Казанские ученые, чья работа может изменить мир

В инженерном институте я являюсь руководителем лаборатории прототипирования. Мы создаем прототипы, применяя аддитивные технологии. Проще говоря, это 3D-печать. Делаем мы это на серьезном оборудовании, которое работает на основе лазерных технологий. В принтере происходит спекание полимерных или металлических порошков, и на выходе получается изделие, которое практически не уступает по свойствам изделию, изготовленному стандартным способом.

Мы работаем по трем направлениям: создание прототипов, применение аддитивных технологий в медицине и получение материалов для 3D-печати.

Например, совместно с онкологическим диспансером и доктором Андреем Рудыком мы внедрили в практику изготовление анатомических моделей пациентов по компьютерной томографии. Допустим, у человека опухоль, которая прорастает в кость. Чтобы спланировать операцию по ее удалению, получаем КТ и цифровую модель кости с этим заболеванием. Потом печатаем на 3D-принтере эту часть тела с опухолью, например, череп. По получившийся модели врач планирует заранее, где и как он будет резать и определяет размер будущего имплантата. Это сокращает время, которое пациент проводит на операционном столе уже во время самой операции.

Ирина Пиянзина, 28 лет, физик-теоретик

На данный момент считается, что обычные транзисторы, которые используются во всех электронных устройствах, в скором будущем изживут себя, поскольку наращивать их производительность будет более невозможно.

Для того, чтобы этого избежать, необходимо найти новые материалы для устройств микроэлектроники. Один из способов - это найти среду, в которой электроны располагались бы не в трех измерениях, а в двух - это привело бы к их высокой плотности.

Этим я и занимаюсь: моделирую гетероструктуры из оксидов переходных металлов, на стыке которых можно обнаружить двумерную проводимость и много других интересных физических явлений. С помощью компьютерных вычислений я рассчитываю свойства новых сложных материалов.

Если получается найти соединение с интересными свойствами, я пишу об этом статью. Потом в дело вступают экспериментаторы: они пытаются построить такую систему в реальности и проверяют мои теоретические предсказания. Если все работает, то эту технологию могут применить на производстве.

Айрат Каюмов, 36 лет, доцент кафедры генетики

Многие болезнетворные бактерии прикрепляются к тканям организма и медицинским предметам (катетерам, имплантатам), где образуют вокруг себя биопленку. Это очень большая проблема в медицине, так как биопленка защищает бактерии от внешнего воздействия, в том числе от нашей иммунной системы и от антибиотиков. Часто она является причиной реинфицирования, отторжения имплантов и даже сепсиса. Например, при слабом иммунитете стафилококк, который есть на коже почти у всех людей, образует пленки на ранах, пролежнях, мешая их заживлению и вызывая хронические язвы.

В лаборатории мы разрабатываем новые подходы к борьбе с болезнетворными бактериями именно в составе биопленки. Сейчас мы начали работать с различными животными и растительными протеазами - это ферменты, которые разрушают белок, а он как раз содержится в составе биопленки. То есть разрушив белок, можно разрушить биопленку.

Мы доказали, что обработка стафилококковой биопленки фицином (фермент из сока инжирного дерева) в 5-10 раз повышает эффективность антибиотиков и способствует более быстрому заживлению раны. Фактически это означает, что сотни людей быстрее выйдут из больниц, значительно снизится процент внутрибольничных инфекций и риск заражения крови. А вот на синегнойную палочку фицин не действует, у этой бактерии другая структура биопленки, и сейчас наша актуальная задача - найти инструмент для борьбы с ней.

Чэнгдонг Юань, 31 год, химик Я занимаюсь тем, что пытаюсь найти способ увеличения количества добываемой нефти из месторождения. В нефтяной промышленности это называется методами повышения нефтеотдачи пластов. В данный момент мое внимание сосредоточено на использовании термических методов, в том числе добычи с применением внутрипластового горения и закачивания пара. В этом случае воздух впрыскивается в нефтяные пласты и часть нефти воспламеняется - образуется зона горения. Эта зона горения поможет снизить вязкость сырой нефти и протолкнуть ее в скважину.

Сейчас наша работа сосредоточена на изучении механизма горения нефти и методах улучшения процесса горения (снижение температуры воспламенения и стабилизация зоны горения) с использованием инициаторов и катализаторов. В то же время мы разработали несколько новых катализаторов, которые помогут улучшить качество нефти в залежах во время закачки воздуха и впрыска пара.