Виробництво гелію для космосу та медицини
Марина Соколова, директор Інституту проблем нафти та газу
Гелій - унікальна сировина, яка в комерційнихобсяги є тільки в природному газі. Попит на нього тільки зростає через те, що він потрібен у космічних програмах, кріогенних технологіях, медицині (МРТ-дослідженнях, гелієво-кисневих сумішах) та для збільшення світового виробництва надпровідників для електроніки.
Найбільші запаси гелію у світі - у Росії, але поВиробництво країна не входить навіть у трійку, це приблизно 2,5-3% світового ринку. Промислове виробництво гелію в Росії ведуть тільки на Оренбурзькому нафтогазоконденсатному родовищі, де вміст гелію з кожним роком виснажується і становить 0,045%.
Комплекс виробництва гелію в Якутії. ПАТ "Газпром"
У Республіці Саха (Якутія) є 22нафтогазоконденсатних родовища, що містять гелій. Нині у регіоні природного газу видобувають, не виділяючи гелій як окремий продукт. Якщо не створити систему його збирання, транспортування та зберігання, то протягом 20 років втрати гелію досягнуть 1 млрд м3.
Ми запустили проект з розробки технологійвилучення гелію та збору гелієвого концентрату на місцях видобутку нафти та газу з системою продуктопроводів та сховищ. Нові гелієві проекти допоможуть Росії зайняти лідируючу нішу на глобальному ринку. Така система полегшить збирання, транспортування та зберігання гелію, вона покращить якутську інфраструктуру — трубопровідний транспорт, дороги, мережі енергопостачання.
Графенова тканина та розумний одяг
Захар Євсєєв, науковий співробітник Північно-Східного федерального університету
— Ми у лабораторії «Графенові нанотехнології»СВФУ більше 10 років займаємося синтезом та застосуванням графенових та графеноподібних матеріалів. Один із недавніх напрямків — графенова тканина, або електронний текстиль. Ми почали розробляти його після знайомства зі схожими роботами з Графенового інституту (Манчестер) у співавторстві з лауреатом Нобелівської премії Костянтином Новосьоловим.
Електронний текстиль, а в нашому випадку графеновийТекстиль - це наноматеріал, нанесений на звичайну тканину. Залежно від типу та складу наноматеріалу тканина може набувати різних властивостей. Наприклад, графенова тканина стає міцнішою, набуває електропровідних властивостей, має захист від УФ-променів, виявляє антимікробні властивості, стає більш вогнетривкою. Але найголовніше, на основі такої тканини можна створювати інші електронні пристрої. Коли живеш на Крайній Півночі, сам відчуваєш, наскільки важливий правильний одяг не тільки для комфорту, але й безпеки.
В останні 10 років з'явилися датчики та прилади наоснові графену. Всі ці пристрої можна запровадити в одяг, створюючи розумні пристрої. Так з'явився одяг із вбудованим графеновим акумулятором, що живиться від сонячних елементів на основі двомірних матеріалів. У них є датчики температури, пульсу і дихання.
Звичайно, є багато вимог до характеристиктаких покриттів та невирішених проблем. Наприклад, стійкість графенових покриттів до прання та механічних навантажень. Ми вирішили цю проблему і досягли хороших результатів — застосували хімічну модифікацію графенових матеріалів. Тепер провідність наших покриттів вища вдвічі, а стійкість до прання — в 50 разів вища, ніж у зарубіжних аналогів.
Одяг із графену підходить для екстремально низьких температур, але при цьому не шкодить навколишньому середовищу
Ми зможемо робити пристрої для введення інформації,вбудовані в одяг, засоби моніторингу життєдіяльності для спецодягу, медичної діагностики та терапії, вбудований обігрів для зимового одягу, спортивного моніторингу. Графен не шкодить навколишньому середовищу та організму, не втрачає еластичність та паропроникність.
Поки що технології електронного текстилю знаходяться на зародковому рівні. Але перші продукти вже є на ринку - наприклад, можна купити куртки Xiaomi із вбудованим обігрівом на вуглецевих нанотрубках.
Швидке загоєння опіків та травм
Ніна Тимофєєва, провідний інженер лабораторії "Технології полімерних нанокомпозитів" Північно-Східного федерального університету
- Ми займаємося розробкою біокомпозитнихмедичні вироби. В їх основі лежить полілактид — біорозкладний, біосумісний та термопластичний полімер молочної кислоти. Він повністю розкладається приблизно за 6-18 місяців, це залежить від хімічного складу та форми.
Замінник шкіри з полілактидом як підкладка не викликає алергії і не залишає рубців. Джерело: Міносвіти
Розробляємо матриці для дермальних еквівалентівна основі полілактиду. Дермальний еквівалент - це замінник шкіри, ми застосовуємо полілактид як підкладку (каркаса, скаффолда) для фібробластів. Дермальні еквіваленти застосовують для загоєння травм, наприклад опікових ран. На відміну від аналогів матриць для дермальних еквівалентів, полілактид – недорогий матеріал, від нього не буває алергії та його не потрібно повторно наносити на рану, це допомагає загоювати рани без рубців та шрамів. Найпоширеніший аналог - дермальний еквівалент на основі колагену, він може викликати алергічну реакцію та відторгнення, після чого його потрібно видаляти та наносити повторно. Це травмує шкіру та залишає рубці.
