Heliumproductie voor ruimtevaart en medicijnen
Marina Sokolova, Directeur van het Instituut voor Olie- en Gasproblemen
Helium is een unieke grondstof die commercieel verkrijgbaar isvolumes zijn alleen in aardgas. De vraag ernaar neemt alleen maar toe vanwege het feit dat het nodig is in ruimtevaartprogramma's, cryogene technologieën, geneeskunde (MRI-onderzoek, helium-zuurstofmengsels) en om de wereldproductie van supergeleiders voor elektronica te vergroten.
De grootste heliumreserves ter wereld bevinden zich in Rusland, maarproductie staat het land niet eens in de top drie, het is ongeveer 2,5-3% van de wereldmarkt. De industriële productie van helium in Rusland vindt alleen plaats in het olie- en gascondensaatveld van Orenburg, waar het heliumgehalte elk jaar opraakt en al 0,045% bedraagt.
Heliumproductiecomplex in Yakutia. PJSC Gazprom
In de Republiek Sakha (Yakutia) zijn er 22olie- en gascondensaatvelden die helium bevatten. Momenteel wordt in de regio aardgas geproduceerd zonder helium als apart product te isoleren. Als er geen systeem wordt gecreëerd voor het verzamelen, transporteren en opslaan ervan, zullen de heliumverliezen binnen 20 jaar oplopen tot 1 miljard m3.
We zijn een technologieontwikkelingsproject gestartheliumwinning en verzameling van heliumconcentraat op olie- en gasproductielocaties met een systeem van productpijpleidingen en opslagfaciliteiten. Nieuwe heliumprojecten zullen Rusland helpen een leidende niche op de wereldmarkt te bezetten. Een dergelijk systeem zal de verzameling, het transport en de opslag van helium vergemakkelijken, het zal de Yakut-infrastructuur verbeteren - pijpleidingtransport, wegen, energievoorzieningsnetwerken.
Grafeenstof en slimme kleding
Zakhar Evseev, Onderzoeker, Noordoostelijke Federale Universiteit
— We zijn in het laboratorium van Graphene NanotechnologiesAl meer dan 10 jaar houdt NEFU zich bezig met de synthese en toepassing van grafeen en grafeenachtige materialen. Een recente trend is grafeenstof of elektronisch textiel. We begonnen het te ontwikkelen nadat we kennis hadden gemaakt met soortgelijke werken van het Graphene Institute (Manchester) in samenwerking met Nobelprijswinnaar Konstantin Novoselov.
Elektronisch textiel, en in ons geval grafeenTextiel is een nanomateriaal dat op gewone stof wordt aangebracht. Afhankelijk van het type en de samenstelling van het nanomateriaal kan het weefsel verschillende eigenschappen krijgen. Grafeenweefsel wordt bijvoorbeeld sterker, krijgt elektrisch geleidende eigenschappen, heeft UV-bescherming, vertoont antimicrobiële eigenschappen en wordt brandwerender. Maar het belangrijkste is dat er andere elektronische apparaten kunnen worden gemaakt op basis van een dergelijke stof. Als je in het hoge noorden woont, voel je zelf hoe belangrijk de juiste kleding is, niet alleen voor comfort, maar ook voor veiligheid.
In de afgelopen 10 jaar zijn er sensoren en apparaten verschenengrafeen basis. Al deze apparaten kunnen in kleding worden ingebed, waardoor slimme apparaten ontstaan. Zo ontstond kleding met een ingebouwde grafeenbatterij aangedreven door zonnecellen op basis van tweedimensionale materialen. Ze hebben ook temperatuur-, pols- en ademhalingssensoren.
Natuurlijk zijn er veel prestatie-eisendergelijke dekkingen en onopgeloste problemen. Bijvoorbeeld de weerstand van grafeencoatings tegen wassen en mechanische belasting. We hebben dit probleem opgelost en goede resultaten behaald - we hebben de chemische modificatie van grafeenmaterialen toegepast. Nu is de geleidbaarheid van onze coatings twee keer zo hoog en is de weerstand tegen wassen 50 keer hoger dan die van buitenlandse analogen.
Kleding van grafeen is geschikt voor extreem lage temperaturen, maar belast het milieu niet
We zullen apparaten kunnen maken waarmee we informatie kunnen invoeren,ingebouwd in kleding, tools voor het monitoren van vitale activiteiten voor werkkleding, medische diagnostiek en therapie, ingebouwde verwarming voor winterkleding, sportmonitoring. Grafeen is niet schadelijk voor het milieu en het lichaam, verliest de elasticiteit en dampdoorlaatbaarheid niet.
Tot nu toe staan e-textieltechnologieën nog in de kinderschoenen. Maar de eerste producten zijn al op de markt - je kunt bijvoorbeeld Xiaomi-jacks kopen met ingebouwde koolstofnanobuisverwarming.
Snelle genezing van brandwonden en verwondingen
Nina Timofeeva, hoofdingenieur van het laboratorium "Technologies of Polymer Nanocomposites" van de North-Eastern Federal University
— Wij ontwikkelen biocomposietmedische producten. Ze zijn gebaseerd op polylactide, een biologisch afbreekbaar, biocompatibel en thermoplastisch polymeer van melkzuur. Het valt binnen ongeveer 6 tot 18 maanden volledig uiteen, afhankelijk van de chemische samenstelling en vorm.
