本期概覽:本期擇選7個來自俄羅斯企業、高等院校以及研究所的項目需求,涉及生物醫學設備、血液動力學、生物工程學、海洋科學及新材料等領域!
詳見下方資料
▼
·01·
無創血糖儀
項目信息
項目概況:該項目的獨特之處在于基于特殊開發算法的血液中葡萄糖的無創光譜測量,該算法考慮了各種可能的測量誤差。
無創性 - 不需要做手指穿刺來獲取數據
獲得結果的時間 - 最多20秒
可靠的數據結果
簡潔 - 設備重量小于180克
使用簡便 - 您只需要將手指固定在傳感器上,就可以得到結果
經濟 - 沒有額外的消耗材料
額外過濾水和黑色素
使用自定義LED燈管
抑制光譜學發展的主要技術問題是評估血糖,包括皮膚和許多其他組件.血管腔(例如:水,蛋白質,脂質,各種形式的血紅蛋白,黑色素)的存在。這部分應考慮對非線性模型的理解.無創血糖儀,由我們開發,考慮到這些不足,可以設計獨立的或USB連接的接口或與計算機的無線藍牙接口,智能手機,平板電腦和其他移動設備。
項目前景:根據世界衛生組織的測試條,刺血針等的每月費用.對于1型糖尿病患者(世界上所有糖尿病患者的10%)是7000-8000盧布(全世界平均130美元).對于2型糖尿病患者,每月的費用是2000盧布(大約每個世界40美元).因此,1型糖尿病患者為3648億盧布,2型糖尿病患者為6870億盧布??傁M市場是4.335萬億盧布。
機構信息
所屬機構:俄羅斯Brain Beat 公司
ООО ?Брейн Бит?
機構簡介:“Brain Beat”公司是一家由物理學家、醫生、程序員、工程師、數學家和設計師所組成的高科技企業,我們的團隊致力于提高人類生活質量。
公司開發高科技的生物醫學設備,主要項目是開發一種非侵入性的(不需要接受一滴血液或其他生物液體)血糖儀,以改善糖尿病患者的生活質量。
我們的主要目標是將我們的發展推向全球,這將減輕4億多人的痛苦并降低感染風險。
所需資源描述
擬合作方式:合資合作,共同開發市場,銷售產品。
Проект "Неинвазивный глюкометр"
382 миллиона человек в мире на 2014 год страдают сахарным диабетом по статистике Международной Федерации Диабета (IDF). Для контроля уровня сахара в крови, диабетик ежедневно прокалывает пальцы руки (и другие части тела) через боль и риск инфицирования от 2 до 8 раз. Для улучшения качества жизни больных сахарным диабетом необходимо создание неинвазивных глюкометров, т.е. глюкометров, для которых не требуется получение капли крови или иных биологических жидкостей.
В связи с этим представляют значительный интерес неинвазивные и недорогие устройства непрямого определения уровня сахара в крови.
На сегодняшний день в мире не существует общепризнанного серийно выпускаемого неинвазивного глюкометра.
Наиболее перспективным методом неинвазивной глюкометрии, как это отмечено на 61-ой ежегодной научной сессии Американской Диабетической Ассоциации, является спектральный, основанный на достижениях спектроскопии в ближнем инфракрасном диапазоне.
Главная технологическая проблема, которая сдерживает развитие оптической спектроскопии для оценки содержания глюкозы в крови, является наличие множества других компонент в коже и, в том числе, и в просвете сосудов (например: вода, протеины, липиды, различными формы гемоглобина, меланин). Все эти компоненты необходимо учитывать в общей модели и понимать ее нелинейность.
Уникальность проекта заключается в неинвазивном спектроскопическом измерении глюкозы в крови, на основе специально разработанных алгоритмов, учитывающих широкий спектр возможных погрешностей (обусловленных, в том числе и присутствием других компонент на значимых частотах) при измерении.
Новизна заключается в расчете глюкозы в крови на основе измерения излучения в оптической области спектра поглощения глюкозы на 3х диапазонах.
Фильтрация на спектрах поглощения воды и др.
Получения данных с фотосенсоров до нескольких десятков замеров в секунду.
Использование кастомных светодиодов.
Неинвазивный глюкометр, разработанный нами, может быть как автономным, так и связываемым по USB интерфейсу или беспроводному интерфейсу Bluetooth с компьютерами, смартфонами, планшетами и другими мобильными устройствами.
Неинвазивный глюкометр спроектирован таким образом, что будет иметь возможность самостоятельно, через определенные промежутки замерять концентрацию глюкозу в крови человека и через 3G/4G отправлять эти данные на разработанный нами сервер. Если с анализами что-то не в порядке, врач сам будет связываться с пациентом и давать ему рекомендации.
·02·
人機接口 “Optorhythmograph”
項目信息
項目概況:我們在近紅外光譜學的基礎上開發了人機接口。這是一種軟硬件結合的系統,旨在使用固定傳感器通過紅外和可見光譜區域中的光學位置掃描人的頭皮表面和大腦皮質上層,以進行生物反饋/ IMC訓練,從而“改善”人腦的血流。
所提出的方法是基于記錄來自研究的頭部表面的輻射特征,這些輻射特征反映了人腦相應部分的活動。一個人會在頭部的某些區域接收具有不同頻率的短低功率光脈沖。該光脈沖部分從表面反射,部分進入組織,在此開始消散和吸收。光子在組織的光學不均勻性上反復散射,并部分返回表面。光子進入組織的深度越深,其比例就越小。這些光子可以與光傳感器配準,我們可以及時研究釋放的光子的分布,從而恢復不同深度組織的光學(散射和吸收)特性。由于任何生物組織都不完全透明,因此光會被部分吸收。但是,吸收在軟組織中并不重要,并且分散部分相當大。這可以通過在黑暗的房間里用手掌上的激光點發光來說明:從手的背面可以看到光線通過了手掌,而在骨頭處會出現明顯的變暗現象,這表明光線很容易穿過幾厘米的軟組織。頭骨是一個更復雜的組織,但它也是半透明的,因為頭骨是多孔介質而不是固體屏障。很大一部分光子將被吸收,但是設備能夠記錄重要的反射成分。例如,毫瓦激光每秒產生約1016個光子。即使僅反射一萬億個光子,我們每秒也會得到1萬個光子,并且光電傳感器能夠記錄此數量。因此,可以確定人腦不同區域的活動。
讓我們描述一個簡單但真實的人類實驗?;颊邎绦幸粋€簡單的運動任務(將手指放在桌子上),然后在與大腦皮層的左運動區域相對的位置(控制右臂的運動)對面安裝一個帶有傳感器的光學發射器來嘗試觀察大腦此動作的表現。的確,在患者敲打左臂,右臂的手指或根本不敲打的情況與他是否患有某些腦功能障礙之間存在明顯的區別。實際上,對于可見的紅外和紫外線范圍的每個頻率,將計算節奏頻率,幅度,波形和形貌。假設每個這樣的“節奏”都對應于大腦的某種狀態,并且與某些大腦機制相關聯。
記錄眼視光節律的設備–眼視光描記器–具有4個或更多通道,并允許同時記錄許多血管區域的眼視光描記法(ORG)。通過將傳感器固定到頭部表面來記錄ORG。
ORG具有取決于患者年齡的功能,因此需要考慮到這一點。在調查過程中會使用特殊的功能測試,以區分功能更改和有機更改。我們計劃使用Stange測試(最大呼吸延遲),硝酸甘油測試(小劑量,舌下),頭部旋轉和身體姿勢變化。動脈壓的急劇變化將通過音調和脈搏充血水平的變化反映在ORG中,在分析曲線時也應將其考慮在內??茖W上的新穎之處在于記錄從人頭表面發出的光學范圍內的輻射,分析該輻射的拓撲以及每個光頻率處的相應節律。這使我們可以獲得人腦在其組織的各個層次上運作的方式的最完整的整體特征。實際的新穎之處在于注冊的流動性和快速性,以及注冊大腦功能狀態以評估機能障礙和病理狀態以及評估運動員適應能力的機會和信息的增加。此外,該方法將使專業選拔過程客觀化。另一應用是使用技術作為通過有意識地改變人的精神活動來控制計算機和電子通信設備的方法。以及增加登記大腦功能狀態的機會和信息,以評估功能障礙和病理狀況,以及評估運動員的適應能力。此外,該方法將使專業選拔過程客觀化。另一應用是使用技術作為通過有意識地改變人的精神活動來控制計算機和電子通信設備的方法。以及增加登記大腦功能狀態的機會和信息,以評估功能障礙和病理狀況,以及評估運動員的適應能力。此外,該方法將使專業選拔過程客觀化。另一應用是使用技術作為通過有意識地改變人的精神活動來控制計算機和電子通信設備的方法。
軟件和硬件復雜的設計是為了進行BOS/IMC訓練,以“改善”人類的血液流動,借助固定傳感器在光譜的紅外和可見光區域中通過光學定位來掃描人類頭皮的表面和大腦皮層的上層。結果表明,現代基礎上研究大腦活動的方法在某些情況下,紅外輻射(BII)可以替代傳統方法,如功能性MRI和PET?;贐II技術提供不通過其它方法定義的關于生理參數的信息(例如,在腦血管總血紅蛋白的氧合水平),并且具有快速(毫秒)模擬正常生理功能信號的特性。該設備的光學傳感器是小型設計,帶有寬帶光電二極管和IR LED,以有效記錄約1平方厘米面積的數據的方式布置,傳感器本身占據約6平方厘米面積。
項目前景:
臨床應用:神經外科??梢栽诠δ苌嫌成溥\動皮層,從而幫助神經外科醫生在大腦的重要功能區域中準確導航,以最高的準確性清除腫瘤,同時保留最重要的大腦區域。
癲癇學??梢詫⒐δ苷5拇竽X區域映射到中風的急性期,在恢復期間監視皮質區域的動態變化,從而可以規劃體積并評估治療結果。
神經內科–中風。將允許定義癲癇活動的焦點并創建用于外科手術干預的視圖。
治療。將生物反饋與該技術一起用于治療:注意力障礙(虛弱或活動過度),頭部受傷和抑郁(包括躁郁癥和季節性情緒障礙)。
在專屬行業中的應用:提供了一種新的專業選擇方法,將投影方法的優點結合起來并加以補充。眼瞼描記器基于對記錄的能量活動指標趨勢的分析,評估伴隨任務完成的情緒反應。這將可以選擇專屬行業人員進行測試,如能源、核能、石油和天然氣行業的運營商、運輸調度員、飛行人員、執法部門的雇員、各級管理人員。
在體育中的應用:可以使用該技術來確定運動員大腦的適應性和功能儲備。
計算機和創新技術:通過外部設備操,可以使用此設備代替計算機鼠標。
機構信息
所屬機構:俄羅斯Telebiomet 公司
ООО ?Телебиомет?
