На «Глобальных больших вызовах» ребята вместе с учеными Научно-технологического университета «Сириус» учились создавать инновационные материалы для биомедицины. Это один из важнейших проектов, которые в настоящее время ведут специалисты Университета. Ученые рассказали о целях проекта, а участники получили возможность в течение двух недель попробовать себя в роли научных сотрудников и научиться работать на самом современном оборудовании.
В «Сириусе» команда школьников трудилась под руководством экспертов направления «Биоматериалы» Научного центра генетики и наук о жизни.
В лабораториях Университета эксперты занимаются разработкой инновационных функциональных материалов на основе природоподобных и биоразлагаемых систем. Одним из направлений работы является создание инновационных медицинских изделий, в том числе раневых повязок из полимерного волокна полилактида. Оно биосовместимо с человеческим организмом, и это означает, что материал не вызывает отторжений или аллергических реакций. При этом важно не только плотно закрыть рану, но и сделать все возможное для скорейшего заживления. Для этого ученые «Сириуса» проводят многочисленные эксперименты: добавляют к полимерам вещества, обладающие антибактериальными и регенерирующими свойствами, пробуют различные концентрации, анализируют показатели.
Повязки из полимерных материалов производятся методом электроспиннинга. Чтобы создать волокна, полимерные растворы через специальные шприцы подаются очень тонкой струей. Под действием высокого напряжения – порядка 35 тысяч вольт – она распадается на многочисленные тонкие нити. Визуально процесс похож на плетение тонкой паутины. Затем нити формируют нетканое волокно – основу будущей повязки.
Такие повязки, помимо прочности, обладают целым рядом положительных свойств.
«Фактически мы разрабатываем материалы, которые могут применяться при обширных повреждениях кожи, в том числе в ожоговой терапии или у пациентов, страдающих сахарным диабетом. Мы делаем повязки из синтетического материала. Они полностью биосовместимы, их не нужно менять. Таким образом, можно избежать раздражения и повторного инфицирования раны. По мере заживления повязки постепенно распадаются и выступают каркасом для зарастания раны», – рассказывает руководитель проекта, ведущий специалист направления «Биоматериалы» Научного центра генетики и наук о жизни Университета «Сириус» Алексей Пирязев.
В рамках проекта школьники получили возможность познакомиться с лабораториями Университета «Сириус», пошагово изучить процесс создания таких повязок и поработать на специализированном оборудовании. С применением микроскопов ребята под руководством наставников исследовали и описали теплофизические свойства, структуру, посчитали диаметр волокон и даже провели учебный биологический тест. В рамках учебной задачи участники подготовили питательную среду с полимерными повязками, куда добавили наночастицы серебра и белки. На конкретном примере ребята убедились в антимикробных свойствах определенных веществ и зафиксировали результаты эксперимента.
Елизавета Сон из города Ташкента (Узбекистан) серьезно увлечена химией и изучает создание новых материалов.
«Тематика проекта отражает наше будущее. Оно неразрывно связано с полимерами и созданием новых материалов. На проекте мне очень понравилась экспериментальная часть. Мы проводили исследования, добавляли в наш полимерный раствор частицы серебра, чтобы придать дополнительные антибактериальные свойства, и экспериментальным способом мы убедились в эффективности нашей работы. Я на практике изучила метод электроспиннинга, поработала с полимерами, вела расчеты. Все это будет полезно мне в дальнейшей профессиональной деятельности. В будущем я вижу себя химиком, технологом, мне очень нравятся исследования в области термохимии. Мне бы хотелось заниматься важными проектами, которые принесут пользу людям», – поделилась впечатлениями Елизавета.
15-летняя Александра Павлова родилась и учится в Германии. Проект позволил ей на практике применить теоретические знания и попробовать себя в роли настоящего научного сотрудника.
«Мне очень нравится химия, а если быть точнее, взаимосвязь химии и биологии. Я учусь в немецкой школе, а по выходным также посещаю русскую школу, где у нас очень сильный педагог по химии. На проекте в “Сириусе” было очень много практики. Я впервые попробовала себя в роли химика-лаборанта, который работает с растворами, смешивает их, проводит замеры, фиксирует показатели. Это очень интересный опыт. Здорово, что нам не просто рассказывали о проекте, а на практике позволили включиться в работу», – говорит Александра.
15-летний Абдуллох Шаробидинов из Узбекистана интересуется наукой и дипломатией, мечтает развивать проекты в области международного сотрудничества.
«Я впервые включаюсь в проект, связанный с новыми материалами, но я разбираюсь в химии и физике, и эти знания очень помогли мне быстро влиться в задачу. Я впервые познакомился с работой оптического, электронного, зондового микроскопа, впервые проводил такой серьезный анализ. Мне интересно все новое, нравится знакомиться с новыми людьми и реализовывать что-то вместе. Думаю, это очень важно для внедрения в жизнь важных разработок, приносящих пользу людям», – говорит участник проекта.
Программа «Глобальные большие вызовы» проходит в Образовательном центре «Сириус» с 8 по 21 марта. В ней принимают участие 90 ребят: 40 – из 20 иностранных государств (в том числе Бразилии, Боливии, Китая, Египта, Алжира, Германии), а также 50 – из 30 регионов Российской Федерации. Они были отобраны после детской программы, организованной «Сириусом» в рамках Всемирного фестиваля молодежи с 1 по 6 марта. Кандидатам нужно было написать эссе и пройти собеседование с экспертами. Ребята сформировали команды и работают над проектами по шести ключевым направлениям: «Генетика и биомедицина», «Новые материалы», «Большие данные, искусственный интеллект, финансовые технологии и машинное обучение», «Умный город и безопасность», «Космические технологии» и «Экология и изучение изменений климата». Каждое из направлений программы отвечает стратегии научно-технологического развития России.
