40 cilvēku slimības, kas saistītas ar amiloīdiem, un tās ir ļoti grūti ārstējamas vai pilnībā neārstējamas (diabēts, vēzis, Alcheimera slimība utt.).
Amiloīdu proteīnu atklāšana augos kļuva iespējama, pateicoties autoru izstrādātajam bioinformātikas algoritmam, kas ir visproduktīvākais salīdzinājumā ar analogiem.
Ar tās palīdzību pirmo reizi pasaulē kopumāolbaltumvielu kopums un ar lielu precizitāti tika noteikts, ka augu sēklu uzglabāšanas olbaltumvielām, kas ir vissvarīgākā cilvēka uztura sastāvdaļa, ir tendence veidot amiloidīdus. Kā arī simbiotisko baktēriju olbaltumvielas, kas ir atbildīgas par to mijiedarbību ar augiem.
Ļaundabīgi audzēji
Jevgeņija Dolgova, Jekaterina Potere un AnastasijaProskurina no Federālā pētniecības centra "Krievijas Zinātņu akadēmijas Sibīrijas filiāles Citoloģijas un ģenētikas institūts" tika apbalvota ar balvu "par jaunas ideoloģijas veidošanu pacientu ar ļaundabīgiem audzējiem ārstēšanā, pamatojoties uz laika saskaņotību". inovatīvu nukleīnskābju preparātu un šķērssaistošo citostatisko līdzekļu darbība.” ;
Laureāti ir izveidojuši un pārbaudījuši divas unikālas tehnoloģijas dažādu etioloģiju audzēju ārstēšanai, balstoties uz iepriekš nezināmiem principiem.
- Panagēns
Pirmā tehnoloģija ir zāļu "Panagen" izmantošana, kuras pamatā ir fragmentēta divpavedienu DNS, saskaņota ar ķīmijterapiju.
Zinātnieki ir veiksmīgi veikuši preklīnikupētījumi, klīnisko pētījumu "Panagena" I un II fāzes krūts vēža ārstēšanā. Viņi pierādīja, ka zāles ne tikai samazina ķīmijterapijas negatīvo ietekmi, bet arī veicina pretaudzēju imunitātes aktivizēšanos.
- Karanahans
Otrā tehnoloģija — "Karanahan" -ir unikāla metode, lai izvēlētos citostatisko līdzekļu, kas bloķē šūnu dalīšanos, injekcijas režīmu un uz DNS balstītu medikamentu katram audzējam atsevišķi.
Divu aktīvo kombinētās darbības rezultātāvielas, tiek iznīcinātas audzēja šūnas, tostarp audzēja cilmes šūnas. Tehnoloģija tika veiksmīgi pārbaudīta ar eksperimentāliem peļu un cilvēku audzējiem.
Tas var būt gan neatkarīgs ārstēšanas variants, gan sava veida platforma efektīvākai jebkuru pretvēža zāļu un tehnoloģiju lietošanai.
Smadzeņu un datora saskarne
Vladimirs Maksimenko no "University Innopolis"(Tatarstāna) balva tika piešķirta par invazīvu un neinvazīvu smadzeņu un datoru saskarņu izstrādi smadzeņu normālas un patoloģiskas aktivitātes uzraudzībai.
- NKI
Smadzeņu datora saskarne (NCI) (saukta arītieša neironu saskarne,smadzeņu saskarne,smadzeņu un datoru saskarne) ir sistēma, kas izveidota informācijas apmaiņai starp smadzenēm un elektronisku ierīci (piemēram, datoru).
Vienvirziena saskarnēs, ārējās ierīcēsvar vai nu saņemt signālus no smadzenēm, vai sūtīt uz tām signālus (piemēram, imitējot acs tīkleni, atjaunojot redzi ar elektronisku implantu).
Divvirzienu saskarnes ļauj smadzenēm unārējās ierīces apmainās ar informāciju abos virzienos. Neirodatoru saskarnes centrā bieži tiek izmantota biofeedback metode.
- Eksperimenti ar dzīvniekiem
Vairākās laboratorijās signālus izdevās reģistrētno pērtiķu un žurku smadzeņu garozas, lai kustības laikā kontrolētu NCI. Pērtiķi kontrolēja kursoru uz datora ekrāna un deva norādījumus robotam, kas atdarina roku, garīgāk un bez jebkādām kustībām veikt vienkāršākās darbības. Citos pētījumos, kuros piedalījās kaķi, tika aplūkoti vizuālo signālu atšifrējumi.
- Atvēršana
Tā rezultātā zinātnieks izstrādāja vairākas matemātikasneironu tīklu modeļi, kā arī trīs neiro-datoru saskarnes ("smadzeņu dators"). Izveidotās saskarnes ļauj invazīvi, tas ir, ar elektrisko stimulāciju, novērst un bloķēt krampjus pacientiem ar epilepsiju.
Piemēram, šo metodi var izmantot, ja zāles uzbrukuma mazināšanai ir neefektīvas.
Turklāt saskarnes ļauj neinvazīvinav iekļūšanas caur ārējiem ķermeņa elementiem, lai imitētu iedomātu motorisko aktivitāti un noteiktu uzmanības koncentrāciju, kas ir svarīga pacientu rehabilitācijai pēc insulta, mācot skolēnus utt.
Lasīt vairāk
Paskaties 8 triljonu pikseļu Marsa attēlu
Lidojumiem uz Marsu tiek būvēts kodolraķešu dzinējs. Kā tas ir bīstami?
Aborts un zinātne: kas notiks ar bērniem, kas dzemdēs