機構簡介:公司是一個由物理學家,醫生、程序員、工程師、數學家、管理人員和設計人員組成的團隊,宗旨是研究大腦原理、意識現象和改善人類生活質量。
為此,我們開發了旨在使用傳感器掃描光譜的近紅外區域中大腦皮層上層的設備,這些傳感器使我們能夠評估大腦血管中的氧氣和血紅蛋白的水平以及它們的動態特性和血液動力學,這些信息攜帶有關人的心理生理狀態的信息,各種意識狀態。
我們的主要任務是開發和實施此類技術,這些技術不僅使我們能夠高度可靠地評估健康狀況,而且還可以通過其他方式改善健康狀況:無需使用會引起內在和并發癥的物質,而是通過調動內部能量,精神和生理儲備。
所需資源描述
擬合作方式:合資合作,共同開發市場,銷售產品。
可提供的合作資源:研發、設計和生產團隊。
需提供的合作資源:資金、市場和銷售。
Нейрокомпьютерный интерфейс Опторитмограф
Суть предлагаемого подхода заключается в регистрации особенностей излучения с изучаемых поверхностей головы, отражающих активность соответствующих долей мозга человека.
Человеку на определенные области головы направляют короткие импульсы света небольшой мощности на различных частотах. Этот световой импульс частично отражается от поверхности, а частично заходит внутрь ткани и начинает там рассеиваться и поглощаться. Фотоны многократно рассеиваются на оптических неоднородностях ткани, при этом частично возвращаются обратно на поверхность. Причем чем глубже фотоны вошли внутрь ткани, тем позже - и тем меньшая их доля - выйдет наружу. Эти фотоны можно регистрировать фотодатчиком, изучить распределение вышедших фотонов по времени, и таким путем восстановить оптические (рассеивательные и поглощательные) свойства тканей на разной глубине.
Поскольку любая биологическая ткань не абсолютно прозрачна, свет будет частично поглощаться. Однако, в мягких тканях поглощение не критично, доля рассеяния достаточно велика. Можно оценить это на примере с лазерной указкой - если в темной комнате посветить ею на ладонь, то с тыльной стороны видно, что рука просвечивается, а на месте костей есть заметные затемнения. Т.е. несколько сантиметров мягкой ткани свет заметно проходит.
С черепом сложнее, но и его можно просветить насквозь, поскольку череп также не является сплошной перегородкой, а пористой средой. При этом значительная доля фотонов поглотится, но разрабатываемая аппаратура способна зарегистрировать значимую отраженную компоненту.
К примеру, милливаттный лазер дает порядка 1016 фотонов в секунду. При условии отражения всего одной триллионной доли фотонов, мы получим 10 тысяч фотонов в секунду, который способен зарегистрировать фотодатчик.
Таким образом, становится возможным определить активность различных зон мозга человека.
Приведем простой реальный эксперимент на человеке. Пациент выполняет простое моторное задание (стучит пальцем руки по столу), а оптический излучатель с датчиком, установленные напротив левой моторной области коры головного мозга (которая управляет движениями правой руки), пытаются увидеть мозговые проявления этого действия. И действительно, будут заметны четкие различия между случаями, когда пациент стучал пальцем левой руки, правой руки или вообще не стучал, а также имеются ли у него определенные дисфункции мозга.
На практике, для каждой частоты видимого, ИК и УФ диапазона будут рассчитаны частоты ритма, амплитуда, формы волны и топография.
Предполагается, что каждый такой ?ритм? соответствует некоторому определённому состоянию мозга и связан с определёнными церебральными механизмами.
Приборы для записи опторитмографии - опторитмографы — имеют 4 и более каналов и позволяют одновременно записывать опторитмограммы (ОРГ) соответствующего числа сосудистых областей. ОРГ регистрируют путем фиксирования датчиков на поверхность головы.
При этом принимаются во внимание особенности ОРГ, зависящие от возраста больных. При исследованиях применяют специальные функциональные пробы, которые дают возможность разграничить функциональные и органические изменения. Планируется использование пробы Штанге (максимальная задержка дыхания), проба нитроглицерина (в малых дозах, сублингвально), повороты головы, изменения положения тела. Остро возникающие сдвиги артериального давления будут отражаться на ОРГ изменением тонуса и уровнем пульсового кровенаполнения, что также будет учтено при анализе кривых.
Научная новизна заключается в регистрации излучения в оптическом диапазоне с поверхности головы человека, анализе топологии данного излучения, а также соответствующих ритмов на каждой из оптических частот.
Это позволяет получать наиболее полную интегральную характеристику функционирования мозга человека на различных уровнях организации.
Прикладная новизна заключается в мобильности и оперативности регистрации, а также увеличении возможностей и информативности при регистрации функциональных состояний мозга как для оценки дисфункций и патологий, так и для оценки адаптационных резервов спортсменов. Кроме того, методика позволит объективизировать процесс профессионального отбора. Еще одно из прикладных направлений заключается в использовании технологии в качестве метода управления компьютером и техническими средствами связи, путем осознанного изменения ментальной деятельности человека.
Клиническое применение: Нейрохирургия. Возможность функционального картирования моторной коры, что поможет нейрохирургу точно ориентироваться в функционально значимых областях мозга для того чтобы выполнить удаление опухоли с максимальной аккуратностью, сохранив при этом наиболее важные с функциональной точки зрения области мозга.
Эпилептология. ОРГ позволит картировать работающие области мозга в острую стадию инсульта, отслеживать динамические изменения областей коры в период восстановления, что позволяет планировать объем и оценивать результаты проводимой терапии.
Неврология – инсульты. ОРГ, возможно, позволит определять фокусы эпилептической активности и создавать карту для хирургического вмешательства.
Терапия. Использование БОС с помощью данной методики для терапии: расстройств внимания (дефицит/гиперактивность), травм головы, и депрессии (включая биполярную депрессию и сезонное эмоциональное расстройство).
Применение в профотборе: Реализация нового подхода для профотбора, сочетающего и дополняющего преимущества проективных методик исследования личности с оценкой эмоциональной реакции, сопровождающей выполнение заданий на основе анализа трендов показателей энергетической активности, фиксируемых опторитмографом. Это позволит проводить кадровый и профессиональный отбор претендентов на эксклюзивные виды профессий: операторов в энергетике, атомной и нефтегазовой сфере, диспетчеров на транспорте, лётный состав, сотрудников силовых структур, руководителей различного уровня.
Применение в спорте: Возможно использование технологии для определения адаптивных резервов и функциональных резервов мозга спортсмена.
