Наука будущего: ученые рассказывают о проектах, которые меняют мир!

Мы не можем бесконечно увеличивать мощность лазера или ту же скорость перемещения печатающей головки относительно поверхности. Поэтому сегодня разрабатываются новые методы 3D-печати. Например, метод воздействия на деталь в процессе печати внешними воздействиями, к числу которых относят ультразвук. 

То есть фактически ученые воздействуют на объект в процессе печати акустическими колебаниями с различными частотами. 

В рамках проведённых исследований была проведена работа по восстановлению титановых лопаток. Была выращена лопатка для газотурбинного двигателя и осуществлена ремонтная технология. Благодаря использованию ультразвука ученые увеличили прочность изделий на 21%. Для исследователей это феноменальный показатель. Однако аддитивные технологии — далеко не единственное направление, в котором ведутся исследования молодыми учеными и разработчиками.

Лазерно-акустическое оборудование 

Дмитрий Кириченко, победитель конкурса «Умник-аэронет», рассказывает про космический мусор на орбите Земли и подходы, которые помогают с ним бороться.

Люди в космосе очень много мусорят. Эта тема в современном мире очень важна, так как загрязнение космического пространства влияет на запуски пилотируемых аппаратов. 

В космосе на данный момент более 500 тыс. кусков мусора: от материалов краски длиной в 1 см до больших обломков космических аппаратов или систем коммуникации, которые вышли из строя. Все они кружат на нашей орбите и мешают работающим спутникам, системам коммуникации и МКС. 

Европейское космическое агентство представило свой вариант борьбы с космическим мусором — это некий управляемый блок, невод с гарпуном, который подводится к космическому мусору и захватывает его сетью, а потом уводит с орбиты.

Такой метод хорош для больших спутников, вышедших из строя. Однако отловить с его помощью те же 500 тыс. фрагментов краски или каких-то других элементов невозможно. Кириченко предлагает воздействовать лазерным излучением на эти элементы. 

Ученый рассказывает о своем проекте:

Сначала мы испускаем импульс на данный материал. Происходит его преобразование. Образуется реактивная тяга, что позволяет уводить данные объекты с орбиты. Мы можем помочь контролируемо спускать фрагменты мусора с орбиты, далее они могут догорать в плотных слоях атмосферы, тем самым мы весьма эффективно сможем очистить нашу орбиту. 

Ученым также представлен импульсно-диодный лазер, он работает на частоте в 20 Гц. Для испарения необходима мощность порядка 200 МВт на 1 кв. см поверхности. Обычными непрерывными лазерами этого не добиться, поэтому идея Дмитрия предполагает использование частотных лазеров. 

Для них 200 МВт — вполне достижимая цель. Разработчики выиграли грант и сейчас проводят все исследования. Возможно, именно отечественные ученые станут теми, кто сумеет очистить околоземную орбиту.

Современные методы лечения рака

Кристина Китаева, младший научный сотрудник лаборатории генных и клеточных технологий КФУ, объясняет, как связаны иммунитет и рак, а также рассказывает про современные молекулярные методы лечения рака.

Кристина рассказывает про один из самых эффективных на сегодняшний день методов лечения рака:

Многие уже слышали про CAR-T-клеточную терапию. Это разновидность иммунотерапии, при которой мы берём т-лимфоциты, донорские или у самого пациента, генетически их модифицируем. Они начинают синтезировать на своей поверхности специальный рецептор, который эффективно распознает опухолевые клетки и затем такой усиленный т-лимфоцит с химерным рецептором уничтожает опухоль. 

Это действительно работающий вид терапии, который уже помог не одной сотне людей. Однако у технологии CAR-T есть ряд минусов. Самый большой недостаток — такое лечение может вызывать цитокиновый шторм, состояние, когда иммунные клетки выбрасывают слишком много воспалительных факторов, и в результате разрушается весь организм пациента. 

Второй недостаток — технология подходит только для гематологических опухолей, то есть для рака крови. Исследователь говорит о работе над совершенствованием данного метода лечения:

К счастью, на базе нашего научно-клинического центра разрабатываются подходы, при которых CAR-T технологии можно будет использовать на твердых опухолях. Также на базе нашего научно-клинического центра разрабатываются персонифицированные вакцины на основе дендритных клеток. 

Дендритные клетки — это специализированные антигенпрезентирующие клетки, которые учат т-лимфоциты узнавать опухолевые клетки или какой-то чужеродный материал. 

Фактически исследователи разрабатывают своего рода вакцину от рака. К сожалению, как показывает практика, универсального варианта вакцины против рака не существует. 

Однако, чем больше исследований проводится, чем больше эффективных различных методов разрабатывается, тем больше вероятность того, что мы когда-нибудь сможем полностью победить рак. Пускай не какой-то универсальной таблеткой или единой вакциной, но всё же у человечества будет метод лечения для каждой разновидности опухоли и для каждого пациента.