Hēlija ražošana kosmosam un medicīnai
Marina Sokolova, Naftas un gāzes problēmu institūta direktors
Hēlijs ir unikāla izejviela, ko izmanto komerciāliapjomi ir tikai dabasgāzē. Pieprasījums pēc tā tikai pieaug, jo tas ir nepieciešams kosmosa programmās, kriogēnajās tehnoloģijās, medicīnā (MRI pētījumi, hēlija-skābekļa maisījumi) un lai palielinātu elektronikas supravadītāju ražošanu pasaulē.
Lielākās hēlija rezerves pasaulē ir Krievijā, betražošanas, valsts nav pat pirmajā trijniekā, tas ir aptuveni 2,5-3% no pasaules tirgus. Hēlija rūpnieciskā ražošana Krievijā tiek veikta tikai Orenburgas naftas un gāzes kondensāta laukā, kur hēlija saturs katru gadu tiek samazināts un jau ir 0,045%.
Hēlija ražošanas komplekss Jakutijā. PJSC Gazprom
Sahas Republikā (Jakutijā) ir 22naftas un gāzes kondensāta lauki, kas satur hēliju. Pašlaik dabasgāze reģionā tiek ražota, neizolējot hēliju kā atsevišķu produktu. Ja netiks izveidota sistēma tā savākšanai, transportēšanai un uzglabāšanai, tad 20 gadu laikā hēlija zudumi sasniegs 1 miljardu m3.
Mēs uzsākām tehnoloģiju attīstības projektuhēlija ieguve un hēlija koncentrāta savākšana naftas un gāzes ieguves vietās ar produktu cauruļvadu un uzglabāšanas iekārtu sistēmu. Jauni hēlija projekti palīdzēs Krievijai ieņemt vadošo nišu pasaules tirgū. Šāda sistēma atvieglos hēlija savākšanu, transportēšanu un uzglabāšanu, uzlabos jakutu infrastruktūru - cauruļvadu transports, ceļi, energoapgādes tīkli.
Grafēna audums un gudras drēbes
Zahars Evsejevs, Ziemeļaustrumu federālās universitātes pētnieks
— Mēs atrodamies Grafēna nanotehnoloģiju laboratorijāVairāk nekā 10 gadus NEFU nodarbojas ar grafēna un grafēnam līdzīgu materiālu sintēzi un pielietošanu. Viena no jaunākajām tendencēm ir grafēna audums jeb elektroniskie tekstilizstrādājumi. To sākām izstrādāt pēc iepazīšanās ar līdzīgiem darbiem no Grafēna institūta (Mančestra) sadarbībā ar Nobela prēmijas laureātu Konstantīnu Novoselovu.
Elektroniskie tekstilizstrādājumi un mūsu gadījumā grafēnsTekstils ir nanomateriāls, ko izmanto parastam audumam. Atkarībā no nanomateriāla veida un sastāva audi var iegūt dažādas īpašības. Piemēram, grafēna audums kļūst stiprāks, iegūst elektrību vadošas īpašības, tam ir UV aizsardzība, tam piemīt pretmikrobu īpašības un tas kļūst ugunsizturīgāks. Bet pats galvenais, uz šāda auduma bāzes var izveidot arī citas elektroniskas ierīces. Dzīvojot Tālajos Ziemeļos, tu pats jūti, cik svarīgs ir pareizais apģērbs ne tikai komfortam, bet arī drošībai.
Pēdējo 10 gadu laikā ir parādījušies sensori un ierīcesgrafēna bāze. Visas šīs ierīces var iestrādāt apģērbā, radot viedierīces. Tā parādījās drēbes ar iebūvētu grafēna akumulatoru, ko darbina saules baterijas, kuru pamatā ir divdimensiju materiāli. Viņiem ir arī temperatūras, pulsa un elpošanas sensori.
Protams, ir daudz veiktspējas prasībutādi segumi un neatrisinātas problēmas. Piemēram, grafēna pārklājumu izturība pret mazgāšanu un mehānisko spriegumu. Atrisinājām šo problēmu un panācām labus rezultātus – pielietojām grafēna materiālu ķīmisko modifikāciju. Tagad mūsu pārklājumu vadītspēja ir divreiz augstāka, un izturība pret mazgāšanu ir 50 reizes augstāka nekā ārvalstu analogiem.
