В день химика о проектах студентов ДВФУ: безопасная химиотерапия и переработка радионуклидов

29 мая празднуют свой профессиональный праздники химики. Люди, которые неизменно востребованы как в науке, так и в промышленности, и бизнесе. В преддверии праздничного дня студенты химических направлений Института наукоемких технологий и передовых материалов Дальневосточного федерального университета (ДВФУ) поделились своими разработками в области химиотерапии, переработки опасных радиоактивных веществ и анализа новых химических соединений.

Студентка бакалавриата по направлению «Химия» Олеся Капустина исследует неорганические системы доставки химиотерапевтических препаратов. В перспективе данные материалы благодаря высокой биосовместимости и способности долго высвобождать противоопухолевый препарат позволят минимизировать вред от традиционной химиотерапии при сохранении качества лечения.

Олеся исследовала не только состав, строение и сорбционные свойства полученных материалов, но и их поведение в биологических средах, что доказывает предположение о том, что системы являются менее токсичными и более эффективными в борьбе с раком.

Бакалавр по направлению «Химия» Олеся Капустина: «Основными недостатками химиотерапии являются введение в организм человека большой дозы высокотоксичного препарата и короткий временной промежуток его действия из-за быстрого выведения из организма. Наши матрицы позволяют в десятки тысяч раз уменьшить дозу и увеличить время «работы» препарата с суток до месяца».

Аспирант по направлению «Материаловедение» Семён Азон разрабатывает керамические материалы для иммобилизации радиоактивных веществ с целью последующего их захоронения. Данные материалы характеризуются исключительной стойкостью в природных водных средах, и позволяют надежно изолировать опасные компоненты отработавшего ядерного топлива от окружающей среды.

В настоящий момент подтверждена исключительная структурная стабильность синтезируемых материалов под длительным воздействием различных факторов, действующих на матрицы: радиационное облучение, температурное и гидротермальное воздействия.

Аспирант по направлению «Материаловедение» Семён Азон: «Ядерная энергетика, безусловно, является флагманом в выработке электроэнергии. Дешевая, экологичная, безопасная и, что актуально для России, имеющая лишь небольшие ограничения по месту расположения станции. Значительных недостатков у нее немного, и один из них — опасные отходы, возникающие в ходе эксплуатации реакторов, наш подход вполне способен нивелировать этим».

Выпускник ДВФУ 2022 года по специальности «Химическая технология материалов современной энергетики» Никита Иванов занимается исследованием сорбционных и функциональных материалов, которые помогут извлекать из жидких сред опасные радионуклиды и тяжелые металлы.

Особенно перспективным является класