6 niezwykłych instrumentów i instalacji używanych w laboratoriach naukowych w Rosji
Miscellanea / / November 03, 2023
1. Kosmiczna fabryka syntezy cząsteczek biochemicznych
Konfiguracja eksperymentalna może stworzyć przestrzeń w warunkach laboratoryjnych. A dokładniej, aby odtworzyć w sobie warunki z różnych punktów Wszechświata - na przykład miejsc powstawania gwiazd lub zimnych obłoków molekularnych. Zebrane Naukowcy z Samary zainstalowali taką instalację, która powinna zacząć działać do końca 2023 roku. Eksperymenty w fabryce będą prowadzone w Centrum Astrofizyki Laboratoryjnej SF FIAN. Korzystając z instalacji, naukowcy planują zbadać, w jaki sposób w przestrzeni powstają złożone związki organiczne przetestować obiecujące materiały na okładziny satelitów, rakiet i statków kosmicznych pod kątem odporności na promieniowanie.
Zasada działania fabryki jest następująca: mocne pompy wytwarzają wewnątrz bardzo wysoką próżnię, a regulatory ustawiają wymagany poziom temperatury od -269 do +76 ºС. Głównym elementem projektu jest srebrne lustro o powierzchni 1 cm². Podczas eksperymentów, podobnie jak cząstki pyłu gwiezdnego, pokrywa się go cienką warstwą lodu, a następnie precyzyjnie napromieniowuje wiązkami fotonów, elektronów i innych cząstek. Naukowcy spodziewają się, że w rezultacie uda im się uzyskać biologicznie ważne cząsteczki podobne do tych, które powstają we Wszechświecie. Tylko wielokrotnie szybciej: dziesięć godzin pracy w fabryce równałoby się w przybliżeniu milionowi lat promieniowania w kosmosie.
2. Zakład hodowli ryb z zamkniętym zaopatrzeniem w wodę (RAS)
Taki Jest w Młodzieżowym Laboratorium Technologii Genetycznych w Gospodarce Rolnej i Wodnej VIZH im. Akademika L. DO. Ernsta. Wylęgarnia ryb to system sztucznych zbiorników, w których ryby rozmnażają się od zapłodnionych jaj do osobników dorosłych. Główną cechą instalacji jest to, że woda nie musi być stale aktualizowana i czyszczona. Za jego stan odpowiada wielostopniowy system różnych filtrów. W takim układzie ryby rosną szybciej, a na ich utrzymanie wydaje się mniej zasobów niż w akwarium.
Oczywiście nie jest to konieczne, aby przygotować przyszły lunch naukowców, ale aby zachować różnorodność biologiczną. Teraz badacze z Petersburga pracują z jesiotrem. W instalacji umieszczono eksperymentalną populację jesiotra syberyjskiego liczącą ponad 300 osobników. Ogólnie rzecz biorąc, naukowcy zebrali zbiór próbek materiału genetycznego różnych gatunków ryb. Przykładowo istnieje już paszport dla sterleta składający się z 12 markerów mikrosatelitarnych (odcinków DNA). Takie dane pomogą w pracy hodowlanej - łatwiej będzie określić rasę osobników.
Młodzieżowe Laboratorium Technologii Genetycznych w Petersburgu zostało otwarte w 2022 roku dzięki wsparciu projekt ogólnopolski „Nauka i uniwersytety”. I nie tylko ona. Podczas istnienia projektu narodowego w Rosji pojawił się 740 laboratoriów prowadzonych przez młodych naukowców. Wszystkie te organizacje są wyposażone w najnowocześniejszy sprzęt i specjalizują się w różnych dziedzinach nauki - od biomedycyny i fizyki po agronomię i ekonomię. Do końca 2024 roku w ramach ogólnopolskiego projektu „Nauka i uniwersytety” planują otworzyć 900 laboratoriów młodzieżowych: dwie trzecie ich pracowników to osoby poniżej 39 roku życia.
Zobacz laboratoria
3. Kompleks z detektorami molekularnymi
Instalacja zajmuje się phishingiem - jest to rodzaj łowienia ryb, tylko zamiast okoni i karaśów występuje kompleks łapie pojedyncze biomakrocząsteczki: białka lub kwasy nukleinowe. Naukowcy chcą wykorzystać takie cząstki do wczesnej diagnostyki chorób lub ich zapobiegania.
