6 strumenti e installazioni insoliti utilizzati nei laboratori scientifici in Russia
Miscellanea / / November 03, 2023
1. Fabbrica spaziale per la sintesi di molecole biochimiche
L'allestimento sperimentale può creare spazio in un ambiente di laboratorio. O più precisamente, per riprodurre al suo interno le condizioni di diversi punti dell'Universo, ad esempio luoghi di formazione stellare o nubi molecolari fredde. Raccolto Gli scienziati di Samara hanno installato un impianto di questo tipo e dovrebbe essere operativo entro la fine del 2023. Gli esperimenti in fabbrica saranno condotti presso il Centro di Laboratorio di Astrofisica della SF FIAN. Utilizzando l'installazione, i ricercatori intendono studiare come si formano i composti organici complessi nello spazio testare materiali promettenti per il rivestimento di satelliti, razzi e veicoli spaziali per la resistenza alle radiazioni.
Il principio di funzionamento della fabbrica è il seguente: potenti pompe creano un vuoto ultraelevato all'interno e i regolatori impostano il livello di temperatura richiesto, da −269 a +76 ºС. L'elemento principale del design è uno specchio argentato di 1 cm². Durante gli esperimenti, come le particelle di polvere di stelle, viene ricoperto da un sottile strato di ghiaccio e quindi irradiato con precisione con raggi di fotoni, elettroni e altre particelle. I ricercatori si aspettano di poter ottenere molecole biologicamente importanti simili a quelle che si formano nell'Universo. Solo molte volte più velocemente: dieci ore di lavoro in fabbrica equivarrebbero all’incirca a un milione di anni di radiazioni nello spazio.
2. Impianto di piscicoltura ad approvvigionamento idrico chiuso (RAS)
Come C'è presso il Laboratorio giovanile di tecnologie genetiche nell'economia agraria e acquatica VIZH intitolato all'accademico L. A. Ernesto. Un vivaio ittico è un sistema di bacini artificiali in cui i pesci crescono dalle uova fecondate agli adulti. La caratteristica principale dell'installazione è che l'acqua non ha bisogno di essere costantemente aggiornata e pulita. Responsabile delle sue condizioni è un sistema a più stadi di diversi filtri. In una tale configurazione, i pesci crescono più velocemente e vengono spese meno risorse per il loro mantenimento rispetto a un acquario.
Naturalmente, ciò non è necessario per preparare il futuro pranzo degli scienziati, ma per preservare la biodiversità. Ora i ricercatori di San Pietroburgo stanno lavorando con lo storione. L'installazione ospitava una popolazione sperimentale di storione siberiano composta da oltre 300 individui. In generale, gli scienziati hanno raccolto una raccolta di campioni di materiale genetico di diverse specie di pesci. Ad esempio, esiste già un passaporto per lo sterlet composto da 12 marcatori microsatelliti (sezioni nel DNA). Tali dati aiuteranno nel lavoro di riproduzione: sarà più facile determinare la razza degli individui.
Il Laboratorio giovanile di tecnologie genetiche a San Pietroburgo è stato aperto nel 2022 con il sostegno di progetto nazionale “Scienza e Università”. E non solo lei. Durante l'esistenza del progetto nazionale in Russia apparso 740 laboratori guidati da giovani scienziati. Tutte queste organizzazioni sono dotate di attrezzature ad alta tecnologia e sono specializzate in diversi campi della scienza, dalla biomedicina e fisica all'agronomia e all'economia. Entro la fine del 2024, nell’ambito del progetto nazionale “Scienza e Università”, prevedono di aprire 900 laboratori giovanili: due terzi dei dipendenti hanno meno di 39 anni.
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3. Complesso con rivelatori molecolari
L'installazione è impegnata nel phishing: questa è una specie di pesca, solo che al posto dei trespoli e delle carassi c'è un complesso cattura singole biomacromolecole: proteine o acidi nucleici. Gli scienziati vogliono utilizzare tali particelle per la diagnosi precoce delle malattie o per la loro prevenzione.
