Heliumproduktion för rymd och medicin
Marina Sokolova, direktör för Institutet för olje- och gasproblem
Helium är en unik råvara som är kommersielltvolymer finns endast i naturgas. Efterfrågan på det växer bara på grund av att det behövs i rymdprogram, kryogenteknik, medicin (MRI-forskning, helium-syreblandningar) och för att öka världsproduktionen av supraledare för elektronik.
De största reserverna av helium i världen finns i Ryssland, menproduktion, landet är inte ens i topp tre, det är cirka 2,5-3% av världsmarknaden. Industriell produktion av helium i Ryssland utförs endast vid Orenburg olje- och gaskondensatfält, där heliumhalten töms varje år och redan uppgår till 0,045%.
Heliumproduktionskomplex i Yakutia. PJSC Gazprom
I republiken Sakha (Yakutia) finns det 22olje- och gaskondensatfält som innehåller helium. För närvarande produceras naturgas i regionen utan att isolera helium som en separat produkt. Om ett system för insamling, transport och lagring inte skapas, kommer heliumförlusterna inom 20 år att nå 1 miljard m3.
Vi startade ett teknikutvecklingsprojektheliumutvinning och insamling av heliumkoncentrat vid olje- och gasproduktionsanläggningar med ett system av produktrörledningar och lagringsanläggningar. Nya heliumprojekt kommer att hjälpa Ryssland att ockupera en ledande nisch på den globala marknaden. Ett sådant system kommer att underlätta insamling, transport och lagring av helium, det kommer att förbättra Yakut-infrastrukturen - rörledningstransporter, vägar, energiförsörjningsnät.
Grafentyg och smarta kläder
Zakhar Evseev, forskare, North-Eastern Federal University
— Vi är i Graphene Nanotechnologies-laboratorietI mer än 10 år har NEFU varit engagerad i syntes och tillämpning av grafen och grafenliknande material. En ny trend är grafentyg, eller elektroniska textilier. Vi började utveckla den efter att ha bekantat oss med liknande verk från Graphene Institute (Manchester) i samarbete med Nobelpristagaren Konstantin Novoselov.
Elektroniska textilier, och i vårt fall grafenTextil är ett nanomaterial som appliceras på vanligt tyg. Beroende på nanomaterialets typ och sammansättning kan vävnaden få olika egenskaper. Till exempel blir grafentyget starkare, får elektriskt ledande egenskaper, har UV-skydd, uppvisar antimikrobiella egenskaper och blir mer brandbeständigt. Men viktigast av allt kan andra elektroniska enheter skapas på basis av sådant tyg. När du bor längst i norr känner du själv hur viktiga rätt kläder är inte bara för komforten, utan också för säkerheten.
Under de senaste 10 åren har sensorer och enheter dykt uppgrafenbas. Alla dessa enheter kan bäddas in i kläder och skapa smarta enheter. Så dök kläder med inbyggt grafenbatteri som drivs av solceller baserade på tvådimensionella material ut. De har även temperatur-, puls- och andningssensorer.
Självklart finns det många prestationskravsådana täckningar och olösta problem. Till exempel motståndet hos grafenbeläggningar mot tvätt och mekanisk påfrestning. Vi löste detta problem och uppnådde goda resultat - vi tillämpade kemisk modifiering av grafenmaterial. Nu är ledningsförmågan hos våra beläggningar dubbelt så hög, och motståndet mot tvätt är 50 gånger högre än för utländska analoger.
Grafenkläder är lämpliga för extremt låga temperaturer, men skadar inte miljön
Vi kommer att kunna göra enheter för att mata in information,inbyggd i kläder, verktyg för vital aktivitetsövervakning för arbetskläder, medicinsk diagnostik och terapi, inbyggd värme för vinterkläder, sportövervakning. Grafen skadar inte miljön och kroppen, tappar inte elasticitet och ångpermeabilitet.
Än så länge är e-textilteknologier fortfarande i sin linda. Men de första produkterna finns redan på marknaden – till exempel kan du köpa Xiaomi-jackor med inbyggd kolnanorörsuppvärmning.
Snabb läkning av brännskador och skador
Nina Timofeeva, ledande ingenjör för laboratoriet "Technologies of Polymer Nanocomposites" vid North-Eastern Federal University
— Vi utvecklar biokompositmedicinska produkter. De är baserade på polylaktid, en biologiskt nedbrytbar, biokompatibel och termoplastisk polymer av mjölksyra. Det sönderfaller helt på cirka 6–18 månader, beroende på kemisk sammansättning och form.
Hudersättning med polylaktid som substrat ger inga allergier och lämnar inga ärr. Källa: Utbildnings- och vetenskapsministeriet
Vi utvecklar matriser för dermala ekvivalenterbaserat på polylaktid. Den dermala motsvarigheten är ett hudsubstitut, vi använder polylaktid som substrat (ramverk, ställning) för fibroblaster. Dermala ekvivalenter används för att läka skador som brännsår. Till skillnad från motsvarigheter till dermal ekvivalent matris är polylaktid billig, icke-allergisk och behöver inte appliceras på såret igen, vilket hjälper till att läka sår utan ärrbildning. Den vanligaste analogen är den kollagenbaserade dermala motsvarigheten, som kan orsaka en allergisk reaktion och avstötning, varefter den måste tas bort och appliceras igen. Detta skadar huden och lämnar ärr.