Компьютерные и инновационные технологии: Управление внешними устройствами. В частности, можно использовать данный прибор вместо компьютерной мыши.
·03·
新高產、優質、抗倒伏抗病農作物品種
項目信息
項目概況:該項目旨在解決俄羅斯遠東地區農工綜合體的重點任務之一——實體經濟中引進新的具有競爭力、在更廣泛的土壤氣候條件下可實現高產、保證品質的農作物(大豆、馬鈴薯、水稻、谷類作物),以此保障居民的自產食品,以及對亞太地區國家(中國、韓國、日本)的出口。在聯邦國家科研預算機構《濱海農業濱海農業科學研究所》,推出了一系列的新高產農作物品種:大豆——穆斯松,土豆——斯馬克,水稻——多林內,春小麥——濱海39號,這些均已記入獲準在俄羅斯聯邦使用的育種成果國家目錄內。
大豆品種“穆斯松”—— 生長期120天,植株緊湊,高度100至115厘米,非定型生長。種子為黃色,帶有淺紋,橢圓形。顆粒中蛋白質含量為40-41%,油為20%,重量為1000粒200克,產量為3.0-3.5噸/公頃。具有抗倒伏、抗條斑病、葉白斑病、露菌病的特點(圖片1)。
馬鈴薯品種“斯馬克”——生長期110-120天,植株緊湊,中等高度。塊莖為黃色,橢圓形。外皮光滑,芽眼深,肉色為黃色。商品塊莖重135-160克。淀粉含量14-17%,干物質含量21-25%,維生素C為7-9毫克/100克,商品率達88-95%。產量為27-43噸/公頃??柜R鈴薯癌腫病、抗黑痣病、抗黑星病,對馬鈴薯晚疫病具有中度抗性,對病毒病具有田間抗性(圖片2)。
水稻品種“多林內”——生長期92-100天,矮桿,株高73-75厘米,穗長14-16厘米,穗的籽粒數85-91個,穗密度5.5,主穗的產量為4.0克。半長粒狀顆粒,中等大小,重量為每1000粒30.4克,粒度指數2.2,透明度97%,皮殼率16.9%,出粒量72%,蛋白質含量為8.2%,產量為6.0噸/公頃。它具有抗落粒、抗倒伏和稻瘟病的特點(圖片3)。
春小麥“濱海39號”——生長期93-95天,株高83-104厘米。穗呈白色,無芒,棱形,平均長度7-10厘米,平均密度18-20穗。麥粒為紅色,圓形,透明,麥粒腹溝中等,每1000粒重30-34克。麥粒中蛋白質含量為13.0-15.9%,谷蛋白含量為36%,筋力為300-380(面筋拉力測定儀單位),總體烘烤性評估為4.1分。平均產量為3.5-4.0噸/公頃,產量也可能達到4.5-5.0噸/公頃,可抗黑穗病,對小麥桿銹病和葉銹病、赤霉病具有中等抗性(圖片4)。
項目前景:
應用領域:農業、生物資源庫、育種、遺傳學和生物工程學。
機構信息
所屬機構:聯邦國家科研預算機構“濱海農業科學研究所”
Федеральное государственное бюджетное научное учреждение ?Приморский научно-исследовательский институт сельского хозяйства?
機構簡介:濱海邊區農業科學研究所是俄羅斯農業科學院遠東科研方法中心的主要研究機構,其主要職能是為濱海邊區農工聯合體提供科學保障。
主要研究方向:
1.農作物、果樹和漿果作物的育種:小麥、大麥、水稻、蕎麥、大豆、玉米、馬鈴薯、飼料、蔬菜、果樹和漿果作物。
2.大田、飼料、蔬菜、果樹和漿果作物及藥用植物的良種繁育。
3.研究以應用機械設備為主的先進的農作物栽培技術。
4.市場經濟條件下農業生產的經濟和體制。
5.利用新的飼料作物及其栽培技術發展畜牧業,建立穩定的飼料基地。
6.協調遠東地區科研機構的科學研究并檢查項目執行情況。
所需資源描述
擬合作方式:聯合研發,技術轉讓。
Новые сорта сельскохозяйственных культур с высокой продуктивностью и качеством зерна, устойчивые к полеганию и болезням
Проект направлен на решение одной из приоритетных задач в агропромышленном комплексе Дальневосточного региона России - внедрение в реальный сектор экономики новых конкурентоспособныхсортов сельскохозяйственных культур (сои, картофеля, риса, зерновых культур), способных реализовать потенциал высокой продуктивности и качества в широком спектре почвенно-климатических условий с целью обеспечения населения продуктами питания собственного производства, а также экспорта в страны Азиатско-Тихоокеанского региона (Китай, Корея, Япония). В ФГБНУ ?Приморский НИИСХ? выведен ряд новых высокопродуктивных сортов сельскохозяйственных культур: сои - Муссон, картофеля - Смак, риса - Долинный, яровой пшеницы - Приморская 39,включенных в Государственный реестр селекционных достижений, допущенных к использованию в Российской Федерации.
Соя сорт Муссон - вегетационный период 120 дней,растение компактное, высотой от 100 до 115 см, индетерминантного типа роста.Семена желтые со светлым рубчиком, овальной формы. Содержание белка в зерне 40-41 %, масла 20 %, масса 1000 зерен 200 г, урожайность 3,0-3,5 т/га. Устойчив к полеганию, церкоспорозу, септориозу, пероноспорозу (фото. 1).
Картофель сорт Смак - вегетационный период 110-120 дней, растение компактное, средней высоты. Клубни жёлтые, овально-округлые. Кожура гладкая, глазки глубокие, мякоть жёлтая. Масса товарного клубня 135-160 г. Содержание крахмала 14-17 %, сухого вещества 21-25 %, витамина С – 7-9 мг/100 г, товарность 88-95 %. Урожайность 27-43 т/га. Устойчив к раку, ризоктониозу, парше, среднеустойчив к фитофторозу, обладает полевой устойчивостью к вирусным болезням(фото. 2).
Рис сорт Долинный - вегетационный период 92-100 дней, короткостебельный, высота растений 73-75 см, длина метелки 14-16 см, озерненность 85-91 шт. колосков, плотность метелки 5,5, продуктивность главной метелки 4,0 г. Зерновка полуудлиненная, средней крупности, масса 1000 зерен – 30,4 г, индекс зерна – 2,2, стекловидность – 97 %, пленчатость – 16,9 %, выход крупы –72 %, содержание белка – 8,2 %, урожайность 6,0 т/га.Устойчив к осыпанию, полеганию и пирикуляриозу(фото. 3).
Яровая пшеница Приморская 39–вегетационный период 93-95дней,высота растений 83-104 см. Колосья белые, безостые, призматической формы, средней длины 7-10 см, средней плотности 18-20 колосков.Зерно красное, округлое, стекловидное, бороздка средняя, масса 1000 зерен 30-34 г.Содержание белка в зерне 13,0-15,9 %, клейковины – 36 %, сила муки – 300-380 е.а.,общая хлебопекарная оценка – 4,1 балла, Средняя урожайность составляет 3,5-4,0 т/га, потенциальная 4,5-5,0 т/га, устойчив к пыльной головне, средневосприимчив к стеблевой и бурой ржавчине, фузариозу колоса(фото. 4).
Международное сотрудничество на основе договоров по использованию научных результатов в интересах решения социально-экономических задач России и Китая. Совместное участие в грантах, программах, научно-технических проектах, стажировке научных кадров.
