Produkcja helu dla kosmosu i medycyny
Marina Sokołowa, dyrektor Instytutu Problemów Nafty i Gazu
Hel jest unikalnym surowcem, który jest komercyjnieobjętości dotyczą tylko gazu ziemnego. Zapotrzebowanie na nie rośnie tylko dlatego, że jest potrzebne w programach kosmicznych, technologiach kriogenicznych, medycynie (badania MRI, mieszaniny helowo-tlenowe) oraz do zwiększenia światowej produkcji nadprzewodników dla elektroniki.
Największe rezerwy helu na świecie znajdują się w Rosji, aleprodukcji kraj nie jest nawet w pierwszej trójce, to około 2,5-3% światowego rynku. Przemysłowa produkcja helu w Rosji prowadzona jest jedynie na złożu kondensatu ropy i gazu Orenburg, gdzie zawartość helu co roku wyczerpuje się i wynosi już 0,045%.
Kompleks produkcji helu w Jakucji. PJSC Gazprom
W Republice Sacha (Jakucja) jest ich 22pola kondensatu ropy i gazu zawierające hel. Obecnie gaz ziemny jest wydobywany w regionie bez wyodrębniania helu jako osobnego produktu. Jeśli nie powstanie system jego pobierania, transportu i magazynowania, to w ciągu 20 lat straty helu sięgną 1 mld m3.
Rozpoczęliśmy projekt rozwoju technologiiwydobycie i odbiór koncentratu helu w zakładach wydobycia ropy i gazu wraz z systemem rurociągów produktowych i magazynami. Nowe projekty helowe pomogą Rosji zająć wiodącą niszę na światowym rynku. Taki system ułatwi gromadzenie, transport i magazynowanie helu, usprawni infrastrukturę Jakuta – transport rurociągowy, drogi, sieci energetyczne.
Tkanina grafenowa i eleganckie ubrania
Zachar Evseev, naukowiec, North-Eastern Federal University
— Jesteśmy w laboratorium Graphene NanotechnologiesNEFU od ponad 10 lat zajmuje się syntezą i zastosowaniem grafenu i materiałów grafenopodobnych. Jednym z ostatnich trendów jest tkanina grafenowa lub tekstylia elektroniczne. Zaczęliśmy go rozwijać po zapoznaniu się z podobnymi pracami z Graphene Institute (Manchester) we współpracy z noblistą Konstantinem Novoselovem.
Tekstylia elektroniczne, aw naszym przypadku grafenTekstylia to nanomateriały nakładane na zwykłą tkaninę. W zależności od rodzaju i składu nanomateriału tkanka może nabierać różnych właściwości. Na przykład tkanina grafenowa staje się mocniejsza, nabiera właściwości przewodzących prąd elektryczny, ma ochronę przed promieniowaniem UV, wykazuje właściwości antybakteryjne i staje się bardziej ognioodporna. Ale co najważniejsze, na bazie takiej tkaniny można tworzyć inne urządzenia elektroniczne. Mieszkając na Dalekiej Północy, sam czujesz, jak ważny jest odpowiedni ubiór nie tylko dla wygody, ale również dla bezpieczeństwa.
W ciągu ostatnich 10 lat pojawiły się czujniki i urządzeniabaza grafenu. Wszystkie te urządzenia można osadzać w ubraniach, tworząc inteligentne urządzenia. Tak powstały ubrania z wbudowaną baterią grafenową zasilaną ogniwami słonecznymi opartymi na dwuwymiarowych materiałach. Posiadają również czujniki temperatury, tętna i oddechu.
Oczywiście istnieje wiele wymagań dotyczących wydajnościtakie pokrycia i nierozwiązane problemy. Na przykład odporność powłok grafenowych na zmywanie i naprężenia mechaniczne. Rozwiązaliśmy ten problem i osiągnęliśmy dobre wyniki - zastosowaliśmy chemiczną modyfikację materiałów grafenowych. Teraz przewodność naszych powłok jest dwukrotnie wyższa, a odporność na pranie jest 50 razy wyższa niż w przypadku zagranicznych analogów.
