Цитируемые ученые: борьба с гриппом и алмазоподобные покрытия

| 533

Проект «Цитируемые ученые ТПУ» подводит итоги публикационной активности ученых Томского политехнического университета за октябрь. Самый высокоцитируемый соавтор статей ученых ТПУ имеет индекс Хирша 39, а самый высокорейтинговый журнал — импакт-фактор 5,651. 

Фото: yandex.ru/images

Исследовательская школа физики высокоэнергетических процессов

 

Научные коллективы Исследовательской школы физики высокоэнергетических процессов (ИШФВП) и научно-образовательного Центра И.Н. Бутакова Инженерной школы энергетики:

Отличия характеристик зажигания и горения перспективных водомасляных эмульсий и органоводоугольных суспензий

Журнал: Fuel Processing Technology, (Q1, ИФ 3,956)

Авторы: Гений Кузнецов, главный научный сотрудник научно-образовательного Центра И.Н. Бутакова Инженерной школы энергетики, Павел Стрижак, профессор Исследовательской школы физики высокоэнергетических процессов (ИШФВП), Ксения Вершинина, старший преподаватель ИШФВП, Тимур Валиуллин, ассистент ИШФВП.

Перспективы утилизации твердых бытовых отходов путем сжигания в составе композитных топлив

Журнал: Journal of Cleaner Production, (Q1, ИФ 5,651)

Авторы: Дмитрий Глушков, доцент ИШФВП, Кристина Паушкина, студентка научно-образовательного Центра И.Н. Бутакова Инженерной школы энергетики, Дмитрий Шабардин, аспирант ИШФВП, Павел Стрижак, профессор ИШФВП.

Температурные следы аэрозолей воды, эмульсий, растворов и суспензий на ее основе при их движении во встречном потоке высокотемпературных газов

Журнал: Experimental Thermal and Fluid Science, (Q1, ИФ 3,204)

Авторы: Иван Войтков Иван, аспирант ИШФВП, Роман Волков, доцент ИШФВП, Ольга Лутошкина, преподаватель Учебно-научного центра «Организация и технологии высшего профессионального образования», Гений Кузнецов, главный научный сотрудник научно-образовательного Центра И.Н. Бутакова Инженерной школы энергетики.

Поля температуры и скорости парогазового потока в малой окрестности испаряющихся капель воды

Журнал: International Journal of Thermal Science, (Q1, ИФ 3,361)

Авторы: Роман Волков, доцент ИШФВП, Гений Кузнецов, главный научный сотрудник научно-образовательного Центра И.Н. Бутакова Инженерной школы энергетики, Павел Стрижак, профессор ИШФВП.

 

Инженерная школа ядерных технологий

 

Александр Гренадеров, Институт сильноточной электроники СО РАН, Андрей Соловьев, доцент научно-образовательного Центра Б.П. Вейнберга Инженерной школы ядерных технологий, Константин Оскомов, Институт сильноточной электроники СО РАН, Владимир Сыпченко, старший преподаватель отделения экспериментальной физики Инженерной школы ядерных технологий.

Влияние условий формирования на механические свойства a-C:H:SiOx пленок, полученных методом плазмо-химического осаждения

Журнал: Surface & Coatings Technology, (Q1, ИФ 2,906)

Актуальность исследования:

Пленки гидрогенизированного углерода легированного кремнем и кислородом (a-C:H:SiOx) представляют собой новый класс алмазоподобных покрытий и вызывают большой интерес у исследователей благодаря своим высоким механическим свойствам, хорошей оптической прозрачности в видимом и ближнем инфракрасном спектральных диапазонах, химической инертности и биосовместимости.

Главная особенность и оригинальность исследования:

Такие пленки обычно наносятся методом плазмохимического осаждения с использованием высокочастотного разряда. В данной работе a-C:H:SiOx пленки осаждались в несамостоятельном дуговом разряде с накальным катодом, где разряд питался постоянным током, а для изменения свойств получаемых пленок на подложку подавалось импульсное среднечастотное (~100 кГц) биполярное напряжение смещения.

Использование такого подхода имеет ряд преимуществ: меньшая стоимость источника электропитания, отсутствие необходимости в устройстве согласования источника питания с нагрузкой, отсутствие ограничений по мощности разряда и размеру обрабатываемых изделий.

Основные результаты исследования:

В работе были проведены подробные исследования твердости, модуля упругости, индекса пластичности и сопротивления пластической деформации полученных пленок. Показано, что физико-механические свойства пленок сильно зависят от условий их осаждения, а именно, давления рабочего газа и параметров напряжения смещения подложки и могут регулироваться в широком диапазоне.

Как и где результаты работы могут быть использованы на практике сейчас или в будущем?