W Rosji jest tylko jeden taki kompleks - UNU (unikalna instalacja naukowa) „Avogadro”. Mieści się w Instytucie Badawczym Chemii Biomedycznej im. V. N. Oriechowicz. Naukowcy już tam są określony grupę odniesienia biomakromolekuł, którą można uznać za normę dla zdrowego człowieka. Oznacza to, że stworzyli prawdziwy „molekularny portret zdrowia”. Dzięki temu za pomocą algorytmów matematycznych możliwe będzie porównywanie wyników badań ludzi – poszukiwanie markerów sygnalizujących potrzebę leczenia lub korekty stylu życia.
4. Piec muflowy
W tej instalacji nie przygotowuje się ciast i pizzy. Do dezynfekcji materiałów, tworzenia monokryształów i prowadzenia badań potrzebny jest piec muflowy. Wewnątrz znajduje się osłona ochronna, która zapobiega kontaktowi palonego przedmiotu z paliwem i produktami spalania.
Piece muflowe nie są rzadkością w ośrodkach naukowych. Na przykład ona używać w Pracowni Problemów Środowiskowych Aglomeracji Poprzemysłowej SUSU. Tam naukowcy szukają rozwiązań pozwalających zmniejszyć zanieczyszczenie środowiska w dużych miastach, w których znajdują się fabryki i przedsiębiorstwa przemysłowe. W tym celu naukowcy opracowują nowe materiały, takie jak nowoczesne filtry do oczyszczania cieczy i gazów.
5. Zrobotyzowane stanowisko do wieloosiowego druku 3D
Taki system do ćwiczenia druku wieloosiowego Jest w laboratorium badawczym „Mechanika materiałów i urządzeń biokompatybilnych” na Politechnice w Permie. Osobliwością tej technologii jest to, że pozwala ona tworzyć obiekty poprzez stopniowe stapianie materiału - warstwy mogą być nie tylko płaskie, ale także trójwymiarowe. Zrobotyzowana cela laboratorium Perm przystosowana jest do pracy z różnymi „tuszami” inżynieryjnymi np. PEEK, Ultem, PA, PSU.
Korzystając z tego i innych narzędzi, badacze z Politechniki badają właściwości fizyczne i mechaniczne biomateriałów i szukają metod ich kontrolowania. Jeden z nich osiągnięcia — opracowanie modelu matematycznego wzrostu ludzkiej skóry. Przyda się do tworzenia implantów 3D, a także do badania chorób, w tym raka, bo nazywa się go rakiem nabłonkowym.
6. Miejsce produkcji implantów medycznych
Powstaje na bazie Laboratorium Supersprężystych Biointerfejsów UJ. Tam zostanie przetestowany Istnieją dwie metody wytwarzania implantów: selektywne spiekanie laserowe (SLS) i bezpośredni wzrost laserowy (DLG). Pierwszy z nich jest stosowany w medycynie od dawna, natomiast drugi nie. Jednakże PLV ma kilka potencjalnie przydatnych funkcji. Pozwala na przykład na tworzenie konstrukcji o skomplikowanych strukturach wewnętrznych i nietypowych kształtach – nie bez powodu znajduje zastosowanie w przemyśle motoryzacyjnym i lotniczym.
Materiałami do eksperymentów będą różne stopy medyczne, które opracowali już tomscy naukowcy. Planują stworzyć produkty 3D, które będą w stanie korygować defekty kości. Oprócz samego druku specjaliści TSU będą testować implanty pod kątem biozgodności z organizmem człowieka, badając ich funkcjonalność i inne właściwości. Celem badaczy jest stworzenie jak najbardziej spersonalizowanych implantów 3D. Czyli takie, które spełniałyby specyficzne wymagania przypadków medycznych i indywidualne parametry organizmu człowieka.
„Megagrant” pomógł Uniwersytetowi w Tomsku uruchomić laboratorium. Tak nazywa się program współpracy rosyjskich uniwersytetów i organizacji naukowych z czołowymi naukowcami światowej sławy. Jest realizowany przez projekt ogólnopolski „Nauka i uniwersytety”. Aleksiej Wołyński, profesor nadzwyczajny na Uniwersytecie Południowej Florydy, został naukowcem wizytującym w TSU. Program megagrantów istnieje od 2010 roku. W tym czasie w Rosji powstało 345 światowej klasy laboratoriów do prowadzenia badań.
Ośrodki naukowe otwarte na staże dla uczniów i studentów – laureatów konkursu”Nauka. Terytorium Bohaterów». To specjalistyczna gra internetowa, dzięki której możesz zapoznać się z zawodem naukowca. W projekcie można wziąć udział od 10 do 22 roku życia. Zadania konkursowe publikowane są na platformie”Heroes.science.rf”, gromadzone są tam także artykuły i filmy animowane, w których prostym językiem opowiadają o różnych teoriach i zjawiskach.
Dowiedz się więcej o nauce