«Химические пастухи» и протез для восстановления нервов. Топ разработок российских учёных

Российские учёные продолжают активно работать над новыми разработками для эффективного и безопасного очищения поверхности морской воды от мазута, которые могут помочь устранить последствия нефтеразливов в Керченском проливе. Так, в Кубанском госуниверситете сейчас активно занимаются поиском подходящих штаммов бактерий, способных поедать токсичные вещества. А мурманские биологи уже готовы реализовать свою разработку на основе заполярных водорослей. 

Чем ещё удивляют лучшие российские умы, помимо ликвидации последствий разлива нефтепродуктов в море? Нанопротезами для восстановления повреждённых нервов, оборудованием для выращивания кровеносных сосудов и изоляцией для проводов, способной к регенерации. 

Все подробности — в нашей подборке. 

Именно так называются разработанные российскими учёными новые реагенты, предназначенные для очистки поверхности морской воды от мазута. 

«Мазут в виде тонкой поверхностной плёнки толщиной около 0,1 мм препятствует газо- и теплообмену моря, но не поддаётся удалению нефтесборной техникой из-за недостаточной толщины. Разработанные “химические пастухи” предназначены для увеличения толщины тонкой нефтяной плёнки на воде, благодаря чему она может быть собрана специальной техникой», — пояснила доцент кафедры общей и прикладной химии РГУ нефти и газа имени И. М. Губкина Делгир Санджиева.

Проведённые испытания уже доказали эффективность «пауков». В ближайшее время реагенты начнут использовать для механического и сорбционного методов ликвидации аварийных разливов нефти. 

В разработке участвовали учёные из трёх российских вузов — Российского государственного университета нефти и газа имени И. М. Губкина, Института нефтехимического синтеза РАН и Института общей и неорганической химии РАН.

Проект специалистов Мурманского морского биологического института РАН носит название «Биофильтры — плантации фикусовых водорослей». Потребуется он на том этапе, когда большая часть мазута будет ликвидирована и останутся лишь трудные мелкие участки. 

Специалисты считают, что воды Чёрного моря можно очистить, используя метаболический потенциал биологических объектов. Технология простая: водоросли заблокируют масляное пятно и не дадут ему распространиться, а живущие на них бактерии «съедят» загрязнение. 

«То, что происходит у водорослей непосредственно в плантации и вообще под влиянием нефти, — это удивительный симбиоз. На поверхности водорослей живут бактерии, как мы выяснили, углеводородокисляющие, и, когда они находятся на поверхности, то их активность повышается где-то на 20% за счёт того, что водоросли отдают им кислород. В свою очередь, бактерии трансформируют нефтепродукты и делают их доступными для поглощения», — пояснил доктор биологических наук, заведующий лабораторией ММБИ Григорий Воскобойников.

Подобная технология уже использовалась в Белом и Баренцевом морях, где доказала свою эффективность. 

Учёными ИТЭБ РАН и Сеченовского университета разработали нервный протез NeuroFibe для восстановления повреждённых нервов. Устройство изготовлено из ультратонких нейлоновых волокон, которые имитируют структуру нервной ткани и, по словам разработчиков, создают оптимальные условия для её восстановления.

Уникальность разработки заключается в том, что материал не только биосовместим, но и способен к естественному разложению в организме, что исключает необходимость повторных операций. Кроме того, протез обладает антимикробными свойствами, снижающими риск послеоперационных осложнений.

Учёные МГУ разработали и запатентовали технологию, позволяющую быстро выявлять следы наркотиков по отпечаткам пальцев. Для анализа достаточно приложить палец к специальному сенсору, который состоит из кремниевой основы с наноструктурированным слоем, включающим кремниевые нанонити, покрытые наночастицами золота и серебра. Устройство определяет наличие запрещённых веществ по характерным спектральным пикам, используя метод комбинационного рассеяния света. 

Сенсор отличается компактностью и мобильностью: он весит в два раза меньше аналогов, а его размеры в 10-30 раз меньше, чем у устройств, применяемых сегодня на таможне.

Технология открывает новые возможности для повышения безопасности и оперативности проверок в общественных местах.

Специалисты Кубанского государственного технологического университета испытывают метод «капсулирования» нефтепродукта с помощью обезвреживающей композиции на основе оксида кальция, позволяющий прекратить мазут в мелкодисперсные и твёрдые соединения. Смесь с оксидом кальция покрывает их оболочкой, которая не позволяет нефтепродукту загрязнять окружающую среду.

«В дальнейшем из переработанных отходов можно получить полезные материалы. Например, активированный минеральный порошок, который можно добавлять в асфальт, что повысит его качество и долговечность, а также использовать в производстве керамзита», — заявил и. о. ректора КубГТУ Игорь Лагерев.

Важно отметить, что подобная технология уже используется для очистки нефтяных резервуаров от нефтешлама. Эффективность обезвреживания при этом составляет до 95 процентов.

Оборудование, разработанное Новосибирскими учёными, позволяет изготавливать кровеносные сосуды из биосовместимых материалов методом электроформирования.

«Использование сосудов из нановолокон облегчает заживление имплантированных сосудов и сокращает длительность операции», — рассказал автор проекта, бакалавр факультета автоматики и вычислительной техники НГТУ НЭТИ Константин Кузьмин.

Отметим, что в отечественной хирургии давно применяется реконструкция кровеносных сосудов, но использование сосудов пациента усложняет операцию и увеличивает её продолжительность. А применение синтетических сосудов нередко вызывает осложнения. Новая разработка поможет решить эти проблемы. 

Специалисты уже вырастили в коллекторе прототипы сосудов необходимого диаметра от 0,7 до трёх сантиметров. Исследования будут продолжены.

Создана она на основе полисилоксанов, которые считаются одними из наиболее гибких, биоинертных, атмосферостойких полимеров с высокими электроизоляционными свойствами. Образцы новых полимеров с разными составами синтезируют в Санкт-Петербурге и испытывают в лаборатории в Челябинске.

«Важно, чтобы, после того как произошёл пробой, регенерация повреждённого участка материала после снятия повышенного напряжения протекала без участия человека и оборудование продолжало работать в штатном режиме», — пояснил доцент кафедры «Электрические станции, сети и системы электроснабжения» ЮУрГУ Михаил Дзюба.

В новом диэлектрике образовавшаяся при электрическом пробое или зарождении дефекта газовая полость схлопывается, устраняя микроповреждение, — материал возвращается к первоначальному состоянию. При этом восстановление свойств изоляции происходит в считанные секунды, а процесс самозалечивания занимает до двух суток.

Применять новый материал планируется не только в высоковольтных электроустановках, но и в микроэлектронике, например, в печатных платах, гибких электронных схемах и конденсаторах. При пробое кабеля потребуется просто отключить его от источника питания и подождать некоторое время до восстановления изоляции. Поскольку повреждение «залечивается» без дополнительного вмешательства, появляется возможность избежать ремонта оборудования.

Автор: Ирина Леонова