Результаты работы уже нашли свое практическое применение. Например, a-C:H:SiOx пленки были нанесены на титановые элементы дисковых насосов для механической поддержки сердца, которые разрабатываются на Новосибирском предприятии НПК «Импульс-проект».

Исследования, проведенные совместно с медиками, показали, что нанесение пленки позволило снизить шероховатость и коэффициент трения деталей кардионасоса и, как следствие, травмирование форменных элементов крови.

Чем широкой общественности могут быть полезны результаты исследования?

Результаты исследований могут быть интересны представителям отечественной промышленности, которые заинтересованы в повышении износостойкости деталей различных механизмов, например, производителям автомобилей.

 

Исследовательская школа химических и биомедицинских технологий

 

Елена Милютина, аспирант Исследовательской школы химических и биомедицинских технологий (ИШХБТ), Ольга Гусельникова, инженер ИШХБТ, Валентина Марчук, Химико-технологический университет в Праге, Роман Елашников, Химико-технологический университет в Праге, Василий Бурцев, Химико-технологический университет в Праге, Павел Постников, доцент ИШХБТ, Вацлав Шворчик, Химико-технологический университет в Праге, Олексий Лютаков, научный сотрудник ИШХБТ, аспирант.

Коллоидная литография и газофазный отжиг: эффективный инструмент для контроля модификации поверхности

Журнал: Langmuir, (Q1, ИФ 3,789)

Актуальность исследования:

Коллоидная литография представляет собой простой и эффективный метод создания матрицы для последующего создания паттернов на поверхности, путем осаждения металлических наноструктур или органических структур. Однако этот метод значительно ограничен его способностью создавать только лимитированное число структур с однообразной геометрией и функциями симметрии

Особенность и оригинальность исследования:

Учеными был предложен альтернативный метод, основанный на отжиге упорядоченного слоя PS микросфер в парах различных растворителей, с последующей поверхностной модификацией арендиазоний тозилатами. Применение паровой обработки перед поверхностной модификацией позволяет эффективно контролировать площадь, занимаемую PS микросферами. После получения желаемой геометрии, пленки золота были электрохимически модифицированы солями диазония. Последующее удаление маски PS микросфер позволило подготовить четко определенные наноструктуры с контролируемыми поверхностными параметрами.

Как и где результаты работы могут быть использованы на практике сейчас или в будущем?

Стабильность привитых функциональных групп с определенной геометрией позволит создавать биосенсоры и химические датчики, молекулярную электронику.

Александр Тимин, научный сотрудник Исследовательской школы химических и биомедицинских технологий, Александра Бродская, Андрей Горшков, Альберт Муслимов, Андрей Бондаренко, Яна Забродская, Ирина Барановская, Евгения Ильинская, Елена Сакенберг, ФГПУ «НИИ гриппа им. А.А. Смородинцева» Минздрава России и др.

Ингибирование вируса гриппа А под действием микса миРНК, имеющих мишени в генах PA, NP и NS, доставляемых с помощью гибридных микроносителей

Журнал: Antiviral research, (Q1, ИФ 4,307)

Исследования ведутся в рамках грантов РНФ № 17-73-10023, РНФ № 15-15-00170.

Актуальность исследования:

Разработана не имеющая прямых аналогов противовирусная композиция для подавления экспрессии генов вируса гриппа А: PA, NP и NS, представляющая собой комбинацию из трех направленных на эти гены миРНК, инкапсулированных в гибридные полиэлектролитные микрокапсулы с поверхностью, модифицированной частицами SiO2.

Особенность и оригинальность исследования:

В рамках выполнения исследования впервые подобраны миРНК, направленные на «выключение» экспрессии генов ВГА, кодирующих белки NP, PA, PA-N155, PA-N182 и PA-X, и обладающие противовирусной активностью in vitro. Проведено сравнительное исследование эффективности внутриклеточной доставки и противогриппозного действия препаратов миРНК поликатионным носителем, липосомами и гибридными микрокапсулами. Продемонстрирована возможность успешного применения инкапсулированных терапевтических миРНК, направленных на подавление экспрессии нескольких генов ВГА, в опытах in vitro в отношении штаммов ВГА различных подтипов.

Основные результаты исследования:

Были разработаны 11 новых миРНК, ингибирующих консервативные и консенсусные последовательности в геноме вируса гриппа А, а именно на генах NS, PA и NP. Был проведен скрининг антивирусных свойств разработанных миРНК, с использованием Lipofectamine RNAiMAX (LFRNAiMAX) в качестве средства доставки и отобраны три миРНК — PA-1630, NP-717 и NS-777, обладающие наиболее выраженной вирус ингибирующей способностью.

Далее учеными была проведена физико-химическая охарактеризация гибридных органических микрокапсул с поверхностной SiO2 – оболочкой и их оценка в качестве средства внутриклеточной доставки миРНК. Было установлено миРНК локализуется и эффективно удерживается внутри капсул с максимальной емкостью загрузки 6,4 пМ/мкл siРНК, что значительно превышает емкость для поликатионных и липосомальных носителей.

