13 октября 2017
Александр Панев, магистрант кафедры биологии
Хронобиология - это достаточно молодая наука, которая стремительно развивается в последние 50 лет. Первые открытия сделаны ботаниками еще в 17 веке: Жан Жак де Моран наблюдал суточное движение листьев, а Карл Линней предложил биологические часы из разных видов растений, раскрывающих цветки в определенное время дня. В современном понятии как наука хронобиология сформировалась в 60-е годы. В этом году, Нобелевскую премию в области медицины получили хронобиологи из США Джеффри Холл, Майкл Росбаш и Майкл Янг, которые смогли объяснить механизмы циркадных биоритмов на молекулярном уровне.
На сегодняшний день биоритмы обнаружены на всех уровнях организации живой природы. Биоритмика – одно из наиболее общих свойств живых систем. Биоритмы признаны важнейшим механизмом регуляции функций организма, обеспечивающим гомеостаз, динамическое равновесие и процессы адаптации в биологических системах. Биоритмы, с одной стороны, имеют эндогенную природу и генетическую регуляцию, с другой, их осуществление тесно связано с модифицирующими факторами внешней среды, так называемыми датчиками времени, которые условно подразделяются на основные и дополнительные. Эта связь в основе единства организма со средой во многом определяет экологические закономерности. Однако процессы, происходящие в организме человека от некоторых внешних воздействий, остаются во многом неизученными. Положение современной биологии о временнóй организации живых систем, в том числе человека, является одним из основных принципов биологической организации. Развитие этих представлений очень важно для анализа патологических состояний живых систем. Хронофармакология – особое направление в медицине, которое заключается в применении лекарств с учетом зависимости их действия от фаз биологических ритмов функционирования организма и от состояния его временной организации, изменяющейся при развитии болезни. Закономерности биоритмов учитывают при профилактике, диагностике и лечении заболеваний.
Александр Панев на встрече со студентами и преподавателями института естественных наук
Перспективные направления хронобиологии, которыми занимаются ученые Коми научного Центра УрО РАН и СГУ им. Питирима Сорокина, включают исследования взаимосвязи биологических ритмов, показателей сна, нарушений сна, когнитивных способностей и пищевого поведения человека. Александр занимается разработкой программ для сбора и анализа данных, необходимых для проведения этих исследований. Уже разработаны три программы: Chronoint - программа сбора информации для оценки взаимосвязи хронотипа, показателей сна, сезонной депрессии и невербального интеллекта человека; Chronoint Family - программа сбора данных о родителях и их детях с целью определения уровня влияние биоритмов родителей на биоритмы детей, а также влияние на уровень невербального интеллекта детей; Chronoint Aged – программа для определения уровня невербального интеллекта, показателей сна и хронотипа у пожилых граждан и определения изменений хронотипа с возрастом. Под каждую программу также был разработан сайт для сбора данных дистанционно, в том числе с мобильных устройств. В разработке находится программа для изучения влияния показателей сна на пищевое поведение и пищевую зависимость человека на Севере.
На основе сбора собственной базы анкет людей разного возраста удалось провести многофакторный анализ с учетом влияние хронотипа, характеристик сна (качество сна, продолжительность, инерция и др.), десинхроноза, невербального интеллекта. В результате было выявлено, что лица с поздним хронотипом имеют более высокий интеллект, но сильнее подвержены негативному влиянию социального джетлага на последний. Лица с ранним хронотипом имеют более низкий уровень невербального интеллекта. Эти результаты позволили разрешить конфликт прошлых работ в этой теме: научные работы о взаимосвязи когнитивных способностей человека и хронотипа, проведенные различными ученными из разных стран, давали кардинально разные результаты, которые во многом противоречили друг другу. Также в ходе исследований учеными Сыктывкара было показано, что высокий уровень социального джетлага способствует торможению ощущения насыщения от пищи, что может активно использоваться в диетологии.
В этом году Александр Панев принял участие в работе XV Международного конгресса хронобиологического общества (г. Амстердам) с докладом о влиянии хронотипа и десинхроноза на интеллект. Также Александр является автором и соавтором нескольких статей в зарубежных научных журналах, входящих в библиографическую базу данных Scopus.
