6 usædvanlige instrumenter og installationer brugt i videnskabelige laboratorier i Rusland

1. Rumfabrik til syntese af biokemiske molekyler

Forsøgsopstillingen kan skabe plads i laboratoriemiljø. Eller mere præcist at reproducere i sig selv forhold fra forskellige punkter i universet - for eksempel steder med stjernedannelse eller kolde molekylære skyer. Indsamlet Forskere fra Samara har installeret en sådan installation, og den skulle være operationel inden udgangen af ​​2023. Eksperimenter på fabrikken vil blive udført på Center for Laboratory Astrophysics i SF FIAN. Ved hjælp af installationen planlægger forskere at studere, hvordan komplekse organiske forbindelser dannes i rummet, og teste lovende materialer til beklædning af satellitter, raketter og rumfartøjer for strålingsmodstand.

Princippet om fabrikkens drift er dette: Kraftige pumper skaber et ultrahøjt vakuum indeni, og regulatorer indstiller det nødvendige temperaturniveau fra -269 til +76 ºС. Hovedelementet i designet er et sølvspejl, der måler 1 cm². Under eksperimenter er det, ligesom partikler af stjernestøv, dækket af et tyndt lag is og derefter præcist bestrålet med stråler af fotoner, elektroner og andre partikler. Forskere forventer, at de som følge heraf vil være i stand til at opnå biologisk vigtige molekyler svarende til dem, der dannes i universet. Kun mange gange hurtigere: Ti timers arbejde på en fabrik ville være omtrent lig med en million års stråling i rummet.

2. Fiskeopdrætsanlæg til lukket vandforsyning (RAS)

Sådan Der er ved Youth Laboratory of Genetic Technologies in Agricultural and Aquatic Economy VIZH opkaldt efter akademiker L. TIL. Ernst. Et fiskeklækkeri er et system af kunstige reservoirer, hvor fisk vokser fra befrugtede æg til voksne. Det vigtigste ved installationen er, at vandet der ikke skal opdateres og renses konstant. Et flertrinssystem af forskellige filtre er ansvarligt for dets tilstand. I sådan et setup vokser fisk hurtigere, og der bruges færre ressourcer på at vedligeholde dem end i et akvarium.

Dette er selvfølgelig ikke nødvendigt for at forberede forskernes fremtidige frokost, men for at bevare biodiversiteten. Nu arbejder Sankt Petersborg-forskere med stør. Installationen husede en eksperimentel population af sibirisk stør på mere end 300 individer. Generelt har forskere samlet en samling af prøver af genetisk materiale fra forskellige fiskearter. For eksempel er der allerede et pas til sterlet bestående af 12 mikrosatellitmarkører (sektioner i DNA). Sådanne data vil hjælpe med avlsarbejde - det vil være lettere at bestemme raceren af ​​individer.

3. Kompleks med molekylære detektorer

Installationen beskæftiger sig med phishing - dette er en slags fiskeri, kun i stedet for siddepinde og karper er der et kompleks fanger enkelte biomakromolekyler: proteiner eller nukleinsyrer. Forskere ønsker at bruge sådanne partikler til tidlig diagnosticering af sygdomme eller deres forebyggelse.

Der er kun et sådant kompleks i Rusland - UNU (unik videnskabelig installation) "Avogadro". Det er placeret på Research Institute of Biomedical Chemistry opkaldt efter V. N. Orekhovich. Forskere er der allerede fast besluttet en referencegruppe af biomakromolekyler, der kan betragtes som normen for en sund person. Det vil sige, de skabte et rigtigt "molekylært portræt af sundhed." Det er hermed, at det ved hjælp af matematiske algoritmer vil være muligt at sammenligne menneskers testresultater – at lede efter markører, der signalerer behov for behandling eller livsstilstilpasninger.

4. Muffelovn

Tærter og pizzaer tilberedes ikke i denne installation. En muffelovn er nødvendig for at desinficere materialer, skabe enkeltkrystaller og udføre forskning. Inde i den er der en beskyttende skal, der forhindrer, at genstanden, der brændes, kommer i kontakt med brændstoffet og forbrændingsprodukterne.

Muffelovne er ikke ualmindelige i videnskabelige centre. For eksempel hende brug ved Laboratory of Environmental Problems of Post-Industrial Agglomeration of SUSU. Forskere der leder efter løsninger til at reducere miljøforureningen i store byer med fabrikker og industrivirksomheder. For at gøre dette udvikler forskere nye materialer, såsom moderne filtre til rensning af væsker og gasser.

5. Robotcelle til multi-akset 3D-print

Sådan et system til at praktisere multi-akse udskrivning Der er i forskningslaboratoriet "Mechanics of Biocompatible Materials and Devices" ved Perm Polytechnic University. Det særlige ved denne teknologi er, at den giver dig mulighed for at skabe objekter ved at smelte materialet i etaper - lagene kan ikke kun være flade, men også tredimensionelle. Robotcellen i Perm-laboratoriet er velegnet til at arbejde med forskellige tekniske "blæk", for eksempel PEEK, Ultem, PA, PSU.

Ved hjælp af dette og andre værktøjer studerer polytekniske forskere de fysiske og mekaniske egenskaber af biomaterialer og søger efter metoder til at kontrollere dem. En af dem præstationer — udvikling af en matematisk model til vækst af menneskelig hud. Det vil være nyttigt til at skabe 3D-implantater, såvel som til at studere sygdomme, herunder carcinom, som epitelkræft kaldes.

6. Sted til fremstilling af medicinske implantater

Det er ved at blive skabt på grundlag af Laboratory of Superelastic Biointerfaces of TSU. Der vil blive testet Der er to metoder til fremstilling af implantater: selektiv lasersintring (SLS) og direkte laservækst (DLG). Den første har været brugt i medicin i lang tid, men den anden har ikke. PLV har dog flere potentielt nyttige funktioner. For eksempel giver det dig mulighed for at skabe strukturer med komplekse interne strukturer og usædvanlige former - det er ikke uden grund, at det bruges i bil- og luftfartsindustrien.

Materialerne til eksperimenterne vil være forskellige medicinske legeringer, som Tomsk-forskere allerede har udviklet. De planlægger at skabe 3D-produkter, der kan rette knoglefejl. Ud over selve udskrivningen vil TSU-specialister teste implantater for biokompatibilitet med den menneskelige krop, studere deres funktionalitet og andre egenskaber. Forskernes mål er at gøre 3D-implantater så personlige som muligt. Det vil sige dem, der ville opfylde de specifikke krav i medicinske tilfælde og de individuelle parametre for den menneskelige krop.