6 ovanliga instrument och installationer som används i vetenskapliga laboratorier i Ryssland
Miscellanea / / November 03, 2023
1. Rymdfabrik för syntes av biokemiska molekyler
Den experimentella uppställningen kan skapa utrymme i en laboratoriemiljö. Eller mer exakt, för att inom sig reproducera förhållanden från olika punkter i universum - till exempel platser för stjärnbildning eller kalla molekylära moln. Samlade in Forskare från Samara har installerat en sådan installation, och den ska vara i drift i slutet av 2023. Experiment på fabriken kommer att utföras vid Center for Laboratory Astrophysics vid SF FIAN. Med hjälp av installationen planerar forskare att studera hur komplexa organiska föreningar bildas i rymden, och testa lovande material för att bekläda satelliter, raketer och rymdfarkoster för strålningsmotstånd.
Principen för driften av fabriken är denna: kraftfulla pumpar skapar ett ultrahögt vakuum inuti, och regulatorer ställer in den erforderliga temperaturnivån, från −269 till +76 ºС. Huvudelementet i designen är en silverspegel som mäter 1 cm². Under experiment täcks den, liksom partiklar av stjärndamm, med ett tunt lager av is och bestrålas sedan exakt med strålar av fotoner, elektroner och andra partiklar. Forskare förväntar sig att de som ett resultat kommer att kunna erhålla biologiskt viktiga molekyler som liknar de som bildas i universum. Bara många gånger snabbare: tio timmars arbete i en fabrik skulle vara ungefär lika med en miljon år av strålning i rymden.
2. Fiskuppfödningsanläggning för sluten vattenförsörjning (RAS)
Sådan Det finns vid Youth Laboratory of Genetic Technologies in Agricultural and Aquatic Economy VIZH uppkallad efter akademiker L. TILL. Ernst. Ett fiskkläckeri är ett system av konstgjorda reservoarer där fisk växer från befruktade ägg till vuxna. Huvuddragen i installationen är att vattnet där inte behöver uppdateras och rengöras ständigt. Ett flerstegssystem med olika filter är ansvarigt för dess tillstånd. I en sådan uppställning växer fiskar snabbare, och mindre resurser spenderas på att underhålla dem än i ett akvarium.
Naturligtvis är detta inte nödvändigt för att förbereda forskarnas framtida lunch, utan för att bevara den biologiska mångfalden. Nu arbetar S: t Petersburg-forskare med stör. Installationen inhyste en experimentpopulation av sibirisk stör på mer än 300 individer. I allmänhet har forskare samlat in en samling prover av genetiskt material från olika fiskarter. Till exempel finns det redan ett pass för sterlet som består av 12 mikrosatellitmarkörer (sektioner i DNA). Sådana data kommer att hjälpa till i avelsarbetet - det blir lättare att bestämma renrasiga individer.
Youth Laboratory of Genetic Technologies i St. Petersburg öppnades 2022 med stöd av nationellt projekt "Science and Universities". Och inte bara hon. Under existensen av det nationella projektet i Ryssland dök upp 740 laboratorier ledda av unga forskare. Alla dessa organisationer är utrustade med högteknologisk utrustning och är specialiserade på olika vetenskapsområden - från biomedicin och fysik till agronomi och ekonomi. I slutet av 2024, under det nationella projektet "Science and Universities", planerar de att öppna 900 ungdomslaboratorier: två tredjedelar av deras anställda är under 39 år.
Se laboratorier
3. Komplex med molekylära detektorer
Installationen är engagerad i nätfiske - det här är ett slags fiske, bara istället för sittpinnar och crucian karp finns det ett komplex fångar enskilda biomakromolekyler: proteiner eller nukleinsyror. Forskare vill använda sådana partiklar för tidig diagnos av sjukdomar eller deras förebyggande.
