6 neobvyklých nástrojov a zariadení používaných vo vedeckých laboratóriách v Rusku
Rôzne / / November 03, 2023
1. Vesmírna továreň na syntézu biochemických molekúl
Experimentálne usporiadanie môže vytvoriť priestor v laboratórnom prostredí. Alebo presnejšie, reprodukovať v sebe podmienky z rôznych bodov Vesmíru – napríklad miesta vzniku hviezd alebo studené molekulárne oblaky. Zozbierané Vedci zo Samary nainštalovali takúto inštaláciu a mala by byť funkčná do konca roku 2023. Experimenty v továrni sa budú vykonávať v Centre laboratórnej astrofyziky SF FIAN. Pomocou inštalácie plánujú výskumníci študovať, ako sa vo vesmíre vytvárajú zložité organické zlúčeniny testovať sľubné materiály na opláštenie satelitov, rakiet a kozmických lodí na odolnosť voči žiareniu.
Princíp fungovania továrne je tento: výkonné čerpadlá vytvárajú vo vnútri ultra vysoké vákuum a regulátory nastavujú požadovanú úroveň teploty od -269 do +76 ºС. Hlavným prvkom dizajnu je strieborné zrkadlo s rozmermi 1 cm². Počas experimentov je, podobne ako častice hviezdneho prachu, pokrytý tenkou vrstvou ľadu a potom presne ožiarený lúčmi fotónov, elektrónov a iných častíc. Vedci očakávajú, že vďaka tomu budú schopní získať biologicky dôležité molekuly podobné tým, ktoré sa tvoria vo vesmíre. Len mnohonásobne rýchlejšie: desať hodín práce v továrni by sa približne rovnalo miliónu rokov žiarenia vo vesmíre.
2. Závod na chov rýb pre uzavretý vodovod (RAS)
Takéto Existuje v Laboratóriu mládeže genetických technológií v poľnohospodárstve a vodnom hospodárstve VIZH pomenovanom po akademikovi L. TO. Ernst. Rybia liaheň je systém umelých nádrží, v ktorých ryby rastú z oplodnených ikier až po dospelé jedince. Hlavnou črtou inštalácie je, že voda tam nemusí byť neustále aktualizovaná a čistená. Za jeho stav je zodpovedný viacstupňový systém rôznych filtrov. V takomto nastavení ryby rastú rýchlejšie a na ich údržbu sa vynakladá menej zdrojov ako v akváriu.
Samozrejme, nie je to potrebné na prípravu budúceho obeda vedcov, ale na zachovanie biodiverzity. Teraz petrohradskí výskumníci pracujú s jeseterom. V zariadení bola umiestnená experimentálna populácia jesetera sibírskeho v počte viac ako 300 jedincov. Vo všeobecnosti vedci zhromaždili zbierku vzoriek genetického materiálu z rôznych druhov rýb. Napríklad už existuje pas pre jesetera, ktorý pozostáva z 12 mikrosatelitných markerov (rezov v DNA). Takéto údaje pomôžu pri šľachtiteľskej práci - bude ľahšie určiť čistokrvných jedincov.
Mládežnícke laboratórium genetických technológií v Petrohrade bolo otvorené v roku 2022 s podporou o národný projekt "Veda a univerzity". A nielen ona. Počas existencie národného projektu v Rusku objavil 740 laboratórií pod vedením mladých vedcov. Všetky tieto organizácie sú vybavené špičkovým vybavením a špecializujú sa na rôzne oblasti vedy – od biomedicíny a fyziky až po agronómiu a ekonomiku. Do konca roku 2024 plánujú v rámci národného projektu „Veda a univerzity“ otvoriť 900 mládežníckych laboratórií: dve tretiny ich zamestnancov majú menej ako 39 rokov.
Pozrite si laboratóriá
3. Komplex s molekulárnymi detektormi
Inštalácia sa zaoberá phishingom - ide o druh rybolovu, iba namiesto ostriežov a karasov je tu komplex úlovky jednotlivé biomakromolekuly: proteíny alebo nukleové kyseliny. Vedci chcú takéto častice využiť na včasnú diagnostiku chorôb alebo ich prevenciu.