·04·
基于海洋空間規劃概念優化沿海自然資源的利用
項目信息
項目概況:海洋空間規劃是確定沿??臻g的有效利用辦法,是空間使用者間相互作用機制建立辦法的工具,用以實現特定水域內社會經濟發展和自然保護之間的平衡。
基于海洋空間規劃概念的優化是以沿海區域地質系統的綜合景觀研究辦法為基礎,包括遙感數據的使用、利用輕型潛水裝備和水下遙控裝置的水下景觀研究。
在該項目范圍內考慮了以下因素:1)衛星圖像的選擇標準以及在水下景觀制圖過程中圖像的處理方法;2)譯圖的原理和算法;3)提供現場材料的問題。
根據利用輕型潛水裝備對水下剖面進行的研究結果描述了水下景觀的類型,根據回聲探測儀測量數據構建了優化區域的地形數字模型。利用遙感數據估算地質系統空間結構中各個組成部分的值,并明確景觀劃分輪廓(圖1)。
利用輻射校正法可以獲得水下景觀的分布詳圖,并計算面積。這些數據處理方法顯示了人為影響評估和沿海地區監測的適用性(圖2)。
利用輕型潛水裝備和水下遙控裝置進行的勘測能夠繪制出受保護的、以及處在因人類活動產生壓力下的水生生物空間分布圖。因此,可以看出,在海洋自然保護區內,大陸海岸附近的刺參密度要高于島嶼附近海域,并且標出了刺參的季節性移動。
經過對比分析表明,海洋自然保護區內刺參的當前密度僅是沿海地區開始非法捕撈刺參之前水平的1/5-1/7(圖3)。
利用水下遙控裝置勘測出水底生物在遠東海洋自然保護區內的空間分布。確定海星Patiriapectinifera、Distolasteriasnipon和Asteriasamurensis、蛇尾、瓜參Cucumariajaponica、海膽Strongylocentrotusintermedius、海鞘Halocynthia aurantium、寄居蟹以及扇貝Mizuhopectenyessoensis的數量和分布特征。
為優化海洋生物養殖活動,對彼得大帝灣水下海岸斜坡景觀結構進行勘測,其中包括:1) 回聲探測儀測量以及勘測區域的地形圖繪制;2) 水下景觀測量以及繪制大比例的水底沉積物示意圖(圖4)。鑒于試驗區海洋生物養殖用途的前景,查明養殖試驗區的地區生態特征,并根據養殖試驗區的沿海景觀結構制定了對象選擇及培養方法建議。
項目前景:
應用領域:海岸帶自然資源利用、海洋開發、生物多樣性保護、空間規劃。
機構信息
所屬機構:俄羅斯科學院遠東分院太平洋地理學研究所
Тихоокеанский институт географии ДВО РАН
機構(單位)簡介:俄羅斯科學院遠東分院太平洋地理研究所成立1971年,旨在研究遠東地區的大陸、海洋和過渡區地理科學研究。
該研究所的主要研究方向:陸海過渡區的結構及地理系統動力學研究與模擬;區域自然資源優化和發展,包括沿海海域地理信息,自然資源可持續發展方案;研究自然資源系統與經濟結構的相互作用,俄羅斯遠東地區可持續發展,亞太地區一體化進程等等。
目前,該所已經與日本,美國,韓國,中國,越南,朝鮮,蒙古等國家的研究機構開展緊密國際合作。
所需資源描述
擬合作方式:聯合研究
Оптимизация прибрежного природопользования на основе концепции морского пространственного планирования
Область применения: прибрежно-морское природопользование, марикультура, сохранение биоразнообразия, пространственное планирование.
Морское пространственное планирование (МПП)- это инструмент определения путей эффективного использования прибрежного пространства и установления механизма взаимодействия между пользователями этого пространства для достижения баланса между социально-экономическим развитием и сохранением природы в рамках данной акватории (Ehlerand Douvere, 2009).
Оптимизация на основе концепции морского пространственного планирования базируется на комплексном ландшафтном подходе к изучению геосистем прибрежной зоны, включающем использование данных дистанционного зондирования (ДДЗ), подводные ландшафтные исследования с использованием легководолазного снаряжения и телеуправляемых подводных аппаратов (ТПА).
В рамках проекта рассматриваются: 1) критерии отбора спутниковых снимков и методы их обработки в ходе картографирования подводных ландшафтов; 2) принципы и алгоритмы дешифрования, 3) вопросы обеспечения работ полевыми материалами.
По результатам исследований, проведенных на подводных профилях с использованием легководолазного снаряжения, описываются типы подводных ландшафтов, по данным эхолотных промеров строятся цифровые модели рельефа участков оптимизации. С использованием ДДЗ оценивается значение отдельных компонентов в пространственной структуре геосистем, уточняются контуры ландшафтных выделов (рис. 1).
Использование методов радиометрической коррекции позволяют получать детальные карты распределения подводных ландшафтов и рассчитывать их площади. Эти методы обработки данных показали пригодность оценки антропогенного воздействия и мониторинга прибрежных акваторий (рис 2).
Исследования с помощью легководолазного снаряжения и ТПА позволяют картографировать пространственное распределение охраняемых и находящихся под антропогенным прессом видов гидробионтов. Так, показано, что в Морском заповеднике плотность поселений трепанга у материкового побережья выше, чем на приостровных акваториях;отмечены сезонные перемещения трепанга.
На основе сравнительного анализа показано, что современная плотность поселений трепанга в морском заповеднике в 5?7 раз ниже уровня, существовавшего до начала незаконного промысла трепанга в Приморье (рис 3).
С помощью ТПА исследовано пространственное распределение эпифауны в Дальневосточном морском заповеднике. Определены численность и особенности распределения морских звезд Patiriapectinifera, Distolasteriasnipon и Asteriasamurensis, а также офиур, кукумарииCucumariajaponica, морского ежа Strongylocentrotusintermedius, асцидии Halocynthia aurantium, раков-отшельников и приморского гребешка Mizuhopectenyessoensis.
Исследования ландшафтной структуры подводных береговых склонов залива Петра Великого для оптимизации марикультурной деятельности включают 1) проведение эхолотной съемки и составление карт рельефа исследованных участков; 2) выполнение подводной ландшафтной съемки и составление крупномасштабных схем распределения типов донных осадков (рис. 4). В результате выявляются геоэкологические особенности полигонов в связи с перспективами их марикультурного использования, разрабатываются предложения по выбору объектов и методов культивирования с учетом особенностей их ландшафтной структуры прибрежно-морской зоны.
·05·
鈦鐵精礦的可適用性、氟化氫、無廢料、無污染型的綜合處理工藝
項目信息
項目概況:利用工藝循環中的可回收化解試劑,研發出了可提煉白色和紅色顏料鈦鐵精礦的可適用性、無廢料、無污染型綜合處理工藝的物理化學及工藝基礎和條件。氟化氫工藝是現有硫酸鹽和氯化物工藝的替代品,具有高溫工藝轉化作用,可使每噸產品的耗水量降低至幾百分之一,并且不需要廢物回收區域;所提煉的顏料在性能上不遜色于全世界的同類物質;在穩定性方面,其抗紫外線輻射的性能在所熟知的同類物質之上。
顏色的生產工藝過程包括:用氟銨鹽水溶液化解鈦鐵精礦,從鈦鹽中分離出不溶性鐵鹽,高溫水解鐵和鈦鹽,將收集在洗滌器中的氟銨鹽重新返回至化解鈦鐵礦的工藝過程。
項目前景:
應用領域:顏料適用范圍:油漆顏料行業、紙漿造紙行業、塑料生產、橡膠工業制品制造、食品工業、制藥工業、化妝品工業、無線電電子工業、光導纖維及其他行業。
機構信息
所屬機構:俄羅斯科學院遠東分院化學研究所
Институт Химии ДВО РАН
機構簡介:俄羅斯科學院遠東分院化學研究所成立于1971年7月,其前身是蘇聯科學院西伯利亞分院遠東化學研究室。該研究所旨在開發俄羅斯遠東以及太平洋地區豐富的礦產資源,研發采礦和化工技術,開發自然資源深加工技術,利用豐富的海洋資源研發具有功能新材料等等。
該研究所擁有128名科研人員,其中2名俄羅斯科學院院士、1名通訊院士、21名博士和70名副博士。
該研究所設有2個研究室(電化學與表面改性研究室、智能與信息技術研究室)、15個實驗室(吸附過程實驗室、稀有金屬化學實驗室、氟化物材料實驗室、礦物加工實驗室、電化學過程實驗室、保護涂層與海洋腐蝕實驗室、X射線分析實驗室、化學光譜實驗室、電子結構與量子化學建模實驗室、光轉換材料實驗室、膠體與相變過程實驗室、電子物理方法實驗室、光學材料實驗室、等離子體電解過程實驗室、分子與元素分析實驗室)、1個工程技術中心和1個前沿技術課題組。
該研究所重視開展國際交流,目前已與奧地利、保加利亞、德國、丹麥、意大利、中國、波蘭、白俄羅斯、亞美尼亞、韓國、新加坡、美國、土耳其、法國、瑞典、日本等國開展學術交流合作。
所需資源描述
擬合作方式:聯合生產,技術轉讓。
Гидрофторидная безотходная, экологически приемлемая технология комплексной переработки ильменитовых концентратов с получением белых пигментов (диоксида титана) и красных (на основе оксидов железа)
Область применения: Области применения пигментов: в лакокрасочной, в целлюлозно-бумажной отраслях, в производстве пластмасс, в резинотехнических изделиях, в пищевой, формацевтической, косметической, радиоэлектронной промышленности, в волоконной оптике и в других отраслях.
Область применения: Области применения пигментов: в лакокрасочной, в целлюлозно-бумажной отраслях, в производстве пластмасс, в резинотехнических изделиях, в пищевой, формацевтической, косметической, радиоэлектронной промышленности, в волоконной оптике и в других отраслях.
