6 neobvyklých nástrojů a zařízení používaných ve vědeckých laboratořích v Rusku
Různé / / November 03, 2023
1. Vesmírná továrna na syntézu biochemických molekul
Experimentální uspořádání může vytvořit prostor v laboratorním prostředí. Přesněji řečeno, reprodukovat v sobě podmínky z různých bodů Vesmíru – například místa vzniku hvězd nebo chladná molekulární oblaka. Shromážděno Vědci ze Samary takovou instalaci nainstalovali a měla by být funkční do konce roku 2023. Experimenty v továrně budou prováděny v Centru laboratorní astrofyziky SF FIAN. Pomocí instalace plánují vědci studovat, jak se ve vesmíru tvoří složité organické sloučeniny testovat slibné materiály pro opláštění satelitů, raket a kosmických lodí na odolnost vůči radiaci.
Princip fungování továrny je tento: výkonná čerpadla vytvářejí uvnitř ultra vysoké vakuum a regulátory nastavují požadovanou úroveň teploty od -269 do +76 ºС. Hlavním prvkem designu je stříbrné zrcadlo o velikosti 1 cm². Během experimentů je stejně jako částice hvězdného prachu pokryta tenkou vrstvou ledu a následně precizně ozářena paprsky fotonů, elektronů a dalších částic. Vědci očekávají, že díky tomu budou schopni získat biologicky důležité molekuly podobné těm, které se tvoří ve vesmíru. Jen mnohonásobně rychleji: deset hodin práce v továrně by se přibližně rovnalo milionu let záření ve vesmíru.
2. Chov ryb pro uzavřený vodovod (RAS)
Takový Tady je v Laboratoři mládeže genetických technologií v zemědělství a vodní ekonomice VIZH pojmenované po akademikovi L. NA. Ernst. Rybí líheň je systém umělých nádrží, ve kterých ryby vyrůstají z oplozených jiker do dospělců. Hlavním rysem instalace je, že voda tam nemusí být neustále aktualizována a čištěna. Za jeho stav je zodpovědný vícestupňový systém různých filtrů. V takovém uspořádání ryby rostou rychleji a na jejich údržbu se vynakládá méně prostředků než v akváriu.
Samozřejmě to není nutné k přípravě budoucího oběda vědců, ale k zachování biodiverzity. Nyní vědci z Petrohradu pracují s jesetery. V instalaci byla umístěna experimentální populace jesetera sibiřského o více než 300 jedincích. Obecně platí, že vědci shromáždili sbírku vzorků genetického materiálu z různých druhů ryb. Například již existuje pas pro jesetera sestávající z 12 mikrosatelitních markerů (sekcí v DNA). Takové údaje pomohou při šlechtitelské práci - bude snazší určit čistokrevné jedince.
Mládežnická laboratoř genetických technologií v Petrohradě byla otevřena v roce 2022 za podpory národní projekt "Věda a univerzity". A nejen ona. Během existence národního projektu v Rusku se objevil 740 laboratoří pod vedením mladých vědců. Všechny tyto organizace jsou vybaveny špičkovým vybavením a specializují se na různé oblasti vědy – od biomedicíny a fyziky až po agronomii a ekonomii. Do konce roku 2024 plánují v rámci národního projektu „Věda a univerzity“ otevřít 900 mládežnických laboratoří: dvě třetiny jejich zaměstnanců jsou mladší 39 let.
Prohlédněte si laboratoře
3. Komplex s molekulárními detektory
Instalace se zabývá phishingem - jedná se o druh rybolovu, pouze místo okounů a karasů je zde komplex úlovky jednotlivé biomakromolekuly: proteiny nebo nukleové kyseliny. Vědci chtějí takové částice využít pro včasnou diagnostiku nemocí nebo jejich prevenci.
V Rusku je pouze jeden takový komplex - UNU (unikátní vědecká instalace) "Avogadro". Nachází se ve Výzkumném ústavu biomedicínské chemie pojmenovaném po V. N. Orechoviči. Vědci už tam jsou odhodlaný referenční skupina biomakromolekul, kterou lze považovat za normu pro zdravého člověka. To znamená, že vytvořili skutečný „molekulární portrét zdraví“. Právě s tím bude možné pomocí matematických algoritmů porovnávat výsledky testů lidí – hledat markery, které signalizují nutnost léčby nebo úpravy životního stylu.