Grafēna apģērbs ir piemērots īpaši zemām temperatūrām, taču nekaitē videi
Varēsim izgatavot ierīces informācijas ievadīšanai,iebūvēts apģērbā, vitāli svarīgo aktivitāšu uzraudzības instrumenti darba apģērbam, medicīniskā diagnostika un terapija, iebūvēta apsilde ziemas apģērbam, sporta monitorings. Grafēns nekaitē videi un ķermenim, nezaudē elastību un tvaiku caurlaidību.
Pagaidām e-tekstila tehnoloģijas vēl ir sākuma stadijā. Taču pirmie produkti jau ir tirgū – piemēram, var iegādāties Xiaomi jakas ar iebūvētu oglekļa nanocaurules apsildi.
Ātra apdegumu un traumu dzīšana
Ņina Timofejeva, Ziemeļaustrumu federālās universitātes laboratorijas "Polimēru nanokompozītu tehnoloģijas" vadošais inženieris
— Mēs izstrādājam biokompozītumedicīnas preces. To pamatā ir polilaktīds, bioloģiski noārdāms, bioloģiski saderīgs un termoplastisks pienskābes polimērs. Tas pilnībā sadalās apmēram 6–18 mēnešos atkarībā no ķīmiskā sastāva un formas.
Ādas aizvietotājs ar polilaktīdu kā substrātu neizraisa alerģiju un neatstāj rētas. Avots: Izglītības un zinātnes ministrija
Mēs izstrādājam matricas dermālajiem ekvivalentiempamatojoties uz polilaktīdu. Dermālais ekvivalents ir ādas aizstājējs, mēs izmantojam polilaktīdu kā substrātu (karkasu, sastatnes) fibroblastiem. Ādas ekvivalentus izmanto, lai dziedinātu traumas, piemēram, apdeguma brūces. Atšķirībā no dermālas matricas ekvivalentiem polilaktīds ir lēts, nav alerģisks, un to nav nepieciešams atkārtoti uzklāt uz brūces, palīdzot dziedēt brūces, neradot rētas. Visizplatītākais analogs ir kolagēna bāzes dermālais ekvivalents, kas var izraisīt alerģisku reakciju un atgrūšanu, pēc tam tas ir jānoņem un atkārtoti jāuzklāj. Tas traumē ādu un atstāj rētas.
Mēs savā laboratorijā apstrādājam polidaktīduizmantojot ekstrūzijas un 3D drukāšanu. Ekstrūzijas ceļā iegūstam elastīgas plēves, kuras var griezt ar šķērēm. Jau ir veikti plaši paraugu fizikāli mehāniskie, ķīmiskie un biomedicīnas pētījumi, lai noteiktu dermālo ekvivalentu optimālās īpašības.
vēža vakcīna
Aitalīna Golderova, galvenais pētnieks, Ziemeļaustrumu federālās universitātes Sabiedrības veselības un veselības aprūpes, vispārējās higiēnas un bioētikas katedras vadītājs, profesors
– Individualizēta (autologa) vakcīnaPret vēzi pamatā ir pacienta imūnās šūnas un vēža šūnas, kas iegūtas no audzēja vai izveidotām cilvēka vēža šūnu līnijām. Tradicionālās ārstēšanas metodes - ķirurģija, ķīmijterapija un staru terapija - ne vienmēr ir efektīvas vēlākos posmos un izraisa blakusparādības. Un imūnterapija ir vērsta pret cīņu pret audzēju, tā minimāli ietekmē veselus audus un šūnas.
