НЕбританские учёные. Выпуск 22

Томские учёные будут разрабатывать…

// …лекарства с «дистанционным управлением»

Формирование новой лаборатории при ТПУ началось в январе этого года. Ее возглавят представители Международной ассоциации русскоговорящих ученых (RASA). На днях заведующий новой лабораторией Глеб Сухоруков и ее ведущий сотрудник Дмитрий Горин побывали с рабочим визитом в Томске. Они обсудили с представителями ТПУ и томских НИИ вопросы по организации совместных исследований.

В лаборатории новых лекарственных форм политехники совместно с томскими и зарубежными учеными-медиками будут разрабатывать технологии управляемой доставки лекарственных средств в организм пациента.

Речь идет о сферических микроскопических нанокапсулах. Их размеры сопоставимы с эритроцитами — красными кровяными тельцами. Попадая в организм, нанокапсулы осуществляют адресную доставку лекарства — к тому органу, который необходимо вылечить. Затем капсула раскрывается, и содержимое лекарства попадает непосредственно на пораженный заболеванием участок организма.

«Способы такой адресной доставки существуют разные. Одним из направлений нашей работы станет использование крови пациента для введения нанокапсул в организм», — рассказывает профессор Глеб Сухоруков, заведующий лабораторией новых лекарственных форм Центра RASA при Томском политехе, глава отделения биополимерных и биоорганических поверхностей Школы инженерных наук и материаловедения Лондонского университета королевы Марии (Великобритания), президент Ассоциации русскоговорящих ученых в Европе.

Принцип метода следующий. Врачи забирают кровь пациента, затем добавляют в нее нанокапсулы с лекарством внутри, а затем вливают родную кровь пациента обратно в его организм. Организм не воспринимает собственную кровь как что-то чужеродное. Следовательно, не возникает иммуноответа на лечение.

«Разработка таких методов доставки — одна из задач, которые мы будем решать в лаборатории Центра RASA при ТПУ», — уточняет Глеб Сухоруков.

По словам ученого, методами создания нанокапсул, разработкой химической адресной их доставки в настоящее время занимаются ученые Германии и ряда других стран. Поэтому, задачей лаборатории при Томском политехе станет разработка технологий, которые позволят сделать методики лечения такими препаратами еще эффективнее.

«Мы сосредоточимся на физических методах доставки нанокапсул. Одной из наших задач станет разработка дистанционно управляемых систем, с помощью которых врач сможет направить препарат в конкретную точку организма пациента», — говорит профессор Сухоруков.

Высокая точность необходима, например, при лечении тромбов у пациентов с сердечно-сосудистыми заболеваниями. Использование нанокапсул, точно нацеленных на активированные тромбоциты, может революционизировать лечение инсульта и инфаркта миокарда. При лечении диабета нанокапсулу с инсулином можно будет направить в тот участок организма, где сконцентрировано наибольшее количество сахара.

Управлять нанокапсулами будут с помощью ультразвука, света, либо переменного магнитного поля. Такие технологии ученые RASA будут разрабатывать только в Томске, на базе ТПУ.

«В зависимости от потребностей врачей, мы сможем доставлять лекарственные препараты в печень, почки и даже в головной мозг. Это открывает перспективы для лечения большого спектра заболеваний, в том числе, онкологий», — говорит Глеб Сухоруков.

Источник: http://news.tpu.ru/news/2016/02/02/24725/

80840a55827004a85318363caf907970

Самарские учёные в разы удешевили…

// …солнечные батареи для спутников

Учёные Самарского государственного аэрокосмического университета имени Королева разработали новые солнечные батареи для спутников на основе полупроводников — кремния и карбида кремния.

Специалисты разработали основы технологии новых кремниевых фотоэлектрических преобразователей (ФЭП) для солнечных батарей, коэффициент полезного действия которых может достигать 30% и выше. По словам авторов, они будут не менее эффективны, чем их современные наногетероструктурные аналоги на подложке германия. Подробности исследования приводит пресс-служба СГАУ.

