นักวิทยาศาสตร์จากเขตเพอร์มาฟรอสต์: พวกเขาพัฒนาเสื้อผ้าอัจฉริยะและวัคซีนป้องกันมะเร็งได้อย่างไร

การผลิตฮีเลียมสำหรับอวกาศและการแพทย์

มาริน่า โซโคโลวา,ผู้อำนวยการสถาบันปัญหาน้ำมันและก๊าซธรรมชาติ

สาขาไซบีเรียของ Russian Academy of Sciences

ฮีเลียมเป็นวัตถุดิบเฉพาะที่มีขายในเชิงพาณิชย์ปริมาตรเป็นก๊าซธรรมชาติเท่านั้น ความต้องการมันเพิ่มขึ้นเนื่องจากมันจำเป็นในโครงการอวกาศ เทคโนโลยีการแช่แข็ง ยา (การวิจัย MRI การผสมฮีเลียมกับออกซิเจน) และเพื่อเพิ่มการผลิตตัวนำยิ่งยวดสำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ในโลก

ปริมาณสำรองฮีเลียมที่ใหญ่ที่สุดในโลกอยู่ในรัสเซีย แต่การผลิตประเทศไม่ได้อยู่ในสามอันดับแรก แต่ก็มีประมาณ 2.5-3% ของตลาดโลก การผลิตฮีเลียมเชิงอุตสาหกรรมในรัสเซียดำเนินการเฉพาะที่แหล่งน้ำมันและก๊าซคอนเดนเสท Orenburg ซึ่งปริมาณฮีเลียมจะหมดลงทุกปีและคิดเป็น 0.045% แล้ว

ศูนย์การผลิตฮีเลียมใน Yakutia PJSC แก๊ซพรอม

ในสาธารณรัฐ Sakha (Yakutia) มี 22แหล่งน้ำมันและก๊าซคอนเดนเสทที่มีฮีเลียม ปัจจุบันมีการผลิตก๊าซธรรมชาติในภูมิภาคนี้โดยไม่แยกฮีเลียมเป็นผลิตภัณฑ์แยกต่างหาก หากระบบสำหรับรวบรวม ขนส่ง และจัดเก็บไม่ได้ถูกสร้างขึ้น ภายใน 20 ปี การสูญเสียฮีเลียมจะสูงถึง 1 พันล้านลูกบาศก์เมตร

เราเปิดตัวโครงการพัฒนาเทคโนโลยีการสกัดฮีเลียมและการรวบรวมฮีเลียมเข้มข้นที่แหล่งผลิตน้ำมันและก๊าซพร้อมระบบท่อส่งผลิตภัณฑ์และห้องจัดเก็บ โครงการฮีเลียมใหม่จะช่วยให้รัสเซียครองตลาดเฉพาะกลุ่มชั้นนำในตลาดโลก ระบบดังกล่าวจะอำนวยความสะดวกในการเก็บรวบรวม การขนส่ง และการจัดเก็บฮีเลียม โดยจะปรับปรุงโครงสร้างพื้นฐานของยาคุต -  การขนส่งทางท่อ ถนน เครือข่ายการจัดหาพลังงาน

ผ้ากราฟีนและเสื้อผ้าอัจฉริยะ

Zakhar Evseev, นักวิจัย มหาวิทยาลัยภาคตะวันออกเฉียงเหนือ

— เราอยู่ในห้องปฏิบัติการนาโนเทคโนโลยีกราฟีนเป็นเวลากว่า 10 ปีที่ NEFU มีส่วนร่วมในการสังเคราะห์และประยุกต์ใช้วัสดุกราฟีนและวัสดุคล้ายกราฟีน เทรนด์ล่าสุดอย่างหนึ่งคือผ้ากราฟีนหรือสิ่งทออิเล็กทรอนิกส์ เราเริ่มพัฒนามันหลังจากทำความคุ้นเคยกับผลงานที่คล้ายกันจาก Graphene Institute (แมนเชสเตอร์) โดยความร่วมมือกับ Konstantin Novoselov ผู้ได้รับรางวัลโนเบล

สิ่งทออิเล็กทรอนิกส์ และในกรณีของเราคือกราฟีนสิ่งทอเป็นวัสดุนาโนที่ใช้กับผ้าธรรมดา เนื้อเยื่อสามารถได้รับคุณสมบัติที่แตกต่างกันขึ้นอยู่กับชนิดและองค์ประกอบของวัสดุนาโน ตัวอย่างเช่น ผ้ากราฟีนจะแข็งแรงขึ้น ได้รับคุณสมบัติการนำไฟฟ้า มีการป้องกันรังสียูวี แสดงคุณสมบัติต้านจุลชีพ และทนไฟได้มากขึ้น แต่ที่สำคัญที่สุดสามารถสร้างอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์อื่น ๆ บนพื้นฐานของผ้าดังกล่าว เมื่อคุณอาศัยอยู่ใน Far North คุณเองจะรู้สึกว่าเสื้อผ้าที่เหมาะสมนั้นสำคัญเพียงใด ไม่เพียงแต่เพื่อความสบายเท่านั้น แต่ยังรวมถึงความปลอดภัยด้วย

ในช่วง 10 ปีที่ผ่านมา เซ็นเซอร์และอุปกรณ์ได้ปรากฏขึ้นฐานกราฟีน อุปกรณ์เหล่านี้สามารถฝังอยู่ในเสื้อผ้าได้ ทำให้เกิดเป็นอุปกรณ์อัจฉริยะ นี่คือลักษณะของเสื้อผ้าที่มีแบตเตอรี่กราฟีนในตัวที่ใช้พลังงานจากเซลล์แสงอาทิตย์ที่ทำจากวัสดุสองมิติ นอกจากนี้ยังมีเซ็นเซอร์อุณหภูมิ ชีพจร และการหายใจ

แน่นอนว่ามีข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพมากมายความครอบคลุมดังกล่าวและปัญหาที่ยังไม่ได้รับการแก้ไข ตัวอย่างเช่น ความต้านทานของการเคลือบกราฟีนต่อการซักล้างและความเค้นเชิงกล เราแก้ไขปัญหานี้และได้ผลลัพธ์ที่ดี - เราใช้การดัดแปลงทางเคมีของวัสดุกราฟีน ตอนนี้ค่าการนำไฟฟ้าของการเคลือบของเราสูงเป็นสองเท่าและความต้านทานต่อการซักสูงกว่าอะนาลอกต่างประเทศถึง 50 เท่า

เสื้อผ้ากราฟีนเหมาะสำหรับอุณหภูมิต่ำมาก แต่ไม่เป็นอันตรายต่อสิ่งแวดล้อม

เราจะสามารถสร้างอุปกรณ์สำหรับป้อนข้อมูลได้ติดตั้งอยู่ในเสื้อผ้า เครื่องมือตรวจสอบกิจกรรมสำคัญสำหรับชุดทำงาน การวินิจฉัยและการบำบัดทางการแพทย์ เครื่องทำความร้อนในตัวสำหรับเสื้อผ้าฤดูหนาว อุปกรณ์ติดตามกีฬา กราฟีนไม่เป็นอันตรายต่อสิ่งแวดล้อมและร่างกาย ไม่สูญเสียความยืดหยุ่นและการซึมผ่านของไอ

จนถึงตอนนี้ เทคโนโลยีสิ่งทออิเล็กทรอนิกส์ยังอยู่ในช่วงเริ่มต้น แต่ผลิตภัณฑ์ตัวแรกมีอยู่แล้วในตลาด - ตัวอย่างเช่น คุณสามารถซื้อแจ็คเก็ต Xiaomi ที่มีท่อความร้อนคาร์บอนนาโนในตัว

การรักษาแผลไฟไหม้และการบาดเจ็บอย่างรวดเร็ว

นีน่า ทิโมฟีวา, วิศวกรชั้นนำของห้องปฏิบัติการ "เทคโนโลยีโพลิเมอร์นาโนคอมโพสิต" ของมหาวิทยาลัยสหพันธ์ภาคตะวันออกเฉียงเหนือ

— เรากำลังพัฒนาคอมโพสิตชีวภาพผลิตภัณฑ์ทางการแพทย์ พวกมันมีพื้นฐานมาจากพอลิแลคไทด์ ซึ่งเป็นพอลิเมอร์เทอร์โมพลาสติกของกรดแลคติคที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพ เข้ากันได้ทางชีวภาพ จะสลายตัวอย่างสมบูรณ์ในเวลาประมาณ 6-18 เดือน ขึ้นอยู่กับองค์ประกอบและรูปแบบทางเคมี

สารทดแทนผิวที่มีโพลีแลคไทด์เป็นสารตั้งต้นไม่ก่อให้เกิดการแพ้และไม่ทิ้งรอยแผลเป็น ที่มา: กระทรวงศึกษาธิการและวิทยาศาสตร์

