Výroba hélia pre vesmír a medicínu
Marína Sokolová, riaditeľ Inštitútu pre problémy ropy a zemného plynu
Hélium je unikátna surovina, ktorá je komerčne dostupnáobjemy sú len v zemnom plyne. Dopyt po ňom rastie len vďaka tomu, že je potrebný vo vesmírnych programoch, kryogénnych technológiách, medicíne (výskum MRI, zmesi hélia a kyslíka) a na zvýšenie svetovej produkcie supravodičov pre elektroniku.
Najväčšie zásoby hélia na svete sú v Rusku, aleprodukcie, krajina nie je ani v prvej trojke, je to asi 2,5-3% svetového trhu. Priemyselná výroba hélia v Rusku sa vykonáva iba na poli ropného a plynového kondenzátu Orenburg, kde sa obsah hélia každoročne znižuje a už dosahuje 0,045%.
Výrobný komplex hélia v Jakutsku. PJSC Gazprom
V republike Sakha (Jakutsko) je 22ropné a plynové kondenzačné polia obsahujúce hélium. V súčasnosti sa v regióne vyrába zemný plyn bez izolácie hélia ako samostatného produktu. Ak sa nevytvorí systém na jeho zber, prepravu a skladovanie, do 20 rokov straty hélia dosiahnu 1 miliardu m3.
Spustili sme projekt vývoja technológieťažba hélia a zber héliového koncentrátu na miestach ťažby ropy a plynu so systémom produktovodov a skladovacích zariadení. Nové projekty s héliom pomôžu Rusku obsadiť vedúce miesto na svetovom trhu. Takýto systém uľahčí zber, prepravu a skladovanie hélia, zlepší jakutskú infraštruktúru - potrubná doprava, cesty, energetické siete.
Grafénová tkanina a elegantné oblečenie
Zakhar Evseev, výskumník, Severovýchodná federálna univerzita
— Sme v laboratóriu grafénových nanotechnológiíUž viac ako 10 rokov sa NEFU zaoberá syntézou a aplikáciou grafénu a materiálov podobných grafénu. Jedným z posledných trendov je grafénová tkanina alebo elektronické textílie. Začali sme ho vyvíjať po zoznámení sa s podobnými prácami z Graphene Institute (Manchester) v spolupráci s nositeľom Nobelovej ceny Konstantinom Novoselovom.
Elektronický textil a v našom prípade grafénTextil je nanomateriál aplikovaný na obyčajnú tkaninu. V závislosti od typu a zloženia nanomateriálu môže tkanivo nadobúdať rôzne vlastnosti. Napríklad grafénová tkanina sa stáva pevnejšou, získava elektricky vodivé vlastnosti, má UV ochranu, vykazuje antimikrobiálne vlastnosti a stáva sa odolnejšou voči ohňu. Ale čo je najdôležitejšie, na základe takejto tkaniny môžu byť vytvorené ďalšie elektronické zariadenia. Keď žijete na Ďalekom severe, sami cítite, aké dôležité je správne oblečenie nielen pre pohodlie, ale aj pre bezpečnosť.
Za posledných 10 rokov sa senzory a zariadenia objavili nagrafénový základ. Všetky tieto zariadenia môžu byť zabudované do oblečenia, čím vznikajú inteligentné zariadenia. Takto sa objavilo oblečenie so vstavanou grafénovou batériou napájanou solárnymi článkami na báze dvojrozmerných materiálov. Majú tiež snímače teploty, pulzu a dýchania.
Samozrejme, existuje veľa požiadaviek na výkontakéto krytia a nevyriešené problémy. Napríklad odolnosť grafénových náterov voči praniu a mechanickému namáhaniu. Tento problém sme vyriešili a dosiahli sme dobré výsledky - aplikovali sme chemickú modifikáciu grafénových materiálov. Teraz je vodivosť našich náterov dvakrát vyššia a odolnosť voči praniu je 50-krát vyššia ako u zahraničných analógov.
Grafénové oblečenie je vhodné do extrémne nízkych teplôt, no nezaťažuje životné prostredie
Budeme schopní vyrobiť zariadenia na zadávanie informácií,zabudované do odevov, nástroje na monitorovanie životne dôležitých aktivít pracovných odevov, lekárska diagnostika a terapia, zabudované vyhrievanie zimného oblečenia, sledovanie športu. Grafén neškodí životnému prostrediu a telu, nestráca elasticitu a paropriepustnosť.
Zatiaľ sú e-textilné technológie stále v plienkach. Prvé produkty sú už ale na trhu – kúpiť si môžete napríklad Xiaomi bundy so zabudovaným vyhrievaním uhlíkových nanorúrok.
Rýchle hojenie popálenín a zranení
Nina Timofeeva, vedúci inžinier laboratória „Technológie polymérnych nanokompozitov“ Severovýchodnej federálnej univerzity
— Vyvíjame biokompozitmedicínske produkty. Sú založené na polylaktide, biodegradovateľnom, biokompatibilnom a termoplastickom polymére kyseliny mliečnej. Úplne sa rozloží asi za 6–18 mesiacov, v závislosti od chemického zloženia a formy.
Náhrada kože s polylaktidom ako substrátom nespôsobuje alergie a nezanecháva jazvy. Zdroj: Ministerstvo školstva a vedy
Vyvíjame matrice pre dermálne ekvivalentyna báze polylaktidu. Dermálnym ekvivalentom je kožná náhrada, ako substrát (rám, lešenie) pre fibroblasty používame polylaktid. Dermálne ekvivalenty sa používajú na liečenie zranení, ako sú popáleniny. Na rozdiel od dermálnych ekvivalentných matricových náprotivkov je polylaktid lacný, nealergický a nie je potrebné ho opätovne aplikovať na ranu, čím pomáha hojiť rany bez zjazvenia. Najbežnejším analógom je dermálny ekvivalent na báze kolagénu, ktorý môže spôsobiť alergickú reakciu a rejekciu, po ktorej sa musí odstrániť a znova aplikovať. To zraňuje pokožku a zanecháva jazvy.
