6 ongebruikelijke instrumenten en installaties die worden gebruikt in wetenschappelijke laboratoria in Rusland
Gemengde Berichten / / November 03, 2023
1. Ruimtefabriek voor de synthese van biochemische moleculen
De proefopstelling kan ruimte creëren in een laboratoriumsetting. Of preciezer: om de omstandigheden vanuit verschillende punten in het heelal in zichzelf te reproduceren, bijvoorbeeld plaatsen van stervorming of koude moleculaire wolken. Verzameld Wetenschappers uit Samara hebben zo'n installatie geïnstalleerd en deze zou eind 2023 operationeel moeten zijn. Experimenten in de fabriek zullen worden uitgevoerd in het Centrum voor Laboratorium Astrofysica van de SF FIAN. Met behulp van de installatie willen onderzoekers bestuderen hoe complexe organische verbindingen in de ruimte worden gevormd veelbelovende materialen testen voor het bekleden van satellieten, raketten en ruimtevaartuigen op stralingsbestendigheid.
Het werkingsprincipe van de fabriek is dit: krachtige pompen creëren binnen een ultrahoog vacuüm en regelaars stellen het vereiste temperatuurniveau in, van −269 tot +76 ºС. Het belangrijkste element van het ontwerp is een zilveren spiegel van 1 cm². Tijdens experimenten wordt het, net als deeltjes sterrenstof, bedekt met een dunne laag ijs en vervolgens nauwkeurig bestraald met bundels fotonen, elektronen en andere deeltjes. Onderzoekers verwachten dat ze hierdoor biologisch belangrijke moleculen zullen kunnen verkrijgen die vergelijkbaar zijn met de moleculen die in het heelal worden gevormd. Alleen vele malen sneller: tien uur werken in een fabriek zou ongeveer gelijk staan aan een miljoen jaar straling in de ruimte.
2. Viskweekinstallatie voor gesloten watervoorziening (RAS)
Zo een Er bestaat bij het Jeugdlaboratorium voor Genetische Technologieën in de Landbouw- en Aquatische Economie VIZH, vernoemd naar academicus L. NAAR. Ernst. Een viskwekerij is een systeem van kunstmatige reservoirs waarin vissen van bevruchte eieren tot volwassenen groeien. Het belangrijkste kenmerk van de installatie is dat het water daar niet voortdurend hoeft te worden bijgewerkt en gereinigd. Een meertrapssysteem van verschillende filters is verantwoordelijk voor de toestand ervan. In een dergelijke opstelling groeien vissen sneller en worden er minder middelen besteed aan het onderhoud ervan dan in een aquarium.
Dit is uiteraard niet nodig om de toekomstige lunch van wetenschappers voor te bereiden, maar om de biodiversiteit te behouden. Nu werken onderzoekers uit St. Petersburg met steur. De installatie huisvestte een experimentele populatie Siberische steur van meer dan 300 individuen. Over het algemeen hebben wetenschappers een verzameling monsters van genetisch materiaal van verschillende vissoorten verzameld. Zo bestaat er al een paspoort voor sterlet bestaande uit 12 microsatellietmarkers (secties in DNA). Dergelijke gegevens zullen helpen bij het fokken van werk - het zal gemakkelijker zijn om de raszuivere individuen te bepalen.
Het Jeugdlaboratorium voor Genetische Technologieën in Sint-Petersburg werd in 2022 geopend met de steun van nationaal project "Wetenschap en Universiteiten". En niet alleen zij. Tijdens het bestaan van het nationale project in Rusland verscheen 740 laboratoria onder leiding van jonge wetenschappers. Al deze organisaties zijn uitgerust met hightech apparatuur en zijn gespecialiseerd in verschillende wetenschapsgebieden - van biogeneeskunde en natuurkunde tot agronomie en economie. Tegen eind 2024 zijn ze van plan om in het kader van het nationale project ‘Wetenschap en Universiteiten’ 900 jeugdlaboratoria te openen: tweederde van hun werknemers is jonger dan 39 jaar.
Bekijk laboratoria
3. Complex met moleculaire detectoren
De installatie houdt zich bezig met phishing - dit is een soort vissen, alleen in plaats van zitstokken en kroeskarpers is er een complex vangsten enkele biomacromoleculen: eiwitten of nucleïnezuren. Wetenschappers willen dergelijke deeltjes gebruiken voor een vroege diagnose van ziekten of de preventie ervan.
Er is maar één zo'n complex in Rusland - UNU (unieke wetenschappelijke installatie) "Avogadro". Het is gevestigd in het Onderzoeksinstituut voor Biomedische Chemie, vernoemd naar V. N. Orechovich. Wetenschappers zijn er al bepaald een referentiegroep van biomacromoleculen die als de norm voor een gezond mens kan worden beschouwd. Dat wil zeggen, ze creëerden een echt ‘moleculair portret van gezondheid’. Hiermee zal het met behulp van wiskundige algoritmen mogelijk zijn om de testresultaten van mensen te vergelijken - om te zoeken naar markers die de noodzaak van behandeling of levensstijlaanpassingen aangeven.
4. Moffelovens
In deze installatie worden geen taarten en pizza's bereid. Er is een moffeloven nodig om materialen te desinfecteren, monokristallen te maken en onderzoek te doen. Binnenin bevindt zich een beschermende schaal die voorkomt dat het verbrande voorwerp in contact komt met de brandstof en verbrandingsproducten.
Moffelovens zijn niet ongewoon in wetenschappelijke centra. Zij bijvoorbeeld gebruik bij het Laboratorium voor Milieuproblemen van Postindustriële Agglomeratie van SUSU. Onderzoekers daar zoeken naar oplossingen om de milieuvervuiling in grote steden met fabrieken en industriële ondernemingen terug te dringen. Om dit te doen ontwikkelen wetenschappers nieuwe materialen, zoals moderne filters voor het zuiveren van vloeistoffen en gassen.
5. Robotcel voor meerassig 3D-printen
Zo'n systeem voor het oefenen van meerassig printen Er bestaat in het onderzoekslaboratorium “Mechanica van biocompatibele materialen en apparaten” aan de Perm Polytechnic University. Het bijzondere van deze technologie is dat je objecten kunt maken door het materiaal in fasen samen te smelten - de lagen kunnen niet alleen vlak zijn, maar ook driedimensionaal. De robotcel van het Perm-laboratorium is geschikt voor het werken met verschillende technische "inkten", bijvoorbeeld PEEK, Ultem, PA, PSU.
Met behulp van deze en andere hulpmiddelen bestuderen Polytechnische onderzoekers de fysische en mechanische eigenschappen van biomaterialen en zoeken ze naar methoden om deze te controleren. Een van hen prestaties — ontwikkeling van een wiskundig model voor het laten groeien van de menselijke huid. Het zal nuttig zijn voor het maken van 3D-implantaten, maar ook voor het bestuderen van ziekten, waaronder carcinoom, zoals epitheelkanker wordt genoemd.
6. Locatie voor de productie van medische implantaten
Het wordt gemaakt op basis van het Laboratorium voor Superelastic Biointerfaces van TSU. Daar zal worden getest Er zijn twee methoden voor het vervaardigen van implantaten: selectief lasersinteren (SLS) en directe lasergroei (DLG). De eerste wordt al heel lang in de geneeskunde gebruikt, maar de tweede niet. PLV heeft echter verschillende potentieel nuttige functies. Hiermee kunt u bijvoorbeeld structuren maken met complexe interne structuren en ongebruikelijke vormen - het wordt niet voor niets gebruikt in de auto- en luchtvaartindustrie.
De materialen voor de experimenten zullen verschillende medische legeringen zijn die Tomsk-wetenschappers al hebben ontwikkeld. Ze zijn van plan 3D-producten te maken die botdefecten kunnen corrigeren. Naast het printen zelf gaan TSU-specialisten implantaten testen op biocompatibiliteit met het menselijk lichaam, waarbij ze hun functionaliteit en andere eigenschappen bestuderen. Het doel van de onderzoekers is om 3D-implantaten zo gepersonaliseerd mogelijk te maken. Dat wil zeggen, die zouden voldoen aan de specifieke vereisten van medische gevallen en de individuele parameters van het menselijk lichaam.
Een ‘megagrant’ hielp de Universiteit van Tomsk bij het opzetten van het laboratorium. Dit is de naam van het samenwerkingsprogramma tussen Russische universiteiten en wetenschappelijke organisaties met vooraanstaande wereldberoemde wetenschappers. Het wordt uitgevoerd door nationaal project “Wetenschap en Universiteiten”. Alexey Volynsky, universitair hoofddocent aan de Universiteit van Zuid-Florida, werd gastwetenschapper bij TSU. Het megasubsidieprogramma bestaat sinds 2010. Gedurende deze tijd werden in Rusland 345 laboratoria van wereldklasse opgericht om onderzoek uit te voeren.
Wetenschappelijke centra staan open voor stages voor scholieren en studenten - winnaars van de wedstrijd "De wetenschap. Heldengebied». Dit is een gespecialiseerd online spel waarmee je kennis kunt maken met het beroep van wetenschapper. Je kunt deelnemen aan het project van 10 tot 22 jaar oud. De wedstrijdtaken worden op het platform geplaatst "Heroes.science.rf"Ook worden daar artikelen en animatievideo's verzameld, waarin ze in eenvoudige taal over verschillende theorieën en verschijnselen praten.
Leer meer over wetenschap