Помимо прочих сфер применения солнечные батареи незаменимы на космических аппаратах. Изначально основой космических фотопреобразователей был кремний, но сейчас при производстве большинства солнечных батарей для спутников используются многослойные наноструктуры на подложке из германия. Германий — редкоземельный элемент, и его запасы постепенно истощаются. Кроме того, при производстве ФЭП приходится использовать токсичные соединения мышьяка и фосфора.

Чтобы избежать всех этих сложностей, самарские ученые решили усовершенствовать технологию создания кремниевых батарей. Основу кремниевого ФЭП составляет многослойная структура, содержащая слои с нанокристаллами кремния и карбида кремния, а также специальные покрытия с ионами редкоземельных элементов. Каждый слой «работает» на свою часть солнечного спектра, увеличивая в этой части долю поглощенной энергии. Технология изготовления такой структуры базируется на хорошо отлаженной технологии производства кремниевых приборов, использующиеся материалы малотоксичны, а источники сырья для их производства широкодоступны. Также кремниевые ФЭП более легкие, что очень важно для применения в космосе, где каждый килограмм буквально на «вес золота».

Весной 2016 года опытные образцы фотоэлектрических преобразователей отправятся на испытания на борту космического аппарата «Аист-2Д», который в рамках первой пусковой кампании стартует с нового российского космодрома Восточный. На борту спутника установлены 13 пластин размером 2х3 см различного типа с пористым слоем и один контрольный образец без пористого слоя с нанокристаллами кремния.

Данные с каждой пластины, которые будут поступать в ракетно-космический центр «Прогресс», позволят ученым выбрать наиболее устойчивый к космической радиации тип образца.

С помощью установленных на «Аисте-2Д» научных приборов ученые планируют изучить воздействие факторов космического пространства на различные электронные компоненты. Среди них также — радиолокатор, который позволит исследователям «заглянуть» под поверхность Земли до нескольких десятков метров.

Источник: http://goo.gl/J6196B

Nuevos-compuestos-desafían-el-fundamento-de-la-química

Ученые из МФТИ поняли…

// …истинную причину образования «запрещенных» солей

Габриеле Салех, научный сотрудник МФТИ, и Артем Оганов, заведующий лабораторией в МФТИ и профессор Сколтеха, выяснили причину стабильности различных соединений, необычных для «школьной» химии.

Перестройка химических взаимодействий ведет к стабильности «новой» структуры соединений. Результаты исследования опубликованы в журнале Physical Chemistry & Chemical Physics.

Оганов и Салех построили простую модель и сформулировали основные принципы стабильности «запрещенных» веществ. Дополнительно, ученые обновили фазовую диаграмму соединений Na и Cl: добавили новое соединение Na4Cl3 и две новые структуры Na3Cl. Исследования проводились с помощью алгоритма USPEX в сочетании с квантово-механическими расчетами.

Ранее Оганов с коллегами экспериментально обнаружили несколько «запрещенных» соединений — Na3Cl, NaCl3, NaCl7 и даже Na3Cl2. Эти соединения устойчивы только при экстремальных давлениях (около 200 тысяч атмосфер) и распадаются в «земных» условиях. Однако понимание того, как эти соединения становятся стабильными при высоких давлениях — задача первостепенной важности для планетологии, междисциплинарной науки об устройстве планет.

Принцип, объясняющий необычное соотношение атомов Na и Сl в «запрещенных» соединениях, состоит в следующем: количество взаимодействий между атомами Na и Cl увеличиваются, в то время как координационные взаимодействия между атомами натрия разрушаются.

Эти координационные взаимодействия (взаимодействия соседних атомов кристалле ответственны за структуру и свойства кристалла (вспомним углерод и графит).

base

Структура «школьного» NaCl (слева) и «запрещенного» A3Y (A=Li, Na, K; Y= F, Cl, Br) (справа)

При формировании таких стабильных соединений, новые взаимодействия Na-Cl формируются за счет ослабления металлических связей между атомами натрия. Такая конкуренция между двумя типами связей, на которую влияет давление, и определяет особенности структуры новых соединений.