Ми переробляємо полідактид у нашій лабораторіїза допомогою екструзії та 3D-друку. Методом екструзії отримуємо гнучкі плівки, які можна розрізати ножицями. Вже провели великі фізико-механічні, хімічні та біомедичні дослідження зразків для встановлення оптимальних характеристик дермальних еквівалентів.
Вакцина проти раку
Айталіна Гольдерова, головний науковий співробітник, керівник, професор кафедри громадського здоров'я та охорони здоров'я, загальної гігієни та біоетики Північно-Східного федерального університету
- Індивідуалізована (аутологічна) вакцинапроти раку заснована на імунних клітинах пацієнта та ракових клітинах, які одержують з пухлини або встановлених ліній ракових клітин людини. Традиційні методи лікування: хірургія, хіміо- та променева терапія — не завжди ефективні на пізніх стадіях та викликають побічні ефекти. А імунотерапія спрямована проти боротьби з пухлиною, вона мінімально впливає на здорові тканини та клітини.
Вакцина проти раку молочної залози може врятувати сотні тисяч життів
Якщо спрощувати, ми у чашці Петрі «навчаємо»дендритні клітини (клітини імунної системи, які вміють вказувати Т-клітинам їх «ворогів» – ред.) раковими антигенами, а потім повертаємо навчені клітини в організм, активуючи Т-клітини, основна функція яких – знищення ракових клітин. У світі зараз проводиться більше 200 клінічних випробувань у різних фазах з використанням ДК для лікування меланоми, раку нирки, множинної мієломи, раку передміхурової залози, товстої кишки, молочної залози, гліобластоми, раку легені, лімфоми, рак стравоходу, саркоми, розсіяного гепатиту, ВІЛ-інфекції. За даними НМІЦ онкології імені М. Петрова, клінічно значущий протипухлинний ефект спостерігався у 46,2% хворих.
Ми вже впровадили метод приготуваннядендритно-клітинної вакцини, отримали дані фенотипів дендритних клітин на проточному цитофлуориметрі (системи аналізу частинок (як правило, клітин) у потоці рідини - ред.), що вказують на диференціювальні маркери дозрівання та активації дендритних клітин. Наш об'єкт дослідження – венозна кров онкохворих пацієнтів. Хочемо оцінити особливості дозрівання та активації дендритних клітин залежно від підтипу раку молочної залози.
Сподіваємося, що цей метод впровадять у клінічнупрактику. Мета нашого проекту — розробити та оптимізувати протипухлинну вакцину на основі аутологічних дендритних клітин у хворих на рак молочної залози.
Дуже міцний бетон
Олександр Попов, заступник директора інженерно-технічного інституту Північно-Східного федерального університету з наукової роботи
- Мій проект - розробка бетону підвищеноїдовговічності на основі якутської сировини. Ідея народилася, коли я усвідомив, що умови виробництва та експлуатації будівельних матеріалів у Якутії дуже відрізняються від центральних регіонів. Під наші умови (клімат Якутії різко-континентальний, із тривалою суворою малосніжною зимою та коротким літом. Середня температура січня – близько –40 °C, а іноді –60 °C – ред.) ці матеріали ніхто не адаптував – причому це не тільки технологічна завдання, інакше її швидко вирішили профільні фахівці.
Вічна мерзлота та глобальне потепління впливають на конструкції з бетону. Джерело: ysia.ru
Для розвитку галузі будівельних матеріалів уЯкутії потрібно вирішення фундаментальних завдань щодо визначення оптимальної сировини та її активації для компонентів бетонів. Зараз для отримання високоміцних бетонів ми застосовуємо компоненти, що привізні, тому будівництво дороге.
Суть розробки – зробити технології активаціїприродної сировини, а потім застосовувати їх у бетоні. Наприклад, природні цеоліти Якутії (мінерал осадово-вулканічного походження — ред.) мають великий потенціал як активної мінеральної добавки в цемент, але не у вихідному вигляді. Для цього потрібна модифікація - спеціальні умови термообробки. Це дозволить покращити кислотно-основні реакції в цементах при додаванні такого цеоліту.
Ця робота допоможе у розвитку будівельноїгалузі в Якутії, але може вплинути і на цю сферу загалом. Вона розширить сировинну базу для будівництва — можливо, у майбутньому кожен регіон та субрегіон сам вироблятиме матеріали для своїх потреб.
Читати далі:
Незабаром на Землю обрушиться магнітна буря
Розкрито істинне значення муміфікації: весь цей час вчені помилялися
Названо головну небезпеку місячної місії «Артеміда»