Det finns bara ett sådant komplex i Ryssland - UNU (unik vetenskaplig installation) "Avogadro". Den är belägen vid Research Institute of Biomedical Chemistry uppkallad efter V. N. Orekhovich. Forskare är redan där fast besluten en referensgrupp av biomakromolekyler som kan anses vara normen för en frisk person. Det vill säga, de skapade ett riktigt "molekylärt porträtt av hälsa." Det är med detta som det, med hjälp av matematiska algoritmer, kommer att vara möjligt att jämföra testresultat från människor - att leta efter markörer som signalerar behovet av behandling eller livsstilsjusteringar.
4. Muffelugn
Pajer och pizzor tillagas inte i denna installation. En muffelugn behövs för att desinficera material, skapa enkristaller och bedriva forskning. Inuti den finns ett skyddande skal som förhindrar att föremålet som bränns kommer i kontakt med bränslet och förbränningsprodukterna.
Muffelugnar är inte ovanliga i vetenskapliga centra. Till exempel henne använda sig av vid Laboratory of Environmental Problems of Post-Industrial Agglomeration of SUSU. Forskare där letar efter lösningar för att minska miljöföroreningarna i storstäder med fabriker och industriföretag. För att göra detta utvecklar forskare nya material, till exempel moderna filter för att rena vätskor och gaser.
5. Robotcell för fleraxlig 3D-utskrift
Ett sådant system för att utöva fleraxlig utskrift Det finns i forskningslaboratoriet "Mechanics of Biocompatible Materials and Devices" vid Perm Polytechnic University. Det speciella med denna teknik är att den låter dig skapa objekt genom att smälta materialet i steg - skikten kan inte bara vara platta utan också tredimensionella. Robotcellen i Perm-laboratoriet är lämplig för att arbeta med olika tekniska "bläck", till exempel PEEK, Ultem, PA, PSU.
Med detta och andra verktyg studerar yrkeshögskolans forskare de fysiska och mekaniska egenskaperna hos biomaterial och söker efter metoder för att kontrollera dem. En av dem prestationer — Utveckling av en matematisk modell för växande mänsklig hud. Det kommer att vara användbart för att skapa 3D-implantat, såväl som för att studera sjukdomar, inklusive karcinom, som epitelcancer kallas.
6. Plats för tillverkning av medicinska implantat
Det skapas på basis av Laboratory of Superelastic Biointerfaces of TSU. där kommer att testas Det finns två metoder för tillverkning av implantat: selektiv lasersintring (SLS) och direkt lasertillväxt (DLG). Den första har använts inom medicin under lång tid, men den andra inte. PLV har dock flera potentiellt användbara funktioner. Till exempel låter det dig skapa strukturer med komplexa interna strukturer och ovanliga former - det är inte utan anledning att det används inom fordons- och flygindustrin.
Materialet för experimenten kommer att vara olika medicinska legeringar som Tomsk-forskare redan har utvecklat. De planerar att skapa 3D-produkter som kan korrigera skelettdefekter. Förutom själva utskriften kommer TSU-specialister att testa implantat för biokompatibilitet med människokroppen, studera deras funktionalitet och andra egenskaper. Forskarnas mål är att göra 3D-implantat så personliga som möjligt. Det vill säga sådana som skulle uppfylla de specifika kraven för medicinska fall och de individuella parametrarna för människokroppen.
En "megagrant" hjälpte Tomsk University att starta laboratoriet. Detta är namnet på programmet för samarbete mellan ryska universitet och vetenskapliga organisationer med ledande världsberömda forskare. Det genomförs av nationellt projekt "Science and Universities". Alexey Volynsky, docent vid University of South Florida, blev gästforskare vid TSU. Megagrantprogrammet har funnits sedan 2010. Under denna tid skapades 345 laboratorier i världsklass i Ryssland för att bedriva forskning.
Vetenskapliga centra är öppna för praktikplatser för skolbarn och studenter - vinnare av tävlingen "Vetenskapen. Hjältarnas territorium». Detta är ett specialiserat onlinespel genom vilket du kan bekanta dig med yrket som en forskare. Du kan delta i projektet från 10 till 22 år. Tävlingsuppgifterna läggs ut på plattformen "Heroes.science.rf", där samlas också artiklar och animerade filmer, där de pratar om olika teorier och fenomen på ett enkelt språk.
Lär dig mer om vetenskap