เราพัฒนาเมทริกซ์สำหรับการเทียบเท่าทางผิวหนังขึ้นอยู่กับโพลีแลคไทด์ สิ่งที่เทียบเท่าทางผิวหนังคือสารทดแทนผิวหนัง เราใช้โพลีแลคไทด์เป็นสารตั้งต้น (โครงร่าง โครงสร้าง) สำหรับไฟโบรบลาสต์ เทียบเท่ากับผิวหนังใช้เพื่อรักษาอาการบาดเจ็บ เช่น แผลไฟไหม้ โพลิแลคไทด์มีราคาไม่แพง ไม่ก่อให้เกิดการแพ้ และไม่จำเป็นต้องทาซ้ำบนแผล ซึ่งแตกต่างจากสารที่เทียบเท่ากับผิวหนัง โพลิแลคไทด์มีราคาไม่แพง ไม่ทำให้แพ้ และไม่จำเป็นต้องทาซ้ำบนแผล ช่วยรักษาบาดแผลโดยไม่เกิดแผลเป็น อะนาล็อกที่พบมากที่สุดคือคอลลาเจนที่เทียบเท่ากับผิวหนัง ซึ่งอาจก่อให้เกิดอาการแพ้และการปฏิเสธได้ หลังจากนั้นจะต้องลบออกและใช้ใหม่ สิ่งนี้ทำร้ายผิวหนังและทิ้งรอยแผลเป็นไว้

เราแปรรูปโพลีแดคไทด์ในห้องปฏิบัติการของเราโดยใช้การอัดขึ้นรูปและการพิมพ์ 3 มิติ โดยการอัดขึ้นรูปเราจะได้ฟิล์มที่ยืดหยุ่นได้ซึ่งใช้กรรไกรตัดได้ มีการศึกษาตัวอย่างทางฟิสิกส์-กลศาสตร์ เคมี และชีวการแพทย์อย่างกว้างขวางเพื่อสร้างคุณลักษณะที่เหมาะสมที่สุดของสารที่เทียบเท่ากับผิวหนัง

วัคซีนมะเร็ง

ไอทาลินา โกลเดโรวา, หัวหน้านักวิจัย, หัวหน้า, ศาสตราจารย์ภาควิชาสาธารณสุขศาสตร์และการดูแลสุขภาพ, สุขอนามัยทั่วไปและจริยธรรมทางชีวภาพ, North-Eastern Federal University

– วัคซีนเฉพาะบุคคล (autologous)ต่อต้านมะเร็งขึ้นอยู่กับเซลล์ภูมิคุ้มกันของผู้ป่วยและเซลล์มะเร็งที่ได้มาจากเนื้องอกหรือสายพันธุ์เซลล์มะเร็งของมนุษย์ วิธีการรักษาแบบดั้งเดิม เช่น การผ่าตัด เคมีบำบัด และการฉายแสง มักไม่ได้ผลในระยะหลังและทำให้เกิดผลข้างเคียง และการบำบัดด้วยภูมิคุ้มกันมุ่งต่อต้านการต่อสู้กับเนื้องอก มีผลน้อยที่สุดต่อเนื้อเยื่อและเซลล์ที่แข็งแรง

วัคซีนมะเร็งเต้านมสามารถช่วยชีวิตคนนับแสนได้

เพื่อลดความซับซ้อน เรา "ฝึก" ในจานเพาะเชื้อเซลล์ dendritic (เซลล์ของระบบภูมิคุ้มกันที่สามารถระบุ "ศัตรู" ของพวกเขาไปยัง T-cells - ed.) ด้วยแอนติเจนของมะเร็งจากนั้นเราจะส่งเซลล์ที่ได้รับการฝึกฝนกลับคืนสู่ร่างกายโดยเปิดใช้งาน T-cells ซึ่งเป็นหน้าที่หลัก คือการทำลายเซลล์มะเร็ง ขณะนี้มีการทดลองทางคลินิกมากกว่า 200 รายการในระยะต่างๆ ในโลกโดยใช้ DC ในการรักษามะเร็งผิวหนัง มะเร็งไต มัลติเพิลมัยอีโลมา มะเร็งต่อมลูกหมาก มะเร็งลำไส้ มะเร็งเต้านม ไกลโอบลาสโตมา มะเร็งปอด มะเร็งต่อมน้ำเหลือง มะเร็งหลอดอาหาร มะเร็งซาร์โคมา มะเร็งหลายชนิด เส้นโลหิตตีบ, ไวรัสตับอักเสบ, การติดเชื้อเอชไอวี จากข้อมูลของศูนย์วิจัยด้านเนื้องอกวิทยาทางการแพทย์แห่งชาติของ N. Petrov พบว่าผู้ป่วย 46.2% มีผลต้านเนื้องอกที่มีนัยสำคัญทางคลินิก

