6 необичайни инструмента и инсталации, използвани в научни лаборатории в Русия
разни / / November 03, 2023
1. Космическа фабрика за синтез на биохимични молекули
Експерименталната настройка може да създаде пространство в лабораторна среда. Или по-точно, да възпроизвежда в себе си условия от различни точки на Вселената - например места на звездообразуване или студени молекулярни облаци. Събран Учени от Самара са монтирали такава инсталация и тя трябва да заработи до края на 2023 г. Експериментите в завода ще се извършват в Центъра за лабораторна астрофизика на SF FIAN. Използвайки инсталацията, изследователите планират да проучат как сложните органични съединения се образуват в космоса и тествайте обещаващи материали за облицовка на сателити, ракети и космически кораби за радиационна устойчивост.
Принципът на работа на фабриката е следният: мощни помпи създават свръхвисок вакуум вътре, а регулаторите задават необходимото ниво на температура от −269 до +76 ºС. Основният елемент на дизайна е сребърно огледало с размери 1 cm². По време на експерименти той, подобно на частици звезден прах, се покрива с тънък слой лед и след това се облъчва прецизно с лъчи фотони, електрони и други частици. Изследователите очакват, че в резултат ще могат да получат биологично важни молекули, подобни на тези, образувани във Вселената. Само много пъти по-бързо: десет часа работа във фабрика биха били приблизително равни на милион години радиация в космоса.
2. Рибовъден завод за затворено водоснабдяване (РЗВ)
Такива Има в Младежката лаборатория по генетични технологии в селското и водното стопанство VIZH на името на академик Л. ДА СЕ. Ернст. Рибната люпилня е система от изкуствени резервоари, в които рибата расте от оплодени яйца до възрастни. Основната характеристика на инсталацията е, че водата там не е необходимо постоянно да се актуализира и почиства. За състоянието му отговаря многостепенна система от различни филтри. В такава настройка рибите растат по-бързо и се изразходват по-малко ресурси за поддържането им, отколкото в аквариум.
Разбира се, това не е необходимо за приготвянето на бъдещия обяд на учените, а за запазване на биоразнообразието. Сега изследователи от Санкт Петербург работят с есетра. Инсталацията приюти експериментална популация от сибирска есетра от повече от 300 екземпляра. Като цяло учените са събрали колекция от проби от генетичен материал от различни видове риби. Например, вече има паспорт за стерляд, състоящ се от 12 микросателитни маркера (секции в ДНК). Такива данни ще помогнат в развъдната работа - ще бъде по-лесно да се определи чистокръвността на индивидите.
Младежката лаборатория по генетични технологии в Санкт Петербург беше открита през 2022 г. с подкрепата на национален проект "Наука и университети". И не само нея. По време на съществуването на националния проект в Русия се появи 740 лаборатории, ръководени от млади учени. Всички тези организации са оборудвани с високотехнологично оборудване и са специализирани в различни области на науката - от биомедицина и физика до агрономия и икономика. До края на 2024 г. по националния проект „Наука и университети“ планират да отворят 900 младежки лаборатории: две трети от служителите им са под 39 години.
Вижте лаборатории
3. Комплекс с молекулярни детектори
Инсталацията се занимава с фишинг - това е вид риболов, само че вместо кацалки и каракуди има комплекс хваща единични биомакромолекули: протеини или нуклеинови киселини. Учените искат да използват такива частици за ранна диагностика на заболявания или тяхната профилактика.
В Русия има само един такъв комплекс - UNU (уникална научна инсталация) "Авогадро". Намира се в Изследователския институт по биомедицинска химия на името на В. Н. Орехович. Учените вече са там определен референтна група от биомакромолекули, които могат да се считат за норма за здрав човек. Тоест те създадоха истински „молекулярен портрет на здравето“. Именно с него с помощта на математически алгоритми ще могат да се сравняват резултатите от тестовете на хората – да се търсят маркери, които сигнализират за необходимост от лечение или корекция в начина на живот.
4. Муфелна пещ
В тази инсталация не се приготвят пайове и пици. Необходима е муфелна пещ за дезинфекция на материали, създаване на единични кристали и провеждане на изследвания. Вътре в него има защитна обвивка, която предотвратява контакта на горящия обект с горивото и продуктите от горенето.
Муфелните пещи не са необичайни в научните центрове. Например нея използване в Лабораторията по екологични проблеми на пост-индустриалната агломерация на SUSU. Изследователите там търсят решения за намаляване на замърсяването на околната среда в големите градове с фабрики и индустриални предприятия. За целта учените разработват нови материали, като модерни филтри за пречистване на течности и газове.
5. Роботизирана клетка за многоосно 3D принтиране
Такава система за практикуване на многоосов печат Има в изследователската лаборатория „Механика на биосъвместимите материали и устройства“ в Пермския политехнически университет. Особеността на тази технология е, че ви позволява да създавате обекти чрез сливане на материала на етапи - слоевете могат да бъдат не само плоски, но и триизмерни. Роботизираната клетка на лабораторията в Перм е подходяща за работа с различни инженерни „мастила“, например PEEK, Ultem, PA, PSU.
Използвайки този и други инструменти, изследователите от Политехниката изучават физическите и механичните свойства на биоматериалите и търсят методи за тяхното контролиране. Един от тях постижения — разработване на математически модел за отглеждане на човешка кожа. Той ще бъде полезен за създаване на 3D импланти, както и за изследване на заболявания, включително карцином, както се нарича епителният рак.
6. Обект за производство на медицински импланти
Създава се на базата на Лабораторията по свръхеластични биоинтерфейси на TSU. Там ще бъдат тествани Има два метода за производство на импланти: селективно лазерно синтероване (SLS) и директно лазерно израстване (DLG). Първият се използва в медицината отдавна, но вторият не. PLV обаче има няколко потенциално полезни функции. Например, той ви позволява да създавате структури със сложни вътрешни структури и необичайни форми - не без причина се използва в автомобилната и авиационната индустрия.
Материалите за експериментите ще бъдат различни медицински сплави, които томските учени вече са разработили. Те планират да създадат 3D продукти, които могат да коригират костни дефекти. В допълнение към самия печат, специалистите на TSU ще тестват импланти за биосъвместимост с човешкото тяло, изучавайки тяхната функционалност и други свойства. Целта на изследователите е да направят 3D имплантите възможно най-персонализирани. Тоест такива, които да отговарят на специфичните изисквания на медицинските случаи и индивидуалните параметри на човешкото тяло.
„Мегагрант“ помогна на Томския университет да стартира лабораторията. Това е името на програмата за сътрудничество между руските университети и научни организации с водещи световноизвестни учени. Изпълнява се от национален проект „Наука и университети”. Алексей Волински, доцент в Университета на Южна Флорида, стана гостуващ учен в TSU. Програмата за мегагранти съществува от 2010 г. През това време в Русия са създадени 345 лаборатории от световна класа за провеждане на изследвания.
Научните центрове са отворени за стажове на ученици и студенти - победители в конкурса "Науката. Територия на героите». Това е специализирана онлайн игра, чрез която можете да се запознаете с професията на учения. В проекта можете да участвате от 10 до 22 години. Конкурсните задачи са публикувани в платформата "Heroes.science.rf“, там също са събрани статии и анимирани видеоклипове, в които се говори за различни теории и явления на прост език.
Научете повече за науката