В дополнение к объяснению стабильности субхлоридов натрия Салех и Оганов предположили, что на месте Na может быть любой щелочной металл, а на месте Сl — любой более тяжелый галоген. В результате, модель позволяет исследовать свойства субгалогенидов щелочных металлов и предсказывать их стабильность.

Формирование субгалогенидов и механизм, ответственный за него, ученые изучали, рассматривая реакцию 2Na +NaCl →Na3Cl. Или, в более общем случае: 2A + AY —> A3Y (A=Li, Na, K; Y= F, Cl, Br). В ходе такой реакции как раз и образуются дополнительные связи и взаимодействия, и координационное число (количество связей) у галогена растет.

Расчеты Оганова и Салеха показали, что помимо обнаруженных в 2013 году соединений стабильно еще Na4Cl3, а Na3Cl имеет еще две новые структуры. Исследование стабильности веществ, образующихся в ходе реакции 2A + AY → A3Y (A=Li, Na, K; Y= F, Cl, Br), предсказало стабильность Li3Cl, Li3Br, Na3Br при высоких давлениях. Все эти три галогенида имеют структуру, схожую со структурой обнаруженного ранее Na3Cl.

У любого правила должны быть исключения, и вот K3Br и K3Cl имеют совершенно другое строение. Исследователи объясняют это тем, что у калия (K), в отличие от Li и Na, есть энергетически доступные d-орбитали (если заглянуть в таблицу Менделеева, то можно увидеть специальную пометку). При высоком давлении, эти орбитали вступают в игру и образуют иные химические связи, нежели в соединениях лития и натрия.

Компьютерный дизайн материалов — это новая и перспективная область материаловедения. Благодаря современным вычислительным возможностям и алгоритмам ученные могут предсказывать строения и свойства соединений, что значительно ускоряет и удешевляет процесс производства материалов будущего.

Источник: http://goo.gl/oAUDRS

Serg8888 для TOPRU

Настоящий материал самостоятельно опубликован в нашем сообществе пользователем Serg8888 на основании действующей редакции Пользовательского Соглашения. Если вы считаете, что такая публикация нарушает ваши авторские и/или смежные права, вам необходимо сообщить об этом администрации сайта на EMAIL abuse@proru.org с указанием адреса (URL) страницы, содержащей спорный материал. Нарушение будет в кратчайшие сроки устранено, виновные наказаны.

Читайте также:

