Школьники из Кемеровской области – Кузбасса на программе «Сириус.Лето: начни свой проект» создали сорбент для ликвидации нефтяных разливов, помогли врачам провести кардиологические исследования и придумали новый способ получения наночастиц платины. Региональный координатор программы – Кузбасский центр по работе с одаренными детьми.
Рассказываем о самых интересных проектах и напоминаем, что до 31 августа школьники 7–11 классов из всех регионов России могут зарегистрироваться для участия в программе и работать над реальными задачами для науки и промышленности.
Магнетит для сбора нефти
Восьмиклассница Арина Сучилина из школы №15 города Кемерова и девятиклассник Владислав Крель из Губернаторского многопрофильного лицея-интерната города Кемерова вместе с наставниками, студентами и преподавателем Кузбасского государственного технического университета имени Т.Ф. Горбачева, разработали технологию сбора нефтепродуктов с поверхности воды. Ее можно будет использовать при ликвидации разливов нефти, – например, в Арктике.
Суть технологии в использовании сорбента – материала, который способен поглощать из внешней среды определенные вещества. В его основе магнетит (оксид железа), опилки, угольная пыль и активный ил, который остается после биологической очистки сточных вод. Главное отличие состава сорбента от аналогов – магнетит, который ребята получают из золы.
«Это вещество позволяет с помощью магнита перемещать сорбент по воде. Например, мы пробурили две скважины во льду на определенном расстоянии. Между ними подо льдом находится нефть. В одну скважину опускаем нефтесорбент, а в другую – магнит. Он притягивает сорбент, который по пути впитывает нефть, а затем легко собирается с поверхности воды», – объяснила наставник проекта Лилия Соловьева, студентка института химических и нефтегазовых технологий Кузбасского государственного технического университета.
Сорбент, придуманный кемеровчанами, гранулируется в специальном аппарате при высоких температурах. Прочность гранул на сжатие в два раза выше, чем у сорбентов других видов, а значит, меньше риск повредить их при транспортировке.
«У нашей технологии еще несколько преимуществ по сравнению с аналогами, – говорит участник проекта Владислав Крель. – Во-первых, это утилизация отходов угольной и деревообрабатывающей промышленности и активного ила, который в настоящее время хранится на полигонах и нигде не используется. Во-вторых, впитанную сорбентом нефть можно выделить и отправить на переработку, а сорбент использовать повторно».
Школьники продолжают совершенствовать разработку, продумывают технологию регенерации, то есть очистки сорбентов.
Жизнь после операции на сердце
Как влияет предиабет, сахарный диабет и другие факторы на отдаленные результаты операции коронарного шунтирования и качество жизни пациентов, выяснили старшеклассники Сатеник Петросян из кемеровской школы №14 и Федор Фокин из школы №8 города Топки.
По заданию Научно-исследовательского института комплексных проблем сердечно-сосудистых заболеваний в Кемерове ребята опросили людей, которым 3–5 лет назад сделали операцию на сердце. До операции этих же пациентов врачи обследовали на выявление сахарного диабета и предиабета.
Школьники и их наставники – студенты Кемеровского государственного и медицинского университетов – выясняли у респондентов, были ли у них за это время инсульты, инфаркты, операции, госпитализации по поводу сердечной недостаточности. Спрашивали, принимает ли пациент назначенные лекарственные препараты, как он чувствует себя в целом.
«Результаты этой работы будут статистически обработаны. Ученые и врачи смогут выявлять предрасположенность к заболеваниям сердечно-сосудистой системы на более ранних этапах и предотвращать их», – рассказал наставник проекта Максим Носков, магистрант института биологии, экологии и природных ресурсов Кемеровского государственного университета.
Такое масштабное обследование пациентов на выявление скрытого диабета и предиабета в связи с результатами операции на сердце в России ранее не проводилось. Информация о первых итогах исследования российских школьников принята к докладам на английском языке – на Европейском диабетологическом конгрессе (EASD, 2021) и на Европейском конгрессе кардиологов (ESC, 2021) которые пройдут осенью этого года.
Дождаться трансплантации
Пациенты, которым требуется пересадка сердца, часто ждут операции неопределенный срок. На шансы пациента дожить до трансплантации влияет множество факторов, в том числе сила мышечного каркаса и функциональное состояние организма.
Обследовать больных, ожидающих пересадки сердца, помогли восьмиклассница Городского классического лицея Мария Волкова и девятиклассник школы №78 Егор Метелкин. В течение учебного года школьники вместе с научным руководителем –– кардиологом Научно-исследовательского института комплексных проблем сердечно-сосудистых заболеваний Павлом Олейником – определяли пределы силу и выносливость скелетных мышц у пациентов кардиологического отделения, которым требуется трансплантация. Под наблюдением у них была и контрольная группа относительно здоровых людей.
Полученные данные говорят, что чем дольше пациент ожидает трансплантации, тем больше нарастает мышечная слабость. Результаты исследования уже доступны для составления плана операций по трансплантации сердца. Лечащий врач может заранее оценить риски оперативного вмешательства и скорректировать предоперационный период.
Платина против рака кожи
Старшеклассники из кемеровской школы «Шанс» Макар Тришкин, Максим Салмин и Максим Воробьев придумали новый способ получения наночастиц платины, которые могут использоваться как в электронике, так и в биомедицине. Ребята открыли простую, быструю и экономичную технологию, подробности которой пока не разглашаются для сохранения научной новизны и авторства.
Наночастицы платины могут использоваться как «транспорт», с помощью которого нужное лекарство доставляется к очагу воспаления в организме. Например, с их помощью лечат онкологические заболевания кожи. Аппликации с лекарством и наночастицами платины наносят на пораженный участок кожи, затем нагревают его лазером. Частицы платины воздействуют на кожу, пораженные участки нейтрализуются, а другие ткани организма остаются нетронутыми. По сравнению с рентгеновским излучением этот метод лечения более безопасен.
Юные исследователи продолжают работу над проектом, будут изучать воздействие лазерного излучения на полученные наночастицы.
Справочно:
Программа «Сириус.Лето: начни свой проект» создана Образовательным центром «Сириус» в 2020 году для вовлечения молодежи в научно-исследовательскую работу и технологические проекты. В ней участвуют школьники 7-11 классов, а также студенты до 18 лет, получающие среднее специальное образование. После регистрации юные участники выбирают инженерный, исследовательский или IT-проект.
Задачи, предложенные индустриальными компаниями и научными институтами, соответствуют приоритетам Стратегии научно-технологического развития России: цифровые технологии и искусственный интеллект, экологически чистая и ресурсосберегающая энергетика, персонализированная медицина и высокотехнологичное здравоохранение, рациональное агро- и аквахозяйство, эффективное взаимодействие человека, природы и технологий. С каждой исследовательской командой работают наставники – старшекурсники и аспиранты российских вузов.
Коллективы развивают проекты в течение учебного года, а затем могут представить результаты на всероссийских и международных конкурсах. Лучшие решения партнеры программы внедряют в производство.