Vi bearbetar polydactide i vårt laboratoriummed hjälp av extrudering och 3D-utskrift. Genom extrudering får vi flexibla filmer som kan skäras med sax. Omfattande fysikalisk-mekaniska, kemiska och biomedicinska studier av prover har redan utförts för att fastställa de optimala egenskaperna hos hudekvivalenter.
cancervaccin
Aitalina Golderova, chefsforskare, chef, professor vid institutionen för folkhälsa och hälsovård, allmän hygien och bioetik, North-Eastern Federal University
– Individuellt (autologt) vaccinmot cancer baseras på patientens immunceller och cancerceller som härrör från en tumör eller etablerade mänskliga cancercellinjer. Traditionella behandlingsmetoder - kirurgi, kemoterapi och strålbehandling - är inte alltid effektiva i senare skeden och orsakar biverkningar. Och immunterapi är riktad mot kampen mot tumören, den påverkar minimalt friska vävnader och celler.
Bröstcancervaccin kan rädda hundratusentals liv
För att förenkla så "tränar" vi i en petriskåldendritiska celler (celler i immunsystemet som kan indikera sina "fiender" till T-celler - red.) med cancerantigener, och sedan återför vi de tränade cellerna till kroppen, aktiverar T-celler, vars huvudfunktion är förstörelsen av cancerceller. Det finns nu mer än 200 kliniska prövningar i olika faser i världen med DC för behandling av melanom, njurcancer, multipelt myelom, prostatacancer, tjocktarmscancer, bröstcancer, glioblastom, lungcancer, lymfom, matstrupscancer, sarkom, multipel cancer skleros, viral hepatit, HIV-infektion. Enligt N. Petrov National Medical Research Center of Oncology observerades en kliniskt signifikant antitumöreffekt hos 46,2 % av patienterna.
Vi har redan implementerat tillagningsmetodendendritiska cellvaccin erhöll data om fenotyper av dendritiska celler på en flödescytometer (ett system för att analysera partiklar (vanligtvis celler) i en vätskeström - red.), vilket indikerar differentierande markörer för mognad och aktivering av dendritiska celler. Vårt studieobjekt är cancerpatienters venösa blod. Vi vill utvärdera egenskaperna hos mognad och aktivering av dendritiska celler beroende på undertypen av bröstcancer.
Vi hoppas att denna metod kommer att introduceras i det kliniskaöva. Målet med vårt projekt är att utveckla och optimera ett antitumörvaccin baserat på autologa dendritiska celler hos patienter med bröstcancer.
Mycket slitstark betong
Alexander Popov, biträdande direktör för Engineering and Technical Institute of North-Eastern Federal University for Research
– Mitt projekt är utveckling av betong med ökadhållbarhet baserad på Yakut-råvaror. Idén föddes när jag insåg att förutsättningarna för produktion och drift av byggmaterial i Yakutia skiljer sig mycket från de centrala regionerna. Under våra förhållanden (klimatet i Yakutia är skarpt kontinentalt, med långa, stränga, lite snöiga vintrar och korta somrar. Medeltemperaturen i januari är cirka -40 ° C, och ibland -60 ° C - red.), ingen har anpassat dessa material - och detta är inte bara teknisk uppgift, annars skulle det snabbt lösas av specialiserade specialister.
Permafrost och global uppvärmning påverkar betongkonstruktioner. Källa: ysia.ru
För utvecklingen av byggmaterialindustrin iYakutia behöver lösa grundläggande problem för att bestämma det optimala råmaterialet och dess aktivering för betongkomponenter. Nu, för att få höghållfast betong, använder vi importerade komponenter, så konstruktionen är dyr.
Kärnan i utvecklingen är att göra aktiveringsteknologiernaturliga råvaror, och sedan använda dem i betong. Till exempel har naturliga zeoliter från Yakutia (mineral av sedimentärt-vulkaniskt ursprung - red.) stor potential som en aktiv mineraltillsats till cement, men inte i sin ursprungliga form. Detta kräver modifiering - speciella värmebehandlingsförhållanden. Detta kommer att förbättra syra-basreaktionerna i cement vid tillsats av sådan zeolit.
Detta arbete kommer att hjälpa till i utvecklingen av konstruktionenindustri i Yakutia, men kan påverka detta område som helhet. Det kommer att utöka råvarubasen för byggande – kanske i framtiden kommer varje region och delregion att producera material för sina egna behov.
Läs mer:
En magnetisk storm är på väg att träffa jorden
Den sanna innebörden av mumifiering avslöjas: hela denna tid hade forskare fel
Utnämnd till den största faran med månuppdraget "Artemis"