Вторым докладчиком выступил студент второго курса бакалавриата кафедры химии Филипп Лёгкий, со школы занимающийся научными исследованиями и получивший в этом году грант по программе УМНИК. Его научные исследования связаны с разработкой полимерного композиционного материала на основе поливинилового спирта, содержащего нанопроизводные целлюлозы для 3D печати. Работы проводятся под руководством кандидата химических наук П.А. Ситникова на базе Института химии Коми НЦ УрО РАН.
Студенты студентам о науке: интересно и нескучно!
В институте естественных наук в рамках Фестиваля наук 12 октября состоялась встреча студентов и преподавателей с исследователями-студентами института, которые несмотря на очень молодой возраст на высоком научном уровне ведут свою научно-исследовательскую деятельность в рамках реализации стратегического проекта «Долголетие и качество жизни на Севере» Программы опорного вуза. Подобные мероприятия позволяют студентам и преподавателям разных кафедр института лучше познакомится с ведущими научными разработками наших студентов, а также привлечь внимание студентов младших курсов к научно-исследовательской работе.
Панев Александр, магистрант второго курса кафедры биологии, получатель Стипендии Президента РФ и Правительства РФ, рассказал о хронобиологии – науке, изучающей биоритмы, их образование, разновидности и влияние на живой организм.
Александр Панев, магистрант кафедры биологии
Хронобиология - это достаточно молодая наука, которая стремительно развивается в последние 50 лет. Первые открытия сделаны ботаниками еще в 17 веке: Жан Жак де Моран наблюдал суточное движение листьев, а Карл Линней предложил биологические часы из разных видов растений, раскрывающих цветки в определенное время дня. В современном понятии как наука хронобиология сформировалась в 60-е годы. В этом году, Нобелевскую премию в области медицины получили хронобиологи из США Джеффри Холл, Майкл Росбаш и Майкл Янг, которые смогли объяснить механизмы циркадных биоритмов на молекулярном уровне.
На сегодняшний день биоритмы обнаружены на всех уровнях организации живой природы. Биоритмика – одно из наиболее общих свойств живых систем. Биоритмы признаны важнейшим механизмом регуляции функций организма, обеспечивающим гомеостаз, динамическое равновесие и процессы адаптации в биологических системах. Биоритмы, с одной стороны, имеют эндогенную природу и генетическую регуляцию, с другой, их осуществление тесно связано с модифицирующими факторами внешней среды, так называемыми датчиками времени, которые условно подразделяются на основные и дополнительные. Эта связь в основе единства организма со средой во многом определяет экологические закономерности. Однако процессы, происходящие в организме человека от некоторых внешних воздействий, остаются во многом неизученными. Положение современной биологии о временнóй организации живых систем, в том числе человека, является одним из основных принципов биологической организации. Развитие этих представлений очень важно для анализа патологических состояний живых систем. Хронофармакология – особое направление в медицине, которое заключается в применении лекарств с учетом зависимости их действия от фаз биологических ритмов функционирования организма и от состояния его временной организации, изменяющейся при развитии болезни. Закономерности биоритмов учитывают при профилактике, диагностике и лечении заболеваний.
Александр Панев на встрече со студентами и преподавателями института естественных наук
Перспективные направления хронобиологии, которыми занимаются ученые Коми научного Центра УрО РАН и СГУ им. Питирима Сорокина, включают исследования взаимосвязи биологических ритмов, показателей сна, нарушений сна, когнитивных способностей и пищевого поведения человека. Александр занимается разработкой программ для сбора и анализа данных, необходимых для проведения этих исследований. Уже разработаны три программы: Chronoint - программа сбора информации для оценки взаимосвязи хронотипа, показателей сна, сезонной депрессии и невербального интеллекта человека; Chronoint Family - программа сбора данных о родителях и их детях с целью определения уровня влияние биоритмов родителей на биоритмы детей, а также влияние на уровень невербального интеллекта детей; Chronoint Aged – программа для определения уровня невербального интеллекта, показателей сна и хронотипа у пожилых граждан и определения изменений хронотипа с возрастом. Под каждую программу также был разработан сайт для сбора данных дистанционно, в том числе с мобильных устройств. В разработке находится программа для изучения влияния показателей сна на пищевое поведение и пищевую зависимость человека на Севере.