Esiste solo uno di questi complessi in Russia: UNU (installazione scientifica unica) "Avogadro". Ha sede presso l'Istituto di ricerca di chimica biomedica intitolato a V. N. Orechovich. Gli scienziati sono già lì determinato un gruppo di riferimento di biomacromolecole che può essere considerato la norma per una persona sana. Hanno cioè creato un vero e proprio “ritratto molecolare della salute”. È con questo che, utilizzando algoritmi matematici, sarà possibile confrontare i risultati dei test delle persone - cercare marcatori che segnalino la necessità di trattamento o aggiustamenti dello stile di vita.
4. Forno a muffola
In questa installazione non vengono preparate torte e pizze. È necessario un forno a muffola per disinfettare i materiali, creare cristalli singoli e condurre ricerche. Al suo interno è presente un guscio protettivo che impedisce all'oggetto in fiamme di entrare in contatto con il carburante e i prodotti della combustione.
I forni a muffola non sono rari nei centri scientifici. Lei, per esempio utilizzo presso il Laboratorio di Problemi Ambientali dell'Agglomerato Post-Industriale della SUSU. I ricercatori sono alla ricerca di soluzioni per ridurre l'inquinamento ambientale nelle grandi città con fabbriche e imprese industriali. Per fare ciò, gli scienziati stanno sviluppando nuovi materiali, come i moderni filtri per purificare liquidi e gas.
5. Cella robotizzata per stampa 3D multiasse
Un tale sistema per praticare la stampa multiasse C'è nel laboratorio di ricerca “Meccanica dei materiali e dispositivi biocompatibili” presso l’Università Politecnica di Perm. La particolarità di questa tecnologia è che consente di creare oggetti fondendo il materiale in più fasi: gli strati possono essere non solo piatti, ma anche tridimensionali. La cella robotizzata del laboratorio di Perm è adatta a lavorare con vari “inchiostri” tecnici, ad esempio PEEK, Ultem, PA, PSU.
Utilizzando questo e altri strumenti, i ricercatori del Politecnico stanno studiando le proprietà fisiche e meccaniche dei biomateriali e cercando metodi per controllarli. Uno di loro risultati — sviluppo di un modello matematico per la crescita della pelle umana. Sarà utile per creare impianti 3D, nonché per studiare malattie, incluso il carcinoma, come viene chiamato il cancro epiteliale.
6. Sito per la produzione di impianti medici
Viene creato sulla base del Laboratorio di Biointerfacce Superelastiche della TSU. Là sarà messo alla prova Esistono due metodi per la produzione degli impianti: sinterizzazione laser selettiva (SLS) e crescita laser diretta (DLG). Il primo è stato utilizzato in medicina per molto tempo, ma il secondo no. Tuttavia, PLV ha diverse funzionalità potenzialmente utili. Ad esempio, consente di creare strutture con strutture interne complesse e forme insolite: non è senza motivo che viene utilizzato nell'industria automobilistica e aeronautica.
I materiali per gli esperimenti saranno varie leghe mediche che gli scienziati di Tomsk hanno già sviluppato. Hanno in programma di creare prodotti 3D in grado di correggere i difetti ossei. Oltre alla stampa stessa, gli specialisti della TSU testeranno la biocompatibilità degli impianti con il corpo umano, studiandone la funzionalità e altre proprietà. L'obiettivo dei ricercatori è rendere gli impianti 3D quanto più personalizzati possibile. Cioè quelli che soddisferebbero i requisiti specifici dei casi medici e i parametri individuali del corpo umano.
Un “megagrant” ha aiutato l’Università di Tomsk ad avviare il laboratorio. Questo è il nome del programma di cooperazione tra università russe e organizzazioni scientifiche con importanti scienziati di fama mondiale. È implementato da progetto nazionale “Scienza e Università”. Alexey Volynsky, professore associato presso l'Università della Florida del Sud, è diventato uno scienziato in visita presso la TSU. Il programma di megagrant esiste dal 2010. Durante questo periodo, in Russia furono creati 345 laboratori di livello mondiale per condurre ricerche.
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