«Замороженный дым», наноконтейнеры для доставки лекарств в раковые клетки и цифровая модель месторождений нефти. Испытания этих и других разработок сейчас проходят в молодежных научных лабораториях ведущих ВУЗов Петербурга.

«Замороженный дым»

Самое легкое твердое вещество в мире на 99,8% состоит из воздуха. Однако не из воздуха появляются новые технологии его применения. Аэрогель или, так называемый, «замороженный дым» пришёл в жизнь потребителя из космической отрасли и может спровоцировать новую революцию в строительстве. Как это было со сталью, благодаря которой возвели первые небоскрёбы. В лаборатории петербургского Политеха исследуют как использовать «замороженный дым» для домашнего очага.

Фрагменты аэрогеля выглядят как какие-то виртуальные частицы, но на самом деле это реальный материал, который делают его из песка. Он очень лёгкий, поэтому измеряют аэрогель не в килограммах, а в литрах. В лаборатории его перемалывают в порошок и смешивают со штукатуркой. В итоге получается слой толщиной с палец, который обладает феноменальными тепло-изоляционными свойствами.  

Одной подложки достаточно, чтобы защитить руки от огня. При этом даже при экстремальных температурах аэрогель не воспламеняется. А ещё «замороженный дым» плохо пропускает звук, что тоже ценится в строительстве. Цена на новый материал постепенно снижается. Когда она приблизится к стоимости минеральной ваты, про последнюю просто забудут. К тому же инновация позволит сэкономить на коммуналке.  

«Здания у нас все потребляют определенное количество энергетических ресурсов. Мы хотим сделать конструкции так, чтобы это потребление сократить. Это решается инжинерно – мы разрабатываем способы крепления модульных конструкций. За счет совершенствования межмодульных соединений мы можем тоже добиться сокращения», – рассказала заведующая лабораторией защищенных и модульных зданий СПбГУ Дарья Немова. 

В минувшем году ученые выиграли грант и уже закупают оборудование для экспериментов. Две частные компании также вложились в разработку и с нетерпением ждут новых технологий, чтобы начать применять их в строительстве. Ещё больше плоды научного творчества востребованы в медицине. 

Наноконтейнеры

В другой лаборатории Политеха создают наноконтейнеры для доставки лекарств прямо в раковые клетки. Свой грант молодые исследователи уже освоили. Группа выросла с шести энтузиастов до коллектива в полтора десятка человек. Благодаря современным приборам размер нано-контейнера удалось уменьшить в тысячу раз.  

«Если мы возьмём какой-то материал, очень исследуемый в наномедицине – это кальций карбонат. Это некая соль, из которой сначала делали исключительно микронные наночастицы. Далее перешли к субмикронным размерам. Сейчас мы можем синтезировать наноразмерные кальций карбонат, которые будет менее 100 нанометров», – рассказала она. 

Нано-контейнер – это очень маленький шарик, который имеет пористую структуру. Его можно опустить в лекарство, и он впитает раствор как губка. Также лечебный препарат сразу добавляют в пробирку во время синтеза самого контейнера. Раковая клетка реагирует на специальный биологический маячок и съедает нано-шарик, лекарство высвобождается и убивает опухоль. Такая терапия не вызывает тяжелых побочных эффектов. И поэтому очень нужна пациентам. 

Пока опыты проводят на лабораторных мышах. Ближе всего к воплощению в жизнь своих научных идей подошли участники еще одной исследовательской группы Политеха. Студенты и аспиранты разрабатывают цифровую модель месторождений нефти – для большой компании.  

«Где бурить, где не бурить, сколько бурить, как это будет отражаться на основных показателях эффективности, сколько это будет стоить? Не всегда же стоит вопрос, что любой ценой надо максимизировать добычу. Бывают очень сложные ситуации, когда стоит наоборот переориентировать ресурсы в другом направлении. Вот конкретно над всем этим над различными сценариями развития месторождений и региона, как комплекса месторождений, мы и работаем», – отметил заведующий лабораторией Центра НТИ СПбПУ Алексей Гинцяк. 

Это только первый опыт лаборатории. Однако помимо нефтедобычи молодёжь хочет помочь промышленникам и даже создавать модели социальных и экономических событий.