На основе сбора собственной базы анкет людей разного возраста удалось провести многофакторный анализ с учетом влияние хронотипа, характеристик сна (качество сна, продолжительность, инерция и др.), десинхроноза, невербального интеллекта. В результате было выявлено, что лица с поздним хронотипом имеют более высокий интеллект, но сильнее подвержены негативному влиянию социального джетлага на последний. Лица с ранним хронотипом имеют более низкий уровень невербального интеллекта. Эти результаты позволили разрешить конфликт прошлых работ в этой теме: научные работы о взаимосвязи когнитивных способностей человека и хронотипа, проведенные различными ученными из разных стран, давали кардинально разные результаты, которые во многом противоречили друг другу. Также в ходе исследований учеными Сыктывкара было показано, что высокий уровень социального джетлага способствует торможению ощущения насыщения от пищи, что может активно использоваться в диетологии.
В этом году Александр Панев принял участие в работе XV Международного конгресса хронобиологического общества (г. Амстердам) с докладом о влиянии хронотипа и десинхроноза на интеллект. Также Александр является автором и соавтором нескольких статей в зарубежных научных журналах, входящих в библиографическую базу данных Scopus.
А. Панев на Международном конгрессе хронобиологического общества в г. Амстердаме (август 2017 г.) с коллегами из Коми научного центра УрО РАН д.б.н. М.Ф. Борисенковым и выпускником кафедры биологии СГУ им. Питирима Сорокина А. Полугрудовым
Вторым докладчиком выступил студент второго курса бакалавриата кафедры химии Филипп Лёгкий, со школы занимающийся научными исследованиями и получивший в этом году грант по программе УМНИК. Его научные исследования связаны с разработкой полимерного композиционного материала на основе поливинилового спирта, содержащего нанопроизводные целлюлозы для 3D печати. Работы проводятся под руководством кандидата химических наук П.А. Ситникова на базе Института химии Коми НЦ УрО РАН.
Филипп Лёгкий на встрече со студентами и преподавателями института естественных наук
В настоящее время интенсивно разрабатываются композитные материалы с включениями наноразмерных частиц. Включения наночастиц повышает физико-механические свойства материалов, расширяя области их применения и изменяя качественные характеристики. Поливиниловый спирт – это материал с уникальными свойствами, нетоксичный и гипоаллергенный. Механические свойства поливинилового спирта достаточно интересны: при низкой влажности пластик обладает высокой прочностью на разрыв, при повышении влажности уменьшается прочность, но возрастает эластичность, температура экструзии* составляет 160-170°C. Это позволяет использовать поливиниловый спирт в 3D-принтерах, предназначенных для печати ABS и PLA-пластиками. Главной особенностью поливинилового спирта является его водорастворимость. 3D-принтеры, оснащенные двойными экструдерами, имеют возможность печати моделей с опорными структурами из поливинилового спирта. По завершении печати опоры могут быть растворены в воде, оставляя готовую модель, не требующую механической или химической обработки неровностей. Аналогично, поливиниловый спирт можно применять для создания водорастворимых мастер-моделей для литейных форм и самих литейных форм.
В настоящее время интенсивно разрабатываются композитные материалы с включениями наноразмерных частиц. Включения наночастиц повышает физико-механические свойства материалов, расширяя области их применения и изменяя качественные характеристики. Поливиниловый спирт – это материал с уникальными свойствами, нетоксичный и гипоаллергенный. Механические свойства поливинилового спирта достаточно интересны: при низкой влажности пластик обладает высокой прочностью на разрыв, при повышении влажности уменьшается прочность, но возрастает эластичность, температура экструзии* составляет 160-170°C. Это позволяет использовать поливиниловый спирт в 3D-принтерах, предназначенных для печати ABS и PLA-пластиками. Главной особенностью поливинилового спирта является его водорастворимость. 3D-принтеры, оснащенные двойными экструдерами, имеют возможность печати моделей с опорными структурами из поливинилового спирта. По завершении печати опоры могут быть растворены в воде, оставляя готовую модель, не требующую механической или химической обработки неровностей. Аналогично, поливиниловый спирт можно применять для создания водорастворимых мастер-моделей для литейных форм и самих литейных форм.