Odzież grafenowa nadaje się do ekstremalnie niskich temperatur, ale nie szkodzi środowisku
Będziemy mogli wykonać urządzenia do wprowadzania informacji,wbudowane w odzież, narzędzia do monitorowania aktywności życiowej odzieży roboczej, diagnostyka i terapia medyczna, wbudowane ogrzewanie odzieży zimowej, monitorowanie sportu. Grafen nie szkodzi środowisku i organizmowi, nie traci elastyczności i paroprzepuszczalności.
Jak dotąd technologie e-tekstylne są wciąż w powijakach. Ale pierwsze produkty są już na rynku - można na przykład kupić kurtki Xiaomi z wbudowanym ogrzewaniem z nanorurek węglowych.
Szybkie gojenie się oparzeń i urazów
Nina Timofiewa, Główny Inżynier Laboratorium „Technologii Nanokompozytów Polimerowych” Północno-Wschodniego Uniwersytetu Federalnego
— Rozwijamy biokompozytprodukty medyczne. Oparte są na polilaktydzie, biodegradowalnym, biokompatybilnym i termoplastycznym polimerze kwasu mlekowego. Całkowicie rozkłada się w ciągu około 6–18 miesięcy, w zależności od składu chemicznego i postaci.
Substytut skóry z polilaktydem jako podłożem nie powoduje alergii i nie pozostawia blizn. Źródło: Ministerstwo Edukacji i Nauki
Opracowujemy matryce odpowiedników skórnychna bazie polilaktydu. Odpowiednik skórny to substytut skóry, polilaktyd stosujemy jako podłoże (szkielet, rusztowanie) dla fibroblastów. Odpowiedniki skórne są używane do leczenia urazów, takich jak rany oparzeniowe. W przeciwieństwie do równoważnych odpowiedników matrycy skórnej, polilaktyd jest niedrogi, nie powoduje alergii i nie wymaga ponownego nakładania na ranę, pomagając goić rany bez blizn. Najczęstszym analogiem jest odpowiednik skórny na bazie kolagenu, który może powodować reakcję alergiczną i odrzucenie, po czym należy go usunąć i ponownie nałożyć. To rani skórę i pozostawia blizny.
W naszym laboratorium przetwarzamy polidaktydyz wykorzystaniem ekstruzji i druku 3D. Poprzez ekstruzję uzyskujemy elastyczne folie, które można ciąć nożyczkami. Przeprowadzono już szeroko zakrojone badania fizyko-mechaniczne, chemiczne i biomedyczne próbek w celu ustalenia optymalnych właściwości odpowiedników skóry.
szczepionka na raka
Aitalina Golderova, główny naukowiec, kierownik, profesor Wydziału Zdrowia Publicznego i Opieki Zdrowotnej, Higieny Ogólnej i Bioetyki, Północno-Wschodni Uniwersytet Federalny
– Indywidualna (autologiczna) szczepionkaprzeciwko rakowi opiera się na komórkach odpornościowych pacjenta i komórkach nowotworowych, które pochodzą z guza lub ustalonych linii ludzkich komórek nowotworowych. Tradycyjne metody leczenia – chirurgia, chemioterapia i radioterapia – nie zawsze są skuteczne w późniejszych stadiach i powodują działania niepożądane. A immunoterapia jest skierowana przeciwko walce z nowotworem, w minimalnym stopniu wpływa na zdrowe tkanki i komórki.
