Спасают жизни и экологию: крутые научные изобретения кузбасских школьников, которыми вы будете гордиться

Кузбасские школьники за это лето сумели провести несколько важных научных исследований и создать несколько жизненно необходимых изобретений. Они работали со своими наставниками в образовательном центре «Сириус». Там была создана специальная летняя программа для учеников 7–11-х классов и для студентов до 18 лет. Каждый из них мог выбрать 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, — рассказали NGS42.RU в «Сириусе».

Что интересно: научные труды школьников не пропадают даром. Партнеры «Сириуса» изучают лучшие проекты и внедряют их в производство.

Рассказываем, какие крутые научные изобретения успели создать кузбасские школьники за это лето и какие провели исследования.

Магнетит для сбора нефти

Кемеровчанка Арина Сучилина учится в 8-м классе школы № 15. Ее напарник Владислав Крель — в 9-м классе Губернаторского многопрофильного лицея-интерната. Их наставниками стали студенты и преподаватели КузГТУ. Школьники смогли разработать 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 Сучилина и Крель 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 студентка института химических и нефтегазовых технологий КузГТУ Лилия Соловьева.

Этот сорбент гранулируется в специальном аппарате при высоких температурах. Прочность гранул на сжатие в два раза выше, чем у сорбентов других видов. Это значит, что риск повредить их при транспортировке намного меньше.

— У нашей технологии еще несколько преимуществ по сравнению с аналогами. 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, — объяснил Владислав Крель.

Школьники продолжают совершенствовать разработку, продумывают технологию регенерации, то есть очистки сорбентов.

Платина против рака кожи

Это изобретение — дело рук Макара Тришкина, Максима Салмина и Максима Воробьева. Все они учатся в старших классах кемеровской школы «Шанс». Они придумали новый способ получения наночастиц платины, которые могут использоваться как в электронике, так и в биомедицине. Школьники открыли простую, быструю и экономичную технологию. Правда, подробности пока разглашать нельзя, чтобы сохранить научную новизну и авторство.

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 безопасный.

Школьники продолжают работать над проектом. Им предстоит изучить воздействие лазерного излучения на полученные наночастицы.

Жизнь после операции на сердце

Старшеклассники Сатеник Петросян из кемеровской школы № 14 и Фёдор Фокин из школы № 8 города Топки провели важное для медицины исследование. Они выяснили, как влияет предиабет, сахарный диабет и другие факторы на отдаленные результаты операции коронарного шунтирования и качество жизни пациентов. Наставниками в данном случае стали студенты Кемеровского государственного и медицинского университетов.

Петросян и Фокин 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 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, — объяснил наставник проекта Максим Носков.

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

Как рассказывают в «Сириусе», пациенты, которым требуется пересадка сердца, часто ждут операции неопределенный срок. Дождутся они или нет, зависит от многих факторов. В том числе и от силы мышечного каркаса и функционального состояния организма. Как раз таки обследованием пациентов, которые ждут пересадку сердца, занялись восьмиклассница Городского классического лицея Мария Волкова и девятиклассник школы № 78 Егор Метелкин. Их наставником стал кардиолог Научно-исследовательского института комплексных проблем сердечно-сосудистых заболеваний Павел Олейник.

В течение учебного года школьники определяли предел силы и выносливости 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.

Напомним, ранее NGS42.RU рассказывал про кемеровских школьников Егора Петерса и Михаила Лузина. Они разработали автоматически затягивающийся медицинский жгут. Его использование не требует специальных навыков и расчетов — жгут оснащен умными датчиками, которые не дадут передержать его на травмированной конечности.

Умный жгут выглядит условно как тонометр с большим красным таймером. Таймер высчитывает по специальной формуле время, на которое необходимо наложить жгут на поврежденную конечность. По истечении этого времени он начинает пищать и мигать. А потом самостоятельно ослабляет жгут. Его могут использовать люди, у которых нет навыков оказания медицинской помощи. Поэтому в первую очередь жгут предназначен для использования в автомобильных аптечках и местах массового скопления людей. А врачам и спасателям эта разработка существенно сэкономит время на оказание помощи. Подробнее о школьниках и их разработке можно почитать здесь.