Huidvervanger met polylactide als substraat veroorzaakt geen allergieën en laat geen littekens achter. Bron: Ministerie van Onderwijs en Wetenschappen
We ontwikkelen matrices voor dermale equivalentenop basis van polylactide. Het dermale equivalent is een huidvervanger, we gebruiken polylactide als substraat (framework, scaffold) voor fibroblasten. Dermale equivalenten worden gebruikt om verwondingen zoals brandwonden te genezen. In tegenstelling tot dermale equivalente matrix-tegenhangers, is polylactide goedkoop, niet-allergisch en hoeft het niet opnieuw op de wond te worden aangebracht, waardoor wonden worden genezen zonder littekens. De meest voorkomende analoog is het op collageen gebaseerde huidequivalent, dat een allergische reactie en afstoting kan veroorzaken, waarna het moet worden verwijderd en opnieuw moet worden aangebracht. Dit beschadigt de huid en laat littekens achter.
Wij verwerken polydactide in ons laboratoriummet behulp van extrusie en 3D-printen. Door extrusie verkrijgen we flexibele films die met een schaar kunnen worden geknipt. Uitgebreide fysisch-mechanische, chemische en biomedische studies van monsters zijn al uitgevoerd om de optimale eigenschappen van dermale equivalenten vast te stellen.
kanker vaccin
Aitalina Golderova, hoofdonderzoeker, hoofd, professor van het Departement Volksgezondheid en Gezondheidszorg, Algemene Hygiëne en Bio-ethiek, North-Eastern Federal University
– Geïndividualiseerd (autoloog) vaccintegen kanker is gebaseerd op de immuuncellen van de patiënt en kankercellen die zijn afgeleid van een tumor of gevestigde menselijke kankercellijnen. Traditionele behandelingsmethoden - chirurgie, chemotherapie en bestraling - zijn niet altijd effectief in de latere stadia en veroorzaken bijwerkingen. En immunotherapie is gericht tegen de strijd tegen de tumor, het tast minimaal gezonde weefsels en cellen aan.
Borstkankervaccinatie kan honderdduizenden levens redden
Ter vereenvoudiging "trainen" we in een petrischaaldendritische cellen (cellen van het immuunsysteem die hun "vijanden" kunnen aangeven aan T-cellen - red.) met kankerantigenen, en dan brengen we de getrainde cellen terug naar het lichaam, waardoor T-cellen worden geactiveerd, waarvan de belangrijkste functie is de vernietiging van kankercellen. Er zijn nu meer dan 200 klinische onderzoeken in verschillende fasen in de wereld waarin DC wordt gebruikt voor de behandeling van melanoom, nierkanker, multipel myeloom, prostaatkanker, darmkanker, borstkanker, glioblastoom, longkanker, lymfoom, slokdarmkanker, sarcoom, multipel sclerose, virale hepatitis, HIV-infectie. Volgens het N. Petrov National Medical Research Center of Oncology werd bij 46,2% van de patiënten een klinisch significant antitumoreffect waargenomen.
We hebben de kookmethode al geïmplementeerddendritische celvaccin verkregen gegevens over fenotypes van dendritische cellen op een flowcytometer (een systeem voor het analyseren van deeltjes (meestal cellen) in een vloeistofstroom - red.), die differentiërende markers van rijping en activering van dendritische cellen aangeven. Ons object van studie is het veneuze bloed van kankerpatiënten. We willen de kenmerken van rijping en activering van dendritische cellen evalueren, afhankelijk van het subtype borstkanker.
We hopen dat deze methode in de klinische praktijk zal worden geïntroduceerdoefening. Het doel van ons project is het ontwikkelen en optimaliseren van een antitumorvaccin op basis van autologe dendritische cellen bij patiënten met borstkanker.
Zeer duurzaam beton
Alexander Popov, adjunct-directeur van het Engineering and Technical Institute van de North-Eastern Federal University for Research
– Mijn project is de ontwikkeling van beton met verhoogdeduurzaamheid op basis van Yakut-grondstoffen. Het idee ontstond toen ik me realiseerde dat de omstandigheden voor de productie en exploitatie van bouwmaterialen in Yakutia heel anders zijn dan in de centrale regio's. Onder onze omstandigheden (het klimaat van Yakutia is scherp continentaal, met lange, strenge winters met weinig sneeuw en korte zomers. De gemiddelde temperatuur in januari is ongeveer -40 ° C, en soms -60 ° C - red.), heeft niemand deze materialen aangepast - en dit is niet alleen een technologische taak, anders zou het snel worden opgelost door gespecialiseerde specialisten.
Permafrost en opwarming van de aarde tasten betonconstructies aan. Bron: ysia.ru
Voor de ontwikkeling van de bouwmaterialenindustrie inYakutia moet fundamentele problemen oplossen om de optimale grondstof en de activering ervan voor betonnen componenten te bepalen. Nu gebruiken we geïmporteerde componenten om hoogwaardig beton te verkrijgen, dus de constructie is duur.
De essentie van de ontwikkeling is het maken van activeringstechnologieënnatuurlijke grondstoffen, en deze vervolgens verwerken in beton. Natuurlijke zeolieten uit Yakutia (mineraal van sedimentair-vulkanische oorsprong - red.) hebben bijvoorbeeld een groot potentieel als actief mineraal additief voor cement, maar niet in de oorspronkelijke vorm. Dit vereist aanpassing - speciale warmtebehandelingsomstandigheden. Dit zal de zuur-basereacties in cement verbeteren wanneer een dergelijk zeoliet wordt toegevoegd.
Dit werk zal helpen bij de ontwikkeling van de constructieindustrie in Yakutia, maar kan gevolgen hebben voor dit gebied als geheel. Het zal de grondstofbasis voor de bouw uitbreiden - misschien zal in de toekomst elke regio en subregio materialen produceren voor zijn eigen behoeften.
Lees verder:
Een magnetische storm staat op het punt de aarde te raken
De ware betekenis van mummificatie wordt onthuld: al die tijd hadden wetenschappers het bij het verkeerde eind
Genoemd het grootste gevaar van de maanmissie "Artemis"