Как попытка изучить древних хазар обернулась изобретением супер-антисептика? Когда же мы начнём заправлять телефоны и машины водородом? Как можно «упаковать» лекарство и доставить его к «больному» месту? На эти и другие вопросы ответили эксперты научно-популярного ток-шоу «Разберём на атомы: прикладные исследования», которое состоялось 19 февраля в Информационном центре по атомной энергии (ИЦАЭ) Ростова-на-Дону в рамках еженедельного проекта «ИЦАЭ OPEN».

Гостями вечера стали молодые ростовские учёные, которые в формате открытого диалога поведали жителям города о том, как лабораторные разработки помогают решать прикладные задачи в медицине, энергетике и генетике.

О применении микрофлюидных технологий для создания лекарств рассказал Назар Чубков, лаборант‑исследователь Международного исследовательского института интеллектуальных материалов Южного федерального университета.

Он показал, почему в ряде случаев «просто выпить таблетку» оказывается недостаточно: низкая растворимость действующих веществ, токсичность некоторых противоопухолевых молекул, интенсивный метаболизм в печени с участием ферментов цитохрома P450 и требования парадигмы ADMET (параметры, которые определяют, как лекарство взаимодействует с организмом) ограничивают эффективность традиционных лекарственных форм.

Назар поделился новым методом липидных капсул, который позволяет «упаковывать» действующее вещество в устойчивую оболочку, обеспечивать его длительное хранение, контролируемое высвобождение и повышение доли препарата, достигающей целевой ткани. Для получения липидных капсул в институте развёрнута инфраструктура полного цикла — от собственных микрофлюидных насосов и чипов сложной геометрии до программного обеспечения с элементами искусственного интеллекта и экспериментов на синхротронных установках.​

С темой, посвящённой перспективам водородной энергетики и разработке материалов для топливных элементов, выступила Юлия Баян, аспирант, младший научный сотрудник Химического факультета ЮФУ. Она объяснила, что водородная энергетика относится к альтернативным источникам энергии и ориентирована на снижение выбросов в атмосферу и достижение углеродной нейтральности, а ключевым элементом этой отрасли являются топливные элементы, применяемые в общественном и легковом транспорте, дронах и портативных источниках питания. Особое внимание было уделено проектам водородных автобусов (водоробусов), над которыми уже работают отечественные машиностроительные компании, что рассматривается как важный шаг к внедрению водородных технологий в повседневную жизнь.

Разъясняя базовые принципы работы топливного элемента, Юлия описала мембранно‑электродный блок, в котором множество последовательно соединённых топливных элементов обеспечивает генерацию электрического тока за счёт окисления водорода на аноде и восстановления кислорода на катоде с образованием воды как основного побочного продукта. Она подчеркнула, что для экологического эффекта важно не только отсутствие вредных выбросов при работе устройства, но и «чистота» самого водорода, зависящая от способа его получения. В этом контексте была представлена классификация водорода по «цветам» — от коричневого и серого, производимых из ископаемого топлива с высоким углеродным следом, до зелёного водорода, получаемого электролизом воды при использовании энергии возобновляемых источников или атомных электростанций. Зелёный водород является приоритетным для топливных элементов, несмотря на более высокую стоимость его производства.

Отдельный блок выступления был посвящён исследованиям лаборатории, в которой работает спикер, где уже более 17 лет разрабатываются катализаторы для водородных топливных элементов на основе наночастиц платины и её сплавов, нанесённых на углеродные носители.

Завершила ток-шоу Ольга Арамова, кандидат биологических наук, научный сотрудник ЮНЦ РАН, генетик и автор Telegram-канала «Генотип», чьи работы по удалению посторонней ДНК из древних образцов легли в основу запатентованного антисептического раствора. Она рассказала, с какими сложностями сталкиваются палеогенетики и криминалисты, когда древняя или деградированная ДНК перекрывается более «громким» сигналом современных загрязнений от людей, микроорганизмов и плесени, и как новый химический состав позволяет разрушать клетки‑контаминанты и их генетический материал, практически не затрагивая спрятанную в костной матрице аутентичную ДНК.

В ходе работы раствор показал свойства высокоэффективного антисептика: он разрушает клеточные оболочки патогенов и уничтожает их генетический материал, превосходя по результатам испытаний ряд существующих средств. С его помощью Ольге удалось получить аутентичную ДНК древних народов юга России и уточнить данные об их происхождении и смешении, а сама разработка уже используется в исследованиях российских и зарубежных учёных.

«Было очень интересно послушать ростовских учёных и узнать, чем же они занимаются в своих лабораториях. Спасибо, что поднимаете такие важные темы и просвещаете жителей города!» — поделилась впечатлением от мероприятия студентка ДГТУ Анна Грибова.

Каждый четверг ИЦАЭ Ростова-на-Дону работает в формате открытой площадки для любителей науки всех возрастов. В этот день гостей центра ждут познавательные мастер-классы, интеллектуальные и подвижные игры, встречи с научными экспертами и научно-популярные ток-шоу.