Показано, что микрокапсулы эффективно защищают миРНК от деградации, что крайне важно для их использования в качестве средств доставки. Было показано также, что через 24 часа инкубации с клетками капсулы локализуются в цитоплазме абсолютного большинства (до 92 %) клеток, и эффективность внутриклеточной доставки миРНК с флуоресцентной меткой с помощью микрокапсул значительно превосходит эффективность доставки полиэтиленимином (на 70 %), Lipofectamine 2000 (на 45 %), Lipofectamine RNAiMAX (на 30 %).

Также было проведено сравнение подавление репродукции вируса гриппа in vitro после обработки клеток микрокапсулами, содержащими микс из трех миРНК и каждой по отдельности. Продемонстрировано общее снижение экспрессии вирусных мРНК, количественное уменьшение уровня вирусных целевых белков в клетках, а также снижение репродукции вируса и уменьшение титра вирусного потомства под действием «коктейля миРНК», превышающего аналогичное действие отдельных миРНК. Также показано, что профилактическая обработка клеток комбинацией из трех инкапсулированных миРНК вызывает сильный и специфический антивирусный эффект для вирусов гриппа А нескольких субтипов (H1N1, H5N2, H7N9), приводя к снижению титра вирусного потомства на 2-4 lg TCID50/мл.

Как и где результаты работы могут быть использованы на практике сейчас или в будущем?

Полученные результаты исследования противовирусного потенциала миРНК будут в дальнейшем использоваться для разработки фармакологической формы препарата на основе миРНК, предназначенного для профилактики и лечения вирусной инфекции, вызванной ВГА человека.

Предложенные подходы по эффективной внутриклеточной доставке миРНК с помощью гибридных микрокапсул, поверхность которых может быть при необходимости модифицирована с целью достижения большей биосовместимости, биодеградируемости, эффективности и таргетности доставки, будут также использованы при разработке новых фармацевтических препаратов различного действия.

Линь Ли, техник, аспирант ИШХБТ, Александр Ильин, профессор отделения естественных наук Школы базовой инженерной подготовки, Федор Губарев, доцент ИШХБТ, Андрей Мостовщиков, старший научный сотрудник Научно-исследовательской лаборатории СВЧ-технологии Инженерной школы ядерных технологий, М. Кленовский, Институт электронной физики Национальной академии наук Украины.

Исследование самораспространяющегося высокотемпературного синтеза нитрида алюминия с использованием лазерного монитора

Журнал: Ceramics International, (Q1, ИФ 3,057)

Актуальность исследования:

Быстропротекающие высокотемпературные процессы, такие как синтез нитрида алюминия, являются сложными объектами визуального контроля. Интенсивная фоновая засветка делает невозможным наблюдение поверхности образца в режиме реального времени, что необходимо для контроля горения с целью получения продуктов с заданными свойствами. В связи с этим, особый интерес представляет разработка методов и приборов для диагностики процессов высокотемпературного горения, и с их помощью получение новых данных о процессах.

Главная особенность и оригинальность исследования:

Для исследования процесса высокотемпературного горения нанопорошка алюминия использовался лазерный монитор на парах бромида меди. Оптическая система с усилением яркости позволили исключить фоновую засветку и обеспечить скоростную видеозапись изменения поверхности образца в режиме реального времени. Лазерный монитор позволил визуализировать изменения морфологии и изменение оптических свойств поверхности нанопорошка алюминия.

Основные результаты исследования:

С использованием лазерного монитора определены основные временные параметры горения нанопорошка алюминия в воздухе. Для облегчения обработки высокоскоростных видеозаписей предлагается анализ временной зависимости интенсивности выходного сигнала усилителя яркости. Показано, что выходной сигнал во времени отслеживает появление всех волн горения и описывает их динамику. Временная зависимость также отражает изменение коэффициента отражения продуктов горения. Это свойство нанопорошка алюминия было исследовано впервые.

Как и где результаты работы могут быть использованы на практике сейчас или в будущем?

Полученные в ходе работы результаты и навыки будут использованы для исследования нанопорошков и смесей, активированных СВЧ и рентгеновским излучением, а также для исследования пиротехнических смесей и твердого топлива.

Чем широкой общественности могут быть полезны результаты исследования?

Лазерный монитор совмещает в себе функции скоростной видеозаписи, низкоинтенсивного лазерного освещения и узкополосной фильтрации. Лазерный монитор может быть разработан под конкретную задачу скоростной визуализации. Объектами исследования могут быть процессы высокотемпературного синтеза материалов, горение жидкого, твердого и газообразного топлива, процессы плазменного напыления, газовые разряды и даже процессы в ядерном реакторе.