В лаборатории
Рынок 3D-печати, несмотря на своё стремительное развитие, всё ещё находится в зачаточном состоянии. По данным IDTechEx к 2025 году рынок расходных материалов для 3D печати достигнет 8 млрд. долларов. По данным аналитиков компании Canalys в 2013 году объём рынка 3D-печати составлял 2,5 млрд. долл. США, к концу текущего года прогнозируется его рост до 13 млрд. долл. США, а к 2018 году он достигнет 16,2 млрд. долл. США. Таким образом, за 2013-2018 гг. рынок трёхмерной печати вырастет в 6,5 раз, а его среднегодовой прирост составит 130 %. По мнению аналитиков, в ближайшие годы 3D-принтинг перекочует из производственных цехов и дизайнерских бюро в самые обычные дома и квартиры. Ожидается, что технология трёхмерной печати откроет для пользователей целый ряд возможностей в быту и более сложных сферах, таких как медицина и архитектура. Средняя цена готового изделия (в виде нитей или гранул) из поливинилового спирта европейского качества (Нидерланды) составляет 7 тыс. руб. за кг, цены на PVA от китайских производителей варьируют от 5 тыс. руб за кг. до 6,2 тыс. руб. кг. Сегодня доля России в мировом рынке расходных материалов (полимеров) для 3D-принтинга составляет около 3% или в денежном эквиваленте 4 млрд руб. Доля рынка PVA-пластика составляет около 195 млн. рублей. Российские производители поливинилового спирта как расходников для 3D-печати не выявлены.
Разработки сыктывкарских химиков позволят существенно расширить номенклатуру областей применения материалов на основе поливинилового спирта в быстрорастущей индустрии 3D печати. Прежде всего для создания нетоксичных изделий с возможностью быстрой и безопасной утилизации и переработки. Планируется расширение существующих областей применения за счет возможности использовать композиты в качестве биотары для пищевой промышленности, изделий со сложной геометрической формой, покрытий в медицине, бытовых изделий, контактирующих с людьми. Возможно нанесение плёнок и покрытий для создания слоя оксидов (алюминия, титана), отличающихся высокой прочностью, с развитой поверхностью, которые востребованы для создания фильтров, катализаторов, медицинских покрытий, систем очистки воды. В производстве нанокристаллической целлюлозы планируется использовать местное сырьё, производимое на Сыктывкарском ЛПК.
Рынок 3D-печати, несмотря на своё стремительное развитие, всё ещё находится в зачаточном состоянии. По данным IDTechEx к 2025 году рынок расходных материалов для 3D печати достигнет 8 млрд. долларов. По данным аналитиков компании Canalys в 2013 году объём рынка 3D-печати составлял 2,5 млрд. долл. США, к концу текущего года прогнозируется его рост до 13 млрд. долл. США, а к 2018 году он достигнет 16,2 млрд. долл. США. Таким образом, за 2013-2018 гг. рынок трёхмерной печати вырастет в 6,5 раз, а его среднегодовой прирост составит 130 %. По мнению аналитиков, в ближайшие годы 3D-принтинг перекочует из производственных цехов и дизайнерских бюро в самые обычные дома и квартиры. Ожидается, что технология трёхмерной печати откроет для пользователей целый ряд возможностей в быту и более сложных сферах, таких как медицина и архитектура. Средняя цена готового изделия (в виде нитей или гранул) из поливинилового спирта европейского качества (Нидерланды) составляет 7 тыс. руб. за кг, цены на PVA от китайских производителей варьируют от 5 тыс. руб за кг. до 6,2 тыс. руб. кг. Сегодня доля России в мировом рынке расходных материалов (полимеров) для 3D-принтинга составляет около 3% или в денежном эквиваленте 4 млрд руб. Доля рынка PVA-пластика составляет около 195 млн. рублей. Российские производители поливинилового спирта как расходников для 3D-печати не выявлены.
Разработки сыктывкарских химиков позволят существенно расширить номенклатуру областей применения материалов на основе поливинилового спирта в быстрорастущей индустрии 3D печати. Прежде всего для создания нетоксичных изделий с возможностью быстрой и безопасной утилизации и переработки. Планируется расширение существующих областей применения за счет возможности использовать композиты в качестве биотары для пищевой промышленности, изделий со сложной геометрической формой, покрытий в медицине, бытовых изделий, контактирующих с людьми. Возможно нанесение плёнок и покрытий для создания слоя оксидов (алюминия, титана), отличающихся высокой прочностью, с развитой поверхностью, которые востребованы для создания фильтров, катализаторов, медицинских покрытий, систем очистки воды. В производстве нанокристаллической целлюлозы планируется использовать местное сырьё, производимое на Сыктывкарском ЛПК.
Филипп Лёгкий в лаборатории
***
***
Экструзия (от позднелат. extrusio – выталкивание) – это технология получения изделий путём продавливания вязкого расплава материала или густой пасты через формующее отверстие.