Krūts vēža vakcīna varētu glābt simtiem tūkstošu dzīvību
Lai vienkāršotu, mēs “trenējamies” Petri trauciņādendritiskās šūnas (imūnsistēmas šūnas, kas spēj norādīt savus "ienaidniekus" T-šūnām - red.) ar vēža antigēniem, un tad mēs atdodam trenētās šūnas organismā, aktivizējot T-šūnas, kuru galvenā funkcija ir vēža šūnu iznīcināšana. Šobrīd pasaulē ir vairāk nekā 200 klīnisku pētījumu dažādās fāzēs, izmantojot DC melanomas, nieru vēža, multiplās mielomas, prostatas vēža, resnās zarnas vēža, krūts vēža, glioblastomas, plaušu vēža, limfomas, barības vada vēža, sarkomas, multiplu slimību ārstēšanai. skleroze, vīrusu hepatīts, HIV infekcija. Saskaņā ar N. Petrova Valsts onkoloģijas pētījumu centra datiem klīniski nozīmīga pretvēža iedarbība tika novērota 46,2% pacientu.
Mēs jau esam ieviesuši gatavošanas metodidendritisko šūnu vakcīna ieguva datus par dendritisko šūnu fenotipiem plūsmas citometrā (sistēma daļiņu (parasti šūnu) analīzei šķidruma plūsmā - red.), norādot diferencējošus dendritisko šūnu nobriešanas un aktivācijas marķierus. Mūsu pētījuma objekts ir vēža pacientu venozās asinis. Mēs vēlamies novērtēt dendritisko šūnu nobriešanas un aktivācijas pazīmes atkarībā no krūts vēža apakštipa.
Mēs ceram, ka šī metode tiks ieviesta klīniskajā praksēprakse. Mūsu projekta mērķis ir izstrādāt un optimizēt pretvēža vakcīnu, kuras pamatā ir autologās dendritiskās šūnas pacientiem ar krūts vēzi.
Ļoti izturīgs betons
Aleksandrs Popovs, Ziemeļaustrumu federālās universitātes Inženiertehniskā institūta direktora vietnieks pētniecības jomā
– Mans projekts ir betona izstrāde ar palielinātuizturība, pamatojoties uz Yakut izejvielām. Ideja radās, kad sapratu, ka būvmateriālu ražošanas un ekspluatācijas apstākļi Jakutijā ļoti atšķiras no centrālajiem reģioniem. Mūsu apstākļos (Jakutijas klimats ir izteikti kontinentāls, ar garām, bargām, maz sniegotām ziemām un īsām vasarām. Vidējā temperatūra janvārī ir aptuveni -40 °C, dažreiz -60 °C — red.) nevienam nav. pielāgoja šos materiālus - un tas nav tikai tehnoloģisks uzdevums, pretējā gadījumā to ātri atrisinātu specializēti speciālisti.
Mūžīgais sasalums un globālā sasilšana ietekmē betona konstrukcijas. Avots: ysia.ru
Būvmateriālu nozares attīstībai gJakutijā ir jāatrisina fundamentālas problēmas, lai noteiktu optimālo izejmateriālu un tā aktivizēšanu betona detaļām. Tagad, lai iegūtu augstas stiprības betonu, mēs izmantojam importa komponentus, tāpēc būvniecība ir dārga.
Izstrādes būtība ir aktivizācijas tehnoloģiju izgatavošanadabīgām izejvielām un pēc tam tās izmantot betonā. Piemēram, Jakutijas dabiskajiem ceolītiem (nogulumiežu-vulkāniskas izcelsmes minerālam – red.) ir liels potenciāls kā aktīvai minerālu piedevai cementam, bet ne sākotnējā formā. Tam nepieciešama modifikācija – īpaši termiskās apstrādes apstākļi. Tas uzlabos skābju-bāzes reakcijas cementos, pievienojot šādu ceolītu.
Šis darbs palīdzēs būvniecības attīstībānozare Jakutijā, bet var ietekmēt šo jomu kopumā. Tas paplašinās izejvielu bāzi būvniecībai – iespējams, nākotnē katrs reģions un apakšreģions ražos materiālus savām vajadzībām.
Lasīt vairāk:
Zemi drīz sasniegs magnētiskā vētra
Tiek atklāta mumifikācijas patiesā nozīme: visu šo laiku zinātnieki kļūdījās
Nosaukts par Mēness misijas "Artemis" galvenajām briesmām