6 neobičnih instrumenata i instalacija korištenih u znanstvenim laboratorijima u Rusiji
Miscelanea / / November 03, 2023
1. Svemirska tvornica za sintezu biokemijskih molekula
Eksperimentalna postavka može stvoriti prostor u laboratorijskom okruženju. Ili točnije, u sebi reproducirati uvjete iz različitih točaka svemira - na primjer, mjesta formiranja zvijezda ili hladnih molekularnih oblaka. Prikupljeno Znanstvenici iz Samare postavili su takvu instalaciju, a trebala bi biti u funkciji do kraja 2023. godine. Eksperimenti u tvornici provodit će se u Centru za laboratorijsku astrofiziku SF-a FIAN-a. Koristeći instalaciju, istraživači planiraju proučavati kako složeni organski spojevi nastaju u svemiru i testirati obećavajuće materijale za oblaganje satelita, raketa i svemirskih letjelica na otpornost na zračenje.
Princip rada tvornice je sljedeći: snažne pumpe stvaraju ultra-visoki vakuum unutra, a regulatori postavljaju potrebnu razinu temperature, od −269 do +76 ºS. Glavni element dizajna je srebrno ogledalo veličine 1 cm². Tijekom eksperimenata, ona je, poput čestica zvjezdane prašine, prekrivena tankim slojem leda, a zatim precizno ozračena snopovima fotona, elektrona i drugih čestica. Istraživači očekuju da će kao rezultat moći dobiti biološki važne molekule slične onima koje nastaju u svemiru. Samo višestruko brže: deset sati rada u tvornici bilo bi približno jednako milijunu godina zračenja u svemiru.
2. Ribnjak za zatvorenu vodoopskrbu (RAS)
Takav Tamo je u Laboratoriju mladih za genetičke tehnologije u poljoprivrednom i vodnom gospodarstvu VIZH nazvanom po akademiku L. DO. Ernst. Mrijestilište je sustav umjetnih rezervoara u kojima ribe rastu od oplođenih jaja do odraslih jedinki. Glavna značajka instalacije je da se voda tamo ne mora stalno ažurirati i čistiti. Za njegovo stanje odgovoran je višestupanjski sustav različitih filtara. U takvom okruženju ribe rastu brže, a na njihovo održavanje troši se manje resursa nego u akvariju.
Naravno, to nije potrebno za pripremu budućeg ručka znanstvenika, već za očuvanje bioraznolikosti. Sada istraživači iz St. Petersburga rade s jesetrom. Instalacija je udomila eksperimentalnu populaciju sibirske jesetre od više od 300 jedinki. Općenito, znanstvenici su prikupili zbirku uzoraka genetskog materijala iz različitih vrsta riba. Na primjer, već postoji putovnica za sterlet koja se sastoji od 12 mikrosatelitnih markera (dijelova u DNK). Takvi podaci pomoći će u uzgojnom radu - lakše će se odrediti čistokrvnost pojedinaca.
Omladinski laboratorij genetičkih tehnologija u St. Petersburgu otvoren je 2022. godine uz potporu nacionalni projekt "Znanost i sveučilišta". I ne samo ona. Tijekom postojanja nacionalnog projekta u Rusiji pojavio se 740 laboratorija koje vode mladi znanstvenici. Sve te organizacije opremljene su visokotehnološkom opremom i specijalizirane su za različita područja znanosti – od biomedicine i fizike do agronomije i ekonomije. Do kraja 2024. u okviru nacionalnog projekta “Znanost i sveučilišta” planiraju otvoriti 900 laboratorija za mlade: dvije trećine njihovih zaposlenika mlađe je od 39 godina.
Pogledajte laboratorije
3. Kompleks s molekularnim detektorima
Instalacija se bavi krađom identiteta - ovo je vrsta ribolova, samo umjesto grgeča i karasa postoji kompleks hvata pojedinačne biomakromolekule: proteini ili nukleinske kiseline. Znanstvenici žele koristiti takve čestice za ranu dijagnozu bolesti ili njihovu prevenciju.
U Rusiji postoji samo jedan takav kompleks - UNU (jedinstvena znanstvena instalacija) "Avogadro". Nalazi se u Istraživačkom institutu za biomedicinsku kemiju nazvanom po V. N. Orehovič. Znanstvenici su već tamo odlučan referentna skupina biomakromolekula koja se može smatrati normom za zdravu osobu. Odnosno, stvorili su pravi "molekularni portret zdravlja". Upravo time će se pomoću matematičkih algoritama moći uspoređivati rezultati testiranja ljudi - tražiti markere koji signaliziraju potrebu za liječenjem ili prilagodbom načina života.
4. Muflna peć
U ovoj instalaciji ne pripremaju se pite i pizze. Prigušna peć je potrebna za dezinfekciju materijala, stvaranje pojedinačnih kristala i provođenje istraživanja. Unutar njega nalazi se zaštitna školjka koja sprječava kontakt predmeta koji gori s gorivom i produktima izgaranja.
Mufle peći nisu neuobičajene u znanstvenim centrima. Na primjer, nju koristiti u Laboratoriju za probleme okoliša postindustrijske aglomeracije SUSU. Tamošnji istraživači traže rješenja za smanjenje onečišćenja okoliša u velikim gradovima s tvornicama i industrijskim poduzećima. Kako bi to učinili, znanstvenici razvijaju nove materijale, poput modernih filtera za pročišćavanje tekućina i plinova.
5. Robotska ćelija za višeosni 3D ispis
Takav sustav za uvježbavanje višeosnog ispisa Tamo je u istraživačkom laboratoriju “Mehanika biokompatibilnih materijala i uređaja” na Politehničkom sveučilištu u Permu. Posebnost ove tehnologije je u tome što vam omogućuje stvaranje objekata stapanjem materijala u fazama - slojevi mogu biti ne samo ravni, već i trodimenzionalni. Robotska ćelija laboratorija Perm pogodna je za rad s raznim inženjerskim "tintama", na primjer PEEK, Ultem, PA, PSU.
Koristeći ovaj i druge alate, istraživači Veleučilišta proučavaju fizikalna i mehanička svojstva biomaterijala i traže metode za njihovu kontrolu. Jedan od njih dostignuća — razvoj matematičkog modela za uzgoj ljudske kože. Bit će koristan za izradu 3D implantata, kao i za proučavanje bolesti, uključujući karcinom, kako se naziva epitelni rak.
6. Mjesto za proizvodnju medicinskih implantata
Izrađuje se na temelju Laboratorija superelastičnih biosučelja TSU-a. Tamo će se testirati Postoje dvije metode za proizvodnju implantata: selektivno lasersko sinteriranje (SLS) i izravni laserski rast (DLG). Prvi se već dugo koristi u medicini, ali drugi ne. Međutim, PLV ima nekoliko potencijalno korisnih značajki. Na primjer, omogućuje vam stvaranje struktura sa složenim unutarnjim strukturama i neobičnim oblicima - nije bez razloga što se koristi u automobilskoj i zrakoplovnoj industriji.
Materijali za pokuse bit će razne medicinske legure koje su znanstvenici iz Tomska već razvili. Planiraju stvoriti 3D proizvode koji mogu ispraviti defekte kostiju. Osim samog ispisa, stručnjaci TSU-a testirat će implantate na biokompatibilnost s ljudskim tijelom, proučavati njihovu funkcionalnost i druga svojstva. Cilj istraživača je napraviti 3D implantate što personaliziranijima. Odnosno, onih koji bi zadovoljili specifične zahtjeve medicinskih slučajeva i individualne parametre ljudskog tijela.
"Megagrant" je pomogao Sveučilištu Tomsk pokrenuti laboratorij. Ovo je naziv programa suradnje ruskih sveučilišta i znanstvenih organizacija s vodećim svjetski poznatim znanstvenicima. Provodi ga nacionalni projekt “Znanost i sveučilišta”. Alexey Volynsky, izvanredni profesor na Sveučilištu Južne Floride, postao je gostujući znanstvenik na TSU-u. Program megagrant postoji od 2010. godine. Tijekom tog vremena u Rusiji je stvoreno 345 laboratorija svjetske klase za provođenje istraživanja.
Znanstveni centri otvoreni su za stručnu praksu učenika i studenata – pobjednika natječaja”Znanost. Teritorija heroja». Ovo je specijalizirana online igra kroz koju se možete upoznati sa profesijom znanstvenika. U projektu možete sudjelovati od 10 do 22 godine. Natjecateljski zadaci objavljeni su na platformi "Heroji.nauka.rf“, tu su također prikupljeni članci i animirani video zapisi u kojima se jednostavnim jezikom govori o raznim teorijama i fenomenima.
Saznajte više o znanosti