Szczepionka na raka piersi może uratować setki tysięcy istnień ludzkich
Upraszczając, „trenujemy” na szalce Petriegokomórkom dendrytycznym (komórkom układu odpornościowego, które są w stanie wskazać limfocytom T swoich „wrogów” – przyp. red.) antygenami nowotworowymi, a następnie zwracamy wyszkolone komórki do organizmu, aktywując limfocyty T, których główną funkcją jest jest niszczenie komórek rakowych. Obecnie na świecie prowadzi się ponad 200 badań klinicznych w różnych fazach, w których stosuje się DC w leczeniu czerniaka, raka nerki, szpiczaka mnogiego, raka prostaty, raka okrężnicy, raka piersi, glejaka wielopostaciowego, raka płuc, chłoniaka, raka przełyku, mięsaka, stwardnienie rozsiane, wirusowe zapalenie wątroby, zakażenie wirusem HIV. Według Narodowego Centrum Badań Medycznych Onkologii im. N. Pietrowa klinicznie istotne działanie przeciwnowotworowe zaobserwowano u 46,2% pacjentów.
Metodę gotowania już wdrożyliśmyszczepionka z komórek dendrytycznych uzyskała dane o fenotypach komórek dendrytycznych na cytometrze przepływowym (układ do analizy cząstek (zwykle komórek) w strumieniu płynu – red.), wskazując na różnicujące markery dojrzewania i aktywacji komórek dendrytycznych. Naszym przedmiotem badań jest krew żylna pacjentów z rakiem. Chcemy ocenić cechy dojrzewania i aktywacji komórek dendrytycznych w zależności od podtypu raka piersi.
Mamy nadzieję, że ta metoda zostanie wprowadzona do praktyki klinicznejćwiczyć. Celem naszego projektu jest opracowanie i optymalizacja szczepionki przeciwnowotworowej opartej na autologicznych komórkach dendrytycznych u chorych na raka piersi.
Bardzo trwały beton
Aleksander Popow, Zastępca Dyrektora Instytutu Inżynierii i Techniki Północno-Wschodniego Federalnego Uniwersytetu Badawczego
– Mój projekt to zagospodarowanie betonu o podwyższonejtrwałość oparta na surowcach jakuckich. Pomysł narodził się, gdy zdałem sobie sprawę, że warunki produkcji i eksploatacji materiałów budowlanych w Jakucji bardzo różnią się od regionów centralnych. W naszych warunkach (klimat Jakucji jest ostro kontynentalny, z długimi, surowymi, mało śnieżnymi zimami i krótkimi latami. Średnia temperatura w styczniu to około -40°C, a czasem -60°C - red.) zaadaptowali te materiały - i nie jest to tylko zadanie technologiczne, inaczej szybko zostałoby rozwiązane przez wyspecjalizowanych specjalistów.
Wieczna zmarzlina i globalne ocieplenie mają wpływ na konstrukcje betonowe. źródło: ysia.ru
Za rozwój przemysłu materiałów budowlanych wJakucja musi rozwiązać fundamentalne problemy w celu określenia optymalnego surowca i jego aktywacji dla elementów betonowych. Teraz, aby uzyskać beton o wysokiej wytrzymałości, używamy importowanych komponentów, więc budowa jest droga.
Istotą rozwoju jest opracowanie technologii aktywacyjnychnaturalnych surowców, a następnie wykorzystać je w betonie. Na przykład naturalne zeolity Jakucji (minerał pochodzenia osadowo-wulkanicznego – red.) mają ogromny potencjał jako aktywny dodatek mineralny do cementu, ale nie w swojej pierwotnej postaci. Wymaga to modyfikacji – specjalnych warunków obróbki cieplnej. Poprawi to reakcje kwasowo-zasadowe w cementach po dodaniu takiego zeolitu.
Ta praca pomoże w rozwoju budownictwaprzemysłu w Jakucji, ale może mieć wpływ na cały ten obszar. Poszerzy bazę surowcową dla budownictwa – być może w przyszłości każdy region i subregion będzie produkował materiały na własne potrzeby.
Czytaj więcej:
Burza magnetyczna zbliża się do Ziemi
Ujawnia się prawdziwe znaczenie mumifikacji: przez cały ten czas naukowcy się mylili
Nazwany głównym niebezpieczeństwem misji księżycowej „Artemida”