เราได้นำวิธีการทำอาหารไปใช้แล้ววัคซีนเซลล์เดนไดรต์ได้รับข้อมูลเกี่ยวกับฟีโนไทป์ของเซลล์เดนไดรต์บนโฟลไซโตมิเตอร์ (ระบบสำหรับวิเคราะห์อนุภาค (โดยปกติจะเป็นเซลล์) ในกระแสของเหลว - ed.) ซึ่งบ่งชี้ความแตกต่างของเครื่องหมายของการสุกและการกระตุ้นเซลล์เดนไดรต์ เป้าหมายของการศึกษาของเราคือเลือดดำของผู้ป่วยมะเร็ง เราต้องการประเมินคุณลักษณะของการเจริญเต็มที่และการกระตุ้นเซลล์เดนไดรต์โดยขึ้นอยู่กับชนิดย่อยของมะเร็งเต้านม

เราหวังว่าวิธีการนี้จะถูกนำมาใช้ในทางคลินิกฝึกฝน. เป้าหมายของโครงการของเราคือการพัฒนาและเพิ่มประสิทธิภาพของวัคซีนต้านมะเร็งโดยใช้เซลล์เดนไดรต์จากเซลล์ autologous ในผู้ป่วยมะเร็งเต้านม

คอนกรีตทนทานมาก

Alexander Popovรองผู้อำนวยการสถาบันวิศวกรรมและเทคนิคแห่งมหาวิทยาลัยภาคตะวันออกเฉียงเหนือเพื่อการวิจัย

– โครงการของฉันคือการพัฒนาคอนกรีตที่เพิ่มขึ้นความทนทานขึ้นอยู่กับวัตถุดิบของยาคุต แนวคิดนี้เกิดขึ้นเมื่อฉันตระหนักว่าเงื่อนไขสำหรับการผลิตและการใช้งานวัสดุก่อสร้างใน Yakutia นั้นแตกต่างจากภาคกลางมาก ภายใต้เงื่อนไขของเรา (สภาพอากาศของ Yakutia เป็นแบบทวีปอย่างรวดเร็วโดยมีฤดูหนาวที่ยาวนาน รุนแรง หิมะตกเล็กน้อย และฤดูร้อนที่สั้น อุณหภูมิเฉลี่ยในเดือนมกราคมอยู่ที่ประมาณ -40 ° C และบางครั้ง -60 ° C - ed.) ไม่มีใครมี ดัดแปลงวัสดุเหล่านี้ - และนี่ไม่ใช่แค่งานด้านเทคโนโลยีเท่านั้นมิฉะนั้นผู้เชี่ยวชาญเฉพาะทางจะแก้ไขได้อย่างรวดเร็ว

Permafrost และภาวะโลกร้อนกำลังส่งผลกระทบต่อโครงสร้างคอนกรีต ที่มา: ysia.ru

เพื่อการพัฒนาอุตสาหกรรมวัสดุก่อสร้างในYakutia จำเป็นต้องแก้ปัญหาพื้นฐานเพื่อกำหนดวัตถุดิบที่เหมาะสมที่สุดและการเปิดใช้งานสำหรับส่วนประกอบคอนกรีต เพื่อให้ได้คอนกรีตกำลังสูง เราใช้ส่วนประกอบนำเข้า ดังนั้นการก่อสร้างจึงมีราคาแพง

สาระสำคัญของการพัฒนาคือการสร้างเทคโนโลยีการเปิดใช้งานวัตถุดิบจากธรรมชาติแล้วนำไปใช้ในคอนกรีต ตัวอย่างเช่น ซีโอไลต์ธรรมชาติของ Yakutia (แร่ธาตุจากตะกอน - ภูเขาไฟ - ed.) มีศักยภาพที่ดีในการเป็นสารเติมแต่งแร่ธาตุที่ออกฤทธิ์ให้กับซีเมนต์ แต่ไม่ใช่ในรูปแบบดั้งเดิม สิ่งนี้ต้องมีการดัดแปลง - เงื่อนไขการรักษาความร้อนแบบพิเศษ สิ่งนี้จะปรับปรุงปฏิกิริยากรด-เบสในซีเมนต์เมื่อเติมซีโอไลต์ดังกล่าว

งานนี้จะช่วยในการพัฒนาการก่อสร้างอุตสาหกรรมใน Yakutia แต่อาจส่งผลกระทบต่อพื้นที่นี้โดยรวม มันจะขยายฐานวัตถุดิบสำหรับการก่อสร้าง - บางทีในอนาคตแต่ละภูมิภาคและอนุภูมิภาคจะผลิตวัสดุตามความต้องการของตนเอง

อ่านเพิ่มเติม:

พายุแม่เหล็กกำลังจะถล่มโลก

ความหมายที่แท้จริงของการทำมัมมี่ถูกเปิดเผย ตลอดเวลาที่ผ่านมา นักวิทยาศาสตร์คิดผิด

ชื่ออันตรายหลักของภารกิจทางจันทรคติ "อาร์เทมิส"