Polydaktid spracovávame v našom laboratóriupomocou extrúzie a 3D tlače. Vytláčaním získame pružné fólie, ktoré sa dajú strihať nožnicami. Na stanovenie optimálnych charakteristík dermálnych ekvivalentov už boli vykonané rozsiahle fyzikálno-mechanické, chemické a biomedicínske štúdie vzoriek.
vakcína proti rakovine
Aitalina Golderová, hlavný výskumník, vedúci, profesor Katedry verejného zdravia a zdravotnej starostlivosti, všeobecnej hygieny a bioetiky, Severovýchodná federálna univerzita
– Individualizovaná (autológna) vakcínaproti rakovine je založený na imunitných bunkách pacienta a rakovinových bunkách, ktoré pochádzajú z nádoru alebo zavedených ľudských rakovinových bunkových línií. Tradičné metódy liečby - chirurgia, chemoterapia a radiačná terapia - nie sú vždy účinné v neskorších štádiách a spôsobujú vedľajšie účinky. A imunoterapia je zameraná proti boju s nádorom, minimálne ovplyvňuje zdravé tkanivá a bunky.
Vakcína proti rakovine prsníka by mohla zachrániť státisíce životov
Pre zjednodušenie „trénujeme“ v Petriho miskedendritické bunky (bunky imunitného systému, ktoré sú schopné indikovať svojich „nepriateľov“ T-bunkám – pozn. red.) rakovinovými antigénmi a následne vycvičené bunky vrátime do tela, čím aktivujeme T-bunky, ktorých hlavnou funkciou je je zničenie rakovinových buniek. Vo svete teraz prebieha viac ako 200 klinických štúdií v rôznych fázach s použitím DC na liečbu melanómu, rakoviny obličiek, mnohopočetného myelómu, rakoviny prostaty, rakoviny hrubého čreva, rakoviny prsníka, glioblastómu, rakoviny pľúc, lymfómu, rakoviny pažeráka, sarkómu, mnohopočetných skleróza, vírusová hepatitída, infekcia HIV. Podľa Národného centra lekárskeho výskumu onkológie N. Petrova sa klinicky významný protinádorový účinok pozoroval u 46,2 % pacientov.
Spôsob varenia sme už implementovaliVakcína proti dendritickým bunkám získala údaje o fenotypoch dendritických buniek na prietokovom cytometri (systém na analýzu častíc (zvyčajne buniek) v prúde tekutiny - pozn. red.), indikujúcich diferenciačné markery dozrievania a aktivácie dendritických buniek. Naším predmetom štúdia je venózna krv pacientov s rakovinou. Chceme zhodnotiť znaky dozrievania a aktivácie dendritických buniek v závislosti od podtypu rakoviny prsníka.
Dúfame, že táto metóda bude zavedená do klinickej praxeprax. Cieľom nášho projektu je vyvinúť a optimalizovať protinádorovú vakcínu založenú na autológnych dendritických bunkách u pacientok s rakovinou prsníka.
Veľmi odolný betón
Alexander Popov, zástupca riaditeľa Inžinierskeho a technického inštitútu Severovýchodnej federálnej univerzity pre výskum
– Mojím projektom je vývoj betónu so zvýšenýmtrvanlivosť na základe jakutských surovín. Nápad sa zrodil, keď som si uvedomil, že podmienky na výrobu a prevádzku stavebných materiálov v Jakutsku sú veľmi odlišné od centrálnych regiónov. V našich podmienkach (podnebie Jakutska je ostro kontinentálne, s dlhými, tuhými, málo zasneženými zimami a krátkymi letami. Priemerná teplota v januári je okolo -40 °C, niekedy aj -60 °C - pozn. prispôsobené tieto materiály - a to nie je len technologická úloha, inak by ju rýchlo vyriešili špecializovaní špecialisti.
Permafrost a globálne otepľovanie ovplyvňujú betónové konštrukcie. Zdroj: ysia.ru
Pre rozvoj priemyslu stavebných hmôt v rJakutsko potrebuje vyriešiť zásadné problémy na určenie optimálnej suroviny a jej aktivácie pre betónové komponenty. Teraz na získanie vysokopevnostného betónu používame dovážané komponenty, takže výstavba je drahá.
Podstatou vývoja je robiť aktivačné technológieprírodné suroviny a následne ich použiť do betónu. Napríklad prírodné zeolity Jakutska (minerál sedimentárno-vulkanického pôvodu – pozn. red.) majú veľký potenciál ako aktívna minerálna prísada do cementu, nie však v pôvodnej podobe. To si vyžaduje úpravu - špeciálne podmienky tepelného spracovania. To zlepší acidobázické reakcie v cementoch pri pridávaní takéhoto zeolitu.
Táto práca pomôže pri rozvoji stavebníctvapriemyslu v Jakutsku, ale môže ovplyvniť túto oblasť ako celok. Rozšíri surovinovú základňu pre stavebníctvo – snáď si v budúcnosti každý kraj a subregión bude vyrábať materiály pre svoje potreby.
Čítaj viac:
Zem sa chystá zasiahnuť magnetická búrka
Odhaľuje sa skutočný význam mumifikácie: vedci sa celý ten čas mýlili
Pomenoval hlavné nebezpečenstvo lunárnej misie "Artemis"