4. Muflová pec
Koláče a pizzy se v tomto zařízení nepřipravují. K dezinfekci materiálů, vytváření monokrystalů a provádění výzkumu je zapotřebí muflová pec. Uvnitř je ochranný plášť, který zabraňuje kontaktu spáleného předmětu s palivem a produkty spalování.
Muflové pece nejsou ve vědeckých centrech ničím neobvyklým. Například jí použití v Laboratoři environmentálních problémů postindustriální aglomerace SUSU. Tamní výzkumníci hledají řešení, jak snížit znečištění životního prostředí ve velkých městech s továrnami a průmyslovými podniky. K tomu vědci vyvíjejí nové materiály, jako jsou moderní filtry pro čištění kapalin a plynů.
5. Robotická buňka pro víceosý 3D tisk
Takový systém pro nácvik víceosého tisku Tady je ve výzkumné laboratoři „Mechanika biokompatibilních materiálů a zařízení“ na Polytechnické univerzitě v Permu. Zvláštností této technologie je, že umožňuje vytvářet objekty postupným tavením materiálu - vrstvy mohou být nejen ploché, ale také trojrozměrné. Robotická buňka laboratoře Perm je vhodná pro práci s různými inženýrskými „inkousty“, například PEEK, Ultem, PA, PSU.
Pomocí tohoto a dalších nástrojů studují polytechnickí výzkumníci fyzikální a mechanické vlastnosti biomateriálů a hledají způsoby, jak je ovládat. Jeden z nich úspěchy — vývoj matematického modelu pro růst lidské kůže. Bude užitečné pro vytváření 3D implantátů, stejně jako pro studium nemocí, včetně karcinomu, jak se nazývá rakovina epitelu.
6. Místo pro výrobu lékařských implantátů
Vzniká na základě Laboratoře superelastických biorozhraní TSU. Tam bude testován Existují dva způsoby výroby implantátů: selektivní laserové slinování (SLS) a přímý laserový růst (DLG). První se v medicíně používá již dlouho, ale druhý nikoli. PLV má však několik potenciálně užitečných funkcí. Umožňuje například vytvářet struktury se složitými vnitřními strukturami a neobvyklými tvary – ne bezdůvodně se používá v automobilovém a leteckém průmyslu.
Materiály pro experimenty budou různé lékařské slitiny, které už vědci z Tomska vyvinuli. Plánují vytvořit 3D produkty, které dokážou opravit kostní defekty. Kromě samotného tisku budou specialisté TSU testovat implantáty na biokompatibilitu s lidským tělem, studovat jejich funkčnost a další vlastnosti. Cílem vědců je vytvořit 3D implantáty co nejvíce personalizované. Tedy takové, které by splňovaly specifické požadavky lékařských případů a jednotlivé parametry lidského těla.
„Megagrant“ pomohl Tomské univerzitě spustit laboratoř. Tak se jmenuje program spolupráce ruských univerzit a vědeckých organizací s předními světově proslulými vědci. Je implementován pomocí národní projekt „Věda a univerzity“. Alexey Volynsky, docent na University of South Florida, se stal hostujícím vědcem na TSU. Megagrantový program existuje od roku 2010. Během této doby bylo v Rusku vytvořeno 345 laboratoří světové úrovně, které prováděly výzkum.
Vědecká centra jsou otevřena pro stáže školáků a studentů - vítězů soutěže "Věda. Území hrdinů». Jedná se o specializovanou online hru, jejímž prostřednictvím se můžete seznámit s profesí vědce. Do projektu se můžete zapojit od 10 do 22 let. Soutěžní úkoly jsou zveřejněny na platformě "Heroes.science.rf“, shromažďují se tam i články a animovaná videa, ve kterých se jednoduchým jazykem mluví o různých teoriích a jevech.
Zjistěte více o vědě