Технологический процесс производства пигментов включает: вскрытие ильменитового концентрата водными растворами фтораммониными солями; отделение нерастворимых солей железа от солей титана; пирогидролиз солей железа и титана; собранные в скрубберах фтораммонийные соли вновь возвращаются в технологический процесс для вскрытия ильменита.
Предлагается создать совместное производство пигментов по разработанной технологии, а в перспективе заменять сернокислотное, экологически грязное производство, производством пигментов новым технологическим процессом.
·06·
新型實用在線水生生態監測系統
項目信息
項目概況:
生命安全-在線監控
我們認為,在自動化和機器人化的道路上有新的途徑,應該從簡單的過程和簡單的有機體(而不是人類)開始,否則就不可能理解人類,為何包含了從微生物到黑猩猩的基因和過程。
已經有許多關于陸上和自然界的線上監控,中國在這方面處于領先地位。
工業生產、經濟發展以及自然和社會的地面過程擺在我們面前,我們可以很容易地實時監控它們。
但陸地很小。
水域占據了地球表面的3/4,我們仍然無法觀察水下,更無法對其進行控制。
與此同時,我們大量地開發水生態資源,卻不知道如何確保資源不會減少。
另一方面,水資源的利用仍然非常原始,僅限于傳統的用途和各種漁業物種。
巨大的水世界對我們來說仍然是不可見和不可理解的。
關于水生生態系統的信息從探險、水下潛水和視頻記錄中分散的樣本是微不足道的、極其稀缺和離散的。
該領域的第一個突破是創建了可連續測量溫度、鹽度和流速的水文傘。
目前正在為開發第一個生物和環境探測器創造有利條件。
通過在線生物監測,水世界將首次成為可見的、可測量的和可控的。
新型水生生態記錄器
我們開始使用簡單的水生生物進行在線監測,并將我們的系統和技術應用于解決基本環境問題。在線監測的結果向我們揭示了生物的真實生活及其與環境的實際聯系,這是以前未知的。
很明顯,我們以前基于隨機抽樣的環境質量評估通常是錯誤的和不客觀的。
有誰會比水生生物本身更好地評估水的質量?只有他們確切地知道,對他們來說,環境變化,特別是在特定條件下的污染,對它們來說什么是不好的,什么是好的,什么是危險的。
通過在線生物監測技術,例如軟體動物,能夠實時、遠程和在線地報告其狀況和環境質量。
我們不僅獲得新技術,而且可以通過自動化方式最有效的環境控制。
這對自然環境的環境監測首次變得連續和完全客觀。它提供了水環境的快速監測與數據在線傳輸到遠程服務器和客戶端的技術。
在線技術正在取代傳統的監控技術,傳統的監控技術已經過時,僅依靠體力勞動,無法實現自動化,并且沒有效率-它的工作延時很大(長達數年),因此無法及時發出危險信號。舉例來說,使用普通的環境監測技術,當我們收到火災信息時房屋已經燒毀。
如果沒有實時在線控制系統,就不可能及時發現環境危險,并迅速采取必要的措施。如果發生有毒污染或其他危險的環境變化,這時候警報就尤為的重要。
如今,現代監測工具正在轉移到自動跟蹤系統領域,作為唯一可靠和可操作的工具。
漸漸地,隨著在線監測技術,我們將從動物和生態系統逐步過渡到人類。一個人不僅能夠控制環境,而且可以控制自己-實時監測自己的狀況,并最終客觀地了解和評估自己;這將能夠完全保護自己,查看其局限性和解決方案。
這是一個巨大的在線數據集,將需要新的技術、軟件工具和解決方案,以便迅速分析,并為我們的生活創造新的現實。
用于水生環境在線生物監測的硬件和軟件系統
為了此技術的最終開發和實施,我們提出了第一個使用生物傳感器的生物水生環境在線環境控制系統,系統已開發的硬件和軟件完全是原創的,該技術已研究20年(獲得6項專利,2009-2016年)。
該綜合體旨在研究水生生態系統,以及環境監控和確保水體的環境安全。使用者為學校、教育機構、礦業公司、工業企業、市政府、水產養殖和娛樂場所等,市場不受限制。
開發的在線生物監測系統的硬件和軟件,與一些國外(法國,德國,挪威,荷蘭等)使用的類似系統相比毫不遜色,它方便實用,成本低,易操作,易組裝。而當前的類似系統在技術和工藝開發上還有不足,并且在俄羅斯聯邦還沒有同樣技術。
機構信息
所屬機構:俄羅斯國家科學院摩爾曼斯克海洋生物研究所
Мурманский морской биологический институт Кольского научного центра РАН
機構簡介:俄羅斯國家科學院摩爾曼斯克海洋生物研究所是俄羅斯科學院在北方最古老的機構。自1935年以來,該研究所一直在對北海進行全面研究,并逐漸將其工作范圍擴展到從冰島到拉普捷夫海的海洋空間。自1996年以來,又將南部海洋納入其研究范圍,今天研究所將重點放在巴倫支和亞速海上。
研究所的主要科研和應用領域涉及解決氣候、海洋生物、生物繁殖、第四紀和現代地質學、海水養殖、生物資源和環境安全等。研究所的首要任務是研究生態系統過程和對北海航線、核基地、海上油氣田以及北極其他受到人為影響的地區進行監測,開發海洋生物技術,預測海洋過程模型,并為開發海洋資源的工業項目提供環境工程支撐。
所需資源描述
擬合作方式:技術轉讓
Онлайн Мониторинг:Маршрут в Новую Реальность и Водная Экология Онлайн
БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНИ - ОНЛАЙН МОНИТОРИНГ
Мы считаем, что поход в новую реальность по пути автоматизации и роботизации надо начинать с простых процессов и простых организмов (а не сразу с человека) иначе невозможно понять человека,- ведь в нем гены и процессы от микробов до шимпанзе.
Уже многие процессы на суше и в обществе наблюдаются онлайн, и Китай в этом впереди.
Наземные процессы- производственные, экономические, природные, социальные, у нас перед глазами, мы можем без труда можем вести их мониторинг в режиме реального времени.
Но суша мала.
Вода занимает 3/4 поверхности Земли и мы все еще не в состоянии наблюдать за подводными процессами и тем более контролировать их.
При этом мы с одной стороны нещадно эксплуатируем водные экосистемы, но плохо понимаем, как сделать так, чтобы ресурсы не убывали.
С другой, – использование водных ресурсов еще очень примитивно и ограничено традиционными направлениями и набором промысловых видов..
Огромный Водный мир остается невидимым и непонятным для нас.
Разрозненные пробы из экспедиций, редкие подводные погружения и видеозаписи – это ничтожная, крайне скудная и крайне дискретная информация о водных экосистемах.
Первым прорывом в этой области было создание гидрологических зонтов, непрерывно измеряющих температуру, соленость воды, скорость течений.
Сегодня складываются благоприятные условия для создания первого биологического или экологического зонда.
Благодаря онлайн биомониторингу водный мир впервые станет видимым, измеряемым и контролируемым.
Новая водная экология и eco-logger
Мы начали онлайн мониторинг с простых водных организмов и применили нашу систему и технологию для решения фундаментальных и прикладных вопросов экологии. Результаты онлайн мониторинга раскрыли нам истинную жизнь организмов и их фактическую связь со средой обитания, неизвестную прежде.
Затем, стало ясно, что наши прежние оценки качества среды на основе случайного отбора проб часто ошибочны и необъективны.
Кто оценит качество воды лучше, чем сами водные организмы? Только они точно знают, что для них плохо и что хорошо и насколько опасно для них то или иное изменение условий среды, в первую очередь, загрязнение в конкретных условиях.
Благодаря технологии онлайн мониторинга организмы, например, моллюски, сообщают нам о своем состоянии и качестве окружающей среды в режиме реального времени, удаленно и онлайн.
Мы получаем не только новое знание, но и автоматизированный, самый эффективный экологический контроль.
Впервые экологический контроль природной среды становится НЕПРЕРЫВНЫМ И ДО КОНЦА ОБЪЕКТИВНЫМ. Он обеспечивает оперативный мониторинг водной среды с передачей данных онлайн на удалённый сервер и клиентам.
Онлайн технология идет на смену традиционному мониторингу, который технологически давно устарел, основан исключительно на ручном труде, не способен к автоматизации и полностью лишен оперативности, - работает с огромным запаздыванием (до нескольких лет) и потому не может вовремя сигнализировать о появлении опасности. Образно говоря, со стандартным экологическим мониторингом мы узнаем о пожаре, когда дом уже сгорел.
Без систем оперативного контроля невозможно своевременное обнаружение экологически опасных ситуаций и быстрое принятие необходимых мер. Сигнал тревоги особенно важен при возникновении токсического загрязнения или иных опасных изменениях среды.
Сегодня современные средства мониторинга переносятся в область систем автоматического слежения, как единственно надежных и оперативных.
Постепенно, с технологиями онлайн монторинга, мы перейдём от животных и экосистем к человеку. Человек сможет контролировать не только окружающую среду, но и себя - свое состояние в реальном времени и наконец, объективно понимать и оценивать себя; сможет полностью обезопасить себя, увидеть свои ограничения и пути их решения.
Это будет огромный массив данных в режиме онлайн, который потребует новых технических и программных средств и решений для их оперативного анализа и создания новой реальности нашей жизни.
Новое качество жизни, новая настоящая реальность, без обмана.
Аппаратно-программный комплекс он-лайн биомониторинга водной среды
Предлагается к финальной разработке и внедрению первая инновационная система онлайн экологического контроля качества водной среды в режиме реального времени на основе организмов-биосенсоров. Разрабатываемый аппаратно-программный комплекс онлайн биомониторинга (АПК ОБМ) является полностью оригинальным, технология основана на фундаментальных исследованиях в течение 20 лет (6 патентов, 2009-2016).
Комплекс предназначен для изучения водных экосистем, а также экологического контроля и обеспечение экологической безопасности водных объектов. Потребители - институты и учебные заведения, добывающие компании и производства, муниципалитеты, аквакультура, рекреационные зоны. Рынок не ограничен.
Разработанный АПК ОБМ выгодно отличается от зарубежных аналогов, применяемых в ряде стран (Франция, Германия, Норвегия, Нидерланды и др.) – мобильнее и дешевле, крайне прост в эксплуатации и сборке. Существующие аналоги технически и технологически слабо разработаны. В РФ аналогов нет.
·07·
用于生物醫學傳感和診斷治療的納米團簇和納米組合物
項目信息
項目概況:目前,難以估量納米技術在醫學和改善人類生活質量方面的重要性。采用納米材料,可創建用于生物培養基沉積和生長的無源平臺和有源元件、各種類型的生物傳感器、用于人工組織和器官培養的基質、可視化生物標記,包括現階段研究的藥物治療策略——分子治療診斷和靶向藥物輸送。
鑒于該方向具有極高的現實意義,因此選擇了本報告主題。本報告主題針對圣彼得堡國立電工大學(列寧格勒電工學院)在創建納米結構(納米團簇、納米組合物等)方面所獲得的主要成果,這些結構對于生物醫學傳感和診斷治療十分重要。同時,本報告還簡要介紹了圣彼得堡國立電工大學(列寧格勒電工學院)正在研究的主要材料學方向:金剛石電子、碳化硅電子、柔性電子。
本報告主題涉及上述這些方向中的第三個方向。在報告的主要部分中,認為材料的原子-分子合成是制取納米材料的主要技術策略[1]。以多孔陽極氧化鋁納米薄膜(基于por-Al2O3等的生長平臺)為例,簡要介紹了納米多孔氧化物的創建和應用成果[2-4]。舉例圣彼得堡國立電工大學創建的傳感信息柔性共形平臺,該平臺可能自身合成功能元件(圖1)。這些元件是用于各種用途的傳感器,例如,用于全面監測環境狀況、用于檢查調整人體機能狀態等。本報告的主要部分針對本大學研究的納米材料的物理技術和物理化學特性,在這些納米材料的基礎上,有望研發出傳感器和治療診斷系統。
研究了微孔-介孔-大孔硅納米顆粒表面的設計特點。表示可通過改變多孔性基體(多孔硅(por-Si))的表面參數來控制金屬納米團簇的組裝體系[5]。根據制取的技術條件,區分了作為基體材料的多孔硅的兩組關鍵參數:幾何參數(多孔性、表面形態、多孔狀結構類型、孔的類型、孔的尺寸分布、比表面積、層次性、分形性)和物理化學參數(孔表面的相組成和功能組成(劉易斯吸附中心、布蘭斯塔德吸附中心、電子密度的重新分布))[6-10]。并表明,在使用電化學方法制取多孔硅時,通過控制陽極氧化電流的密度,可以在多孔硅表面上獲得一定的吸附中心[6]。
以有機物(藥物、熒光團)、無機物(金屬、金屬氧化物、化合物半導體、膠體量子點等)[11-14]為例,進行了實驗證明,證實了,表面的功能組成以及表面的能量特性,將在很大程度上決定多孔性基體與摻入的各種性質的納米材料之間的相互作用的性質。
以心臟藥物多孔硅表面的吲哚菁綠蜂窩狀多孔熒光膜和多孔硅氨基糖苷類抗生素連續或枝狀膜為例[12、14],這種控制“客”相生長和定位系統的能力,對于靶向藥物輸送時多孔硅作為輸送系統的應用也很重要,可以將不同功效的多種物質結合在一個多孔輸送顆粒上。
說明了多孔硅納米顆粒通過組織血液屏障向大鼠內耳靶向輸送抗生素的成功實施案例(靜脈內施用藥物功能化顆粒)[15]。在成年Wistar大鼠身上研究了60-80 納米級別por-Si顆粒的活體生物分布。在肝臟和心臟的組織中發現所施用的納米物體,這些納米物體的形狀、大小無明顯變化,并且主要處于氧化狀態。通過評估慶大霉素對耳作用的強度,研究了使用por-Si樣品作為靜脈內給藥時藥物傳輸基體的可能性。通過客觀聽力法研究耳聲發射幅度,發現了在使用亞微米級(500-600 納米)por-Si顆粒作為分散藥物輸送系統時,慶大霉素有最大耳抑制作用。因而表明了,針對特定靶向藥物輸送任務,未來實現輸送顆粒最佳物理化學參數的方法,是改變por-Si納米顆粒的合成條件。
以FemOn-SiO2膠體顆粒(有殼或無殼)[16-18]為例,討論了用于治療診斷學的磁性納米顆粒(磁性顆粒、磁性液體)的合成和性質特點。與圣彼得堡巴甫洛夫第一國立醫科大學、阿爾馬佐夫國家醫學研究中心、奧特婦產科學研究所合作,共同完成了與醫學領域有關的部分工作[19、20]。
以鉛銫鹵化物和無鎘三元硫族化合物(Ag-In-S / ZnS, Cu-In-S / ZnS),包括錳合金[21-23]為例,簡要介紹了鈣鈦礦膠體量子點合成和性質方面的主要研究成果。
介紹了基于氧化鋅納米棒創造的氣敏多點觸控芯片的成果,由于神經形態信號處理原理和傳感元件材料的超表面,該芯片允許選擇性分離酒精蒸汽信號(異丙醇、乙醇、丁醇),且靈敏度超過1 ppm [24]。說明了已開發且獲得專利的氧化鋅納米棒生長納米光刻原理,該項專利已被列入俄羅斯2018年度百100項最佳專利[25]。
1.美國專利。2013/0251978 A1,26.09.2013。使用聚酰亞胺Langmuir-Blodgett膜的多孔材料的孔密封的方法。Luchinin V.,Goloudina S.,Pasyuta V.等。
2.俄專利2522005С2,07.10.2014。生長微生物細胞菌落的方法及其實施裝置。Ziminat M.,Solovyova。V.,Luchininv. V.等。
3.納米多孔Al2O3層的合成工藝參數對其結構特征的影響// Muratova E.N.,Spivak Yu.M.,Moshnikov V.A.等人,Glass Physics and Chemistry.2013。卷39.沒有3.P 320-328。DOI:10.1134 / S1087659613030140
4.氧化鋁膜作為氫能中使用的結構的掩模。Moshnikov V.A.,Muratava E.N.,Spivak Y.M. //國際氫能雜志。? 2017年.? V.42,№34.?第21817-21821頁。DOI:10.1016 / j.ijhydene.2017.07.133
5.多孔硅作為納米復合材料的材料及其參數對銀團簇形態的影響。Spivak。2018 IEEE國際標準Conf。EExPolytech 2018. 244-248。
6.在不同條件下制備和處理的多孔硅的表面功能特征Spivak Yu.M.,Myakin S.V.,Moshnikov V.A.,等人,J.Nanomaterials。2016.卷2016.第2629582頁。
7.多孔硅的電子結構和相組成的研究Lenshin A.S.,Kashkarov V.M.,Spivak Y.M.,Moshnikov V.A.玻璃物理與化學。2012年38.№3. P. 315-321。
8. A.S. Lenshin,V.M.喀什卡羅夫,于。斯皮瓦克(V.A.)莫什尼科夫?;趐型多孔硅的納米反應器的研究:電子結構和相組成//材料化學和物理。第135卷,2012年第2-3期。第293-297頁。
9.采用接觸角法,工藝條件對多孔硅表面能的影響。Pastukhov A.I.,Belorus A.O.,Bukina Ya.V.,Spivak Yu.M.,Moshnikov V.A. // 2017年IEEE電氣電子工程學青年研究者大會(EIConRus)2017年會議論文集。1183-1185。
10.電化學陽極氧化硅中具有多個孔隙水平的自組織多孔結構。Spivak Y.M.,Moshnikov V.A.,Kuznetsov V.V.等。//第六屆功能和納米結構材料研討會,第十屆分子間和電磁相互作用問題會議,2009年9月27日至30日,意大利蘇爾莫納-拉奎拉,2009年,第P067頁。
11.用于氣體傳感應用的帶有嵌入式金屬氧化物的多孔硅。V.A.Moshnikov,I.E.Gracheva,A.S.Lenshin等。// Journal of Non-Crystalline Solids,第一卷358是。2012年3月,第590-595頁。
12.研究了被卡那霉素,熒光團吲哚菁綠Bespalova K.,Somov P.A.,Spivak Yu.M. // JP:CS。2017年929。第012058頁。
13.含硅的多孔基質-PbS納米粒子系統的發光特性Tarasov S.A.,Aleksandrova O.A.,Lamkin I.A.等。//半導體。2015年49.№13. P.1710-1713。
14.獲得多孔硅納米顆粒表面藥用功能化的方法及實例。Spivakyu. M.,Bespalovak. A.,Belorusa. O.等。//生物技術圈。2017.3號(51)。С. 69-75。
15.多孔硅作為納米材料,用于靶向藥物向內耳的分散傳輸系統。Spivak Y.M.,Belorus A.O.,Moshnikov V.A.等。//技術物理。俄羅斯應用物理學雜志。2018.卷63.№9.第1352-1360頁。DOI:10.1134 / S1063784218090207
16.磁性流體中電磁吸收系數的頻率依賴性。K.G.Gareev等。//技術物理學,《俄羅斯應用物理學雜志》。2019,卷64,第6號,第893–896頁。
17.將磷酸肌酸固定在二氧化硅和磁鐵礦納米顆粒的表面上,用于靶向藥物遞送。Korolev D.V.等。//俄羅斯化學通報。2019.V.68,第5.第1096–1101頁。
18.具有不透射線標記的磁性納米顆粒的合成。D.V. Korolev等。//俄羅斯一般化學雜志。2018,卷88,第12號,第2698–2701頁。
19.膠體CdSe和ZnSe / Mn量子點:它們的細胞毒性和對細胞形態的影響。Drobintseva A.O.,Matyushkin L.B.,Aleksandrova O.A.等。//圣彼得堡工業大學學報:物理與數學。2015年1.№3.第272-277頁。
20.非極性和水性介質中膠體量子點合成的特征。Aleksandrova O.A.,Mazing D.S.,Matyushkin L.B.,Moshnikov V.A. //在納米結構的合成,表征和建模中,N.Y.,NOVA,2016年。第47-60頁。
21.Mazing,D.S。等人。ZnSe:Mn納米晶的電子順磁共振研究//應用磁共振,2017. 48(7),731-737。
22.M.Istomina等?;赯AIS的膠體QDS AS熒光標記物,用于治療診斷:物理性質,生物分布和生物相容性// Rus公告。國家軍醫。大學6(2018)。
23.Mazing,D.S。等人。水溶液中三元金屬硫族化物膠體納米晶體的合成//光譜學,2012。125(5)。
24.基于片上生長的氧化鋅納米網絡多傳感器陣列。Bobkov A.等。//傳感器。– 2019年19頁。4265。
25.俄羅斯聯邦2017年7月12日第2655651號專利。超表面晶體結構納米光刻圖的制作方法。И.А.阿韋林、А.А.博布科夫、卡爾馬諾夫等。
機構信息
所屬機構:圣彼得堡國立電子技術大學
Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет "ЛЭТИ" им. В.И. Ульянова (Ленина)
機構簡介:圣彼得堡國立電子技術大學(列寧格勒電工學院)創建于1886年,它的前身是俄羅斯郵政電報部的技術學校。1891年改為皇家電工學院,即歐洲第一個電工領域的專業性高等院校。世界上無線電發明人A.C.波波夫曾任學院的教師和第一任院長。1992年列寧格勒電工學院更名為圣彼得堡國立電子技術大學。至今為止,有七萬多人在圣彼得堡電工大學接受過教育,其中有三千多外國公民。圣彼得堡電工大學創立了一批著名的學科,如:無線電技術,電能學,無線電電子學和控制論,超聲波探傷學,電熱學等?,F在圣彼得堡國立電子技術大學既是一個教學中心,也是進行基礎及應用科學研究的中心。
所需資源描述
擬合作方式:合作開發
Нанокластеры и наноинкорпорированные композиции для биомедицинской сенсорики и тераностики
В настоящее время трудно переоценить значение нанотехнологий для медицины, для улучшения качества жизни человека. На основе наноматериалов создаются пассивные платформы и активные элементы для осаждения и/или роста биокультур, биосенсоры различного типа, субстраты для выращивания искусственных тканей и органов, биометки для визуализации, в том числе молекулярной, в тераностике и адресной доставке лекарств – современной разрабатываемой стратегии в фармакотерапии.
В связи с чрезвычайно высокой актуальностью данного направления и была выбрана тема доклада, посвященная основным результатам, полученным в СПбГЭТУ ?ЛЭТИ? по созданию наноструктур (нанокластеров, наноинкорпорированных композиций и др.), имеющих важное значение для применения в биомедицинской сенсорике и тераностике. Также кратко представлены основные материаловедческие направления, разрабатываемые в СПбГЭТУ ?ЛЭТИ?: алмазная электроника, карбидокремниевая электроника, гибкая электроника.
Тема данного доклада относится к третьему из указанных направлений. В основной части доклада рассмотрен атомно-молекулярный синтез материалов как основная стратегия технологии получения наноматериалов [1]. Кратко представлены результаты по созданию и применению нанопористых оксидов на примере наномембран пористого анодного оксида алюминия (ростовые платформы на основе por-Al2O3 и др.) [2-4]. Приведен пример созданной в СПбГЭТУ ?ЛЭТИ? сенсорно-информационной гибкой конформной платформы, которая потенциально способна объединить в себе функциональные элементы (рис. 1). Такие элементы представляют собой сенсоры различного назначения, например, для комплексного мониторинга состояния окружающей среды, для контроля и коррекции функционального состояния человека и др. Основная часть доклада посвящена физико-технологическим и физико-химическим свойствам наноматериалов разрабатываемых в нашем вузе, перспективных для разработки на их основе сенсоров и тераностических систем.
Рассмотрены особенности дизайна поверхности наночастиц микро-мезо-макропористого кремния. Показана возможность управления механизмом сборки нанокластеров металлов путем варьирования параметрами поверхности пористой матрицы – пористого кремния (por-Si) [5]. Выделены две группы ключевых параметров пористого кремния как матричного материала: геометрические (пористость, морфология поверхности, тип пористой текстуры, типы пор, их распределение по размерам, удельная площадь поверхности, иерархичность, фрактальность) и физико-химические (фазовый и функциональный состав поверхности пор (адсорбционные центры Льюиса, Бренстеда, перераспределение электронной плотности)) в зависимости от технологических условий получения [6-10]. Показано, что управляя плотностью тока анодирования при электрохимическом методе получения пористого кремния, можно получать определенный набор адсорбционных центров на поверхности пористого кремния [6].
Функциональный состав поверхности, вместе с ее энергетическими характеристиками, будет во многом определять характер взаимодействия пористой матрицы с инкорпорируемыми наноматериалами различной природы, что было экспериментально показано на примере органических (лекарственные вещества, флуорофоры), неорганических веществ (металлы, металлоксидные, полупроводниковые соединения, коллоидные квантовые точки и др.) [11-14].
Такая возможность управления механизмом роста и локализации фазы-?гостя? важна и для применения пористого кремния в качестве транспортной системы направленной лекарственной доставки на примере ячеистых пористых покрытий поверхности пористого кремния кардиопрепаратом флуорофором Индоцианин Зеленый и сплошных или дендритных покрытий пористого кремния антибиотиками аминогликозидной группы [12, 14], что позволяет комбинировать несколько субстанций различного назначения на одной пористой транспортной частице.
Приведен пример успешной реализации направленной доставки антибиотика наночастицами пористого кремния ко внутреннему уху крысы через гистогематических барьер (при интравенозном введении частиц, функционализированных лекарственным веществом) [15]. Системное биораспределение in vivo для частиц por-Si размером 60?80 нм изучали на взрослых крысах стока Wistar. Вводимые нанообъекты обнаружены в тканях печени и сердца без существенных изменений формы, размеров и преимущественно в окисленном состоянии. Возможности применения образцов por-Si в качестве матриц для транспортировки лекарственных препаратов при внутривенном введении изучены по оценке интенсивности ототропного эффекта гентамицина. Объективным аудиологическим методом исследования амплитуды отоакустической эмиссии обнаружен наибольший отодепрессивный эффект гентамицина при использовании в качестве дисперсной системы лекарственной доставки частиц por-Si субмикронного размера (500?600 nm). Таким образом, показано, что модификации условий синтеза наночастиц por-Si являются перспективными направлениями получения физико-химических параметров транспортных частиц, оптимальных для конкретных задач направленной лекарственной доставки.
Обсуждаются особенности синтеза и свойств магнитных наночастиц для тераностики (магнитных частиц, магнитных жидкостей) на примере коллоидных частиц FemOn-SiO2 (с оболочками и без) [16-18]. Часть работ, связанная с медицинским направлением, выполнена совместно с партнерами ПСПбГМУ им. И.П. Павлова, НМИЦ им. В.А. Алмазова, НИИ акушерства, гинекологии и репродуктологии им. Д.О. Отта [19, 20].
Кратко приведены основные результаты по синтезу и свойствам коллоидных квантовых точек перовскитов на примере галогенидов свинца–цезия и безкадмиевых тройных халькогенидов (Ag-In-S / ZnS, Cu-In-S / ZnS), в том числе легированных марганцем [21-23].
Представлены результаты по созданию газочувствительного мультисенсорного чипа на основе наностержней оксида цинка, позволяющего проводить селективное разделение сигналов спиртовых паров (изопропанол, этанол, бутанол) с чувствительностью лучше 1 ppm благодаря нейроморфному принципу обработки сигнала и сверхразвитой поверхности материала чувствующего элемента [24]. Показан запатентованный разработанный нанолитографический принцип роста наностержней оксида цинка, патент вошел в 100 лучших патентов России за 2018 год [25].
1. Patent US. 2013/0251978 A1, 26.09.2013. Method for pore sealing of porous materials using polyimide Langmuir-Blodgett Film. Luchinin V., Goloudina S., Pasyuta V., et al.
2. Патент РФ. 2522005 С2, 07.10.2014. Способ выращивания колоний микробных клеток и устройство для его реализации. Зимина Т.М., Соловьев А.В., Лучинин В.В. и др.
3. Influence of technological parameters of synthesis of nanoporous Al2O3 layerson their structural characteristics // Muratova E.N., Spivak Yu.M., Moshnikov V.A., et al., Glass Physics and Chemistry.2013. Vol. 39.No. 3.P. 320-328. DOI: 10.1134/S1087659613030140
4. Alumina membranes as a mask for the structures used in hydrogen energy. Moshnikov V. A., Muratava E. N., Spivak Y. M. // International Journal of Hydrogen Energy. ? 2017. ? V. 42, № 34. ? P. 21817-21821. DOI: 10.1016/j.ijhydene.2017.07.133
5. Porous silicon as a material for nanocomposites and the effect of its parameters on the morphology of silver clusters. Yu. Spivak. Proc. 2018 IEEE Int. Conf. EExPolytech 2018. 244-248 p.
6. Surface functionality features of porous silicon prepared and treated in different conditions Spivak Yu.M., Myakin S.V., Moshnikov V.A., et al.. // J. Nanomaterials. 2016. Vol. 2016. P. 2629582.
7. Study of electronic structure and phase composition of porous silicon Lenshin A.S., Kashkarov V.M., Spivak Y.M., Moshnikov V.A. Glass Physics and Chemistry. 2012. Vol. 38. № 3. P. 315-321.
8. A.S. Lenshin, V.M. Kashkarov, Yu. M. Spivak, V.A. Moshnikov. Investigations of nanoreactors on the basis of p-type porous silicon: Electron structure and phase composition// Materials Chemistry and Physics. Vol.135, is.2–3, 2012. P. 293-297.
9. Influence of technology conditions on the surface energy of porous silicon using the method of contact angle. Pastukhov A.I., Belorus A.O., Bukina Ya.V., Spivak Yu.M., Moshnikov V.A. // Proceedings of the 2017 IEEE Conference of Russian Young Researchers in Electrical and Electronic Engineering (EIConRus) 2017. С. 1183-1185.
10. Self-Organized Porous Structure with Several Levels of Pores in Electrochemical Anodized Silicon. Spivak Y. M., Moshnikov V. A., Kuznetsov V. V., et al. // 6th Workshop on Functional and Nanostructured Materials, 10th Conference on Intermolecular and Magnetic Interactions in Matter, 27–30 September 2009, Sulmona–L’Aquila, Italy, 2009, P067.
11. Porous silicon with embedded metal oxides for gas sensing applications. V. A. Moshnikov, I. E. Gracheva, A. S. Lenshin, et al. // Journal of Non-Crystalline Solids, vol. 358, is. 3, 2012, Pages 590–595.
12. Investigation of porous silicon nanopowders functionalized by antibiotic kanamycin, fluorophore Indocyanine Green Bespalova K., Somov P.A., Spivak Yu.M. // JP:CS. 2017. Vol. 929. P. 012058.
13. Luminescence properties of Si-containing porous matrix–PbS nanoparticle systems Tarasov S.A., Aleksandrova O.A., Lamkin I.A., et al. // Semiconductors. 2015. Vol. 49. № 13. P.1710-1713.
14. Способ получения и пример лекарственной функционализации поверхности наночастиц пористого кремния. Спивак Ю.М., Беспалова К.А., Белорус А.О. и др. // Биотехносфера. 2017. № 3 (51). С. 69-75.
15. Porous silicon as a nanomaterial for disperse transport systems of targeted drug delivery to the inner ear. Spivak Y.M., Belorus A.O., Moshnikov V.A., et al. // Technical Physics. The Russian Journal of Applied Physics. 2018. Vol. 63. № 9. P. 1352-1360. DOI: 10.1134/S1063784218090207
16. Frequency Dependence of an Electromagnetic Absorption Coefficient in Magnetic Fluid. K. G. Gareev et al. // Technical Physics, The Russian Journal of Applied Physics. 2019, Vol. 64, No. 6, pp. 893–896.
17. Phosphocreatine immobilization of the surface of silica and magnetite nanoparticles for targeted drug delivery. Korolev D.V. et al. // Russian Chemical Bulletin. 2019. V. 68, Is. 5. P. 1096–1101.
18. Synthesis of Magnetic Nanoparticles with Radiopaque Marker. D.V. Korolev et al. // Russian Journal of General Chemistry. 2018, Vol. 88, No. 12, pp. 2698–2701.
19. Colloidal CdSe and ZnSe/Mn quantum dots: their cytotoxicity and effects on cell morphology. Drobintseva A.O., Matyushkin L.B., Aleksandrova O.A., et al. // St. Petersburg Polytechnic University Journal: Physics and Mathematics. 2015. Vol. 1. № 3. P. 272-277.
20. Features of colloidal quantum dots synthesis in nonpolar and aqueous media. Aleksandrova O.A., Mazing D.S., Matyushkin L.B., Moshnikov V.A. // In Synthesis, Characterization and Modelling of Nano-Sized Structures, N.Y., NOVA, 2016. p.47-60.
21. Mazing, D. S. et al. Electron Paramagnetic Resonance Investigations of ZnSe: Mn Nanocrystals // Applied Magnetic Resonance, 2017. 48(7), 731-737.
22. M. Istomina et al. ZAIS-based colloidal QDS AS fluorescent labels for theranostics: physical properties, biodistribution and biocompatibility// Bulletin of Rus. State Medic. University 6 (2018).
23. Mazing, D. S. et al. Synthesis of Ternary Metal Chalcogenide Colloidal Nanocrystals in Aqueous Solutions // Optics and Spectroscopy, 2012. 125(5), 773-776.
24. The Multisensor Array Based on Grown-On-Chip Zinc Oxide Nanorod Network for Selective Discrimination of Alcohol Vapors at Sub-ppm Range. Bobkov A. et al. //Sensors. – 2019. Vol. 19. – №. 19. – p. 4265.
25. Патент РФ 2655651 от 12.07.2017. Способ получения нанолитографических рисунков с кристаллической структурой со сверхразвитой поверхностью. Аверин И.А., Бобков А.А., Карманов и др.
如對相關項目有合作意向
可聯系我們獲取更多詳細資料
聯系人:段曉宇 15804505626
郵箱:duanxiaoyu0158@163.com