V Rusku je len jeden taký komplex - UNU (jedinečná vedecká inštalácia) "Avogadro". Nachádza sa vo Výskumnom ústave biomedicínskej chémie pomenovanom po V. N. Orechovič. Vedci sú už tam určený referenčná skupina biomakromolekúl, ktoré možno považovať za normu pre zdravého človeka. To znamená, že vytvorili skutočný „molekulárny portrét zdravia“. Práve s tým bude možné pomocou matematických algoritmov porovnávať výsledky testov ľudí – hľadať markery, ktoré signalizujú potrebu liečby či úpravy životného štýlu.
4. Muflová pec
V tomto zariadení sa nepripravujú koláče a pizze. Na dezinfekciu materiálov, vytváranie monokryštálov a výskum je potrebná muflová pec. Vo vnútri sa nachádza ochranný plášť, ktorý zabraňuje tomu, aby sa spaľovaný predmet dostal do kontaktu s palivom a splodinami horenia.
Muflové pece nie sú vo vedeckých centrách nezvyčajné. Napríklad jej použitie v Laboratóriu environmentálnych problémov postindustriálnej aglomerácie SUSU. Tamojší výskumníci hľadajú riešenia na zníženie znečistenia životného prostredia vo veľkých mestách s továrňami a priemyselnými podnikmi. Vedci na to vyvíjajú nové materiály, ako sú moderné filtre na čistenie kvapalín a plynov.
5. Robotická bunka pre viacosovú 3D tlač
Takýto systém na precvičovanie viacosovej tlače Existuje vo výskumnom laboratóriu „Mechanika biokompatibilných materiálov a zariadení“ na Polytechnickej univerzite v Perme. Zvláštnosťou tejto technológie je, že umožňuje vytvárať objekty postupným spájaním materiálu - vrstvy môžu byť nielen ploché, ale aj trojrozmerné. Robotická bunka laboratória Perm je vhodná na prácu s rôznymi inžinierskymi „atramentmi“, napríklad PEEK, Ultem, PA, PSU.
Pomocou tohto a ďalších nástrojov polytechnickí výskumníci študujú fyzikálne a mechanické vlastnosti biomateriálov a hľadajú metódy na ich kontrolu. Jeden z nich úspechy — vývoj matematického modelu na pestovanie ľudskej kože. Bude to užitočné pri vytváraní 3D implantátov, ako aj pri štúdiu chorôb vrátane karcinómu, ako sa nazýva rakovina epitelu.
6. Miesto na výrobu lekárskych implantátov
Vzniká na báze Laboratória superelastických biointerfaceov TSU. Tam budú testované Existujú dva spôsoby výroby implantátov: selektívne laserové spekanie (SLS) a priamy laserový rast (DLG). Prvý sa v medicíne používa už dlho, ale druhý nie. PLV má však niekoľko potenciálne užitočných funkcií. Umožňuje napríklad vytvárať konštrukcie so zložitými vnútornými štruktúrami a neobvyklými tvarmi – nie bezdôvodne sa používa v automobilovom a leteckom priemysle.
Materiálmi pre experimenty budú rôzne medicínske zliatiny, ktoré vedci z Tomska už vyvinuli. Plánujú vytvoriť 3D produkty, ktoré dokážu opraviť kostné defekty. Okrem samotnej tlače budú špecialisti TSU testovať implantáty na biokompatibilitu s ľudským telom, študovať ich funkčnosť a ďalšie vlastnosti. Cieľom výskumníkov je urobiť 3D implantáty čo najviac personalizované. Teda také, ktoré by spĺňali špecifické požiadavky medicínskych prípadov a jednotlivé parametre ľudského tela.
„Megagrant“ pomohol Tomskej univerzite spustiť laboratórium. Tak sa volá program spolupráce ruských univerzít a vedeckých organizácií s poprednými svetoznámymi vedcami. Realizuje sa tým národný projekt „Veda a univerzity“. Alexey Volynsky, docent na University of South Florida, sa stal hosťujúcim vedcom na TSU. Megagrantový program existuje od roku 2010. Počas tejto doby bolo v Rusku vytvorených 345 svetových laboratórií na vykonávanie výskumu.
Vedecké centrá sú otvorené pre stáže pre školákov a študentov – víťazov súťaže “Veda. Územie hrdinov». Ide o špecializovanú online hru, prostredníctvom ktorej sa môžete zoznámiť s povolaním vedca. Do projektu sa môžete zapojiť od 10 do 22 rokov. Súťažné úlohy sú zverejnené na platforme "Heroes.science.rf“, zhromažďujú sa tam aj články a animované videá, v ktorých jednoduchým jazykom hovoria o rôznych teóriách a javoch.
Zistite viac o vede