Комментарии о материале (сверху свежие):
  1. Serg8888 (2016-02-23 09:59:58)
    Всех Защитников Отечества поздравляю с праздником!!!
  2. Федя (2016-02-23 10:51:16)
    В самолетах запретят провозить литий-ионные аккумуляторы. Запрет на пронос на борт самолета аккумуляторов, используемых в фотоаппаратах, смартфонах и прочей электронике, был введен из-за их пожароопасности. Ранее аналогичный запрет был установлен на неперезаряжаемые литий-металлические батарейки, чаще всего используемые в часах. Решение вступит в силу 1 апреля 2016 года и будет длиться до тех пор, пока для «опасного груза» не будет разработана новая стандартная огнестойкая упаковка. Запрет будет обязательным для всех 191 стран-участниц ICAO, включая Россию. https://goo.gl/lELB11
  3. ZIL.ok.130 (2016-02-23 10:55:27)
    А знаити,пачиму на Луну больше не литают? Прилетели,а тама--матрица кончается.И если дальше лететь,то прилетишь прямо в офис к разработчикам.
  4. Федя (2016-02-23 11:05:21)
    Не, не по этому... Софиты высоко висят, когда падают- больно бьют.
  5. EvilTeacher (2016-02-23 11:27:49)
    ВопросцЪ: Каг типерьбыдь с ойпхонаме и плоншэтаме? ВыкинудьнахЪ?
  6. Федя (2016-02-23 11:32:35)
    будуд сдавать при посадке и получать после, как багаж... когда разработают огнестойкую упакофку. А так-,, ВыкинудьнахЪ,,... Покупай те никель\кадмий...)
  7. ZIL.ok.130 (2016-02-23 11:35:43)
    А-а-а,ета ни разрабочики,а кеношнике? Тэкс-с-сц-ц-ц--истина--игдето рядом. Бум иска-а-ать.
  8. Федя (2016-02-23 11:36:54)
    Фокузники и иллюзионистэ.... пердавали жэ как исчезает на глазах самосвал...так и корапель можэт иссезнуть якопы на луну... а птом показали как все, кто стоял и держался за руки, тожэ учайствовали и делали вит, что не видят и удивление полное лицо.
  9. Gena (2016-02-23 11:38:37)
    Только сфотографировать их перед этим.
  10. Федя (2016-02-23 11:40:33)
    есть вариант- выйти к речке или озеру, и пускать блинчики, я так уже делал с телепхоном, правда он непромакаемый был, нароту понравилось...
  11. Serg8888 (2016-02-23 11:59:56)
    Ефто временное соглашение согласно http://goo.gl/8klwPc. Низя перевозить включенные тилипоны и лаптопы в багаже (чумуданах). Про ручную кладь не сказано ничегошеньки.
  12. Ванёк (2016-02-23 13:00:36)
    1 апреля?
  13. buska (2016-02-23 13:40:20)
    Вы бы оригинал решения почитали. ...Президент  Совета  Международной  организации  гражданской авиации (ИКАО)  предварительно  утвердил  временную  поправку,  которая  запрещает  перевозку  ионно‐литиевых батарей воздушных судов в качестве груза на пассажирских самолетах... http://goo.gl/8klwPc Там ничего не говорится про блоки питания смартфонов и ноутбуков, которые, как вы понимаете, самолётами не являются...
  14. Федя (2016-02-23 13:44:05)
    смартфоны и ноутбуки, которые, как вы понимаете, самолётами не являются…(с) Это точно.....они самолётами не являются..и как это не заметили съязу((((
  15. Proper (2016-02-23 14:11:45)
    Копают под Боинг - это американцы попытались перейти на литий-ионные аккумуляторы на своих самолетах, и по своей привычке пытаются возить запасные батареи в центры ТО прямо на пассажирских самолетах, вдогруз. Кстати, вы знаете, что на Боинге-747 есть пилон для установки 5-го мотора? И его туда регулярно ставят - зоркие пассажиры охреневают: boeing-747_30 С помощью такого технического ухищрения инженеры Боинга возят запасные двигатели на замену в свои центры обслуживания - прямо на пассажирских рейсах, почти что нахаляву. А еще на некоторых модификациях Б-747 летает полтонны обедненного урана - в виде балансировочных грузов.
  16. Федя (2016-02-23 14:13:44)
    Кто вынимательный, тот про пятый мОтор помнит, пизали тут ужо. ̶р̶а̶с̶ц̶в̶е̶т̶к̶а̶ ̶д̶о̶с̶т̶а̶в̶и̶л̶а̶. ̶ ̶у̶ ̶н̶и̶х̶ ̶н̶а̶в̶е̶р̶н̶о̶е̶ ̶н̶о̶г̶у̶ ̶с̶в̶е̶л̶о̶.̶ http://goo.gl/BnYXPA
  17. Proper (2016-02-23 14:18:47)
    А форма фюзеляжа у Б-747 напоминает банан. С утолщением в месте кабины. Как говорил Фрейд - иногда банан это просто банан. Нет, это не порнография - это товарищ Фидель Кастро кушает банан.
  18. Gena (2016-02-23 14:39:02)
    Монголы тоже умеют самолёты строить!https://clck.ru/9joku
Чтобы писать свои комментарии - надо залогиниться на сайте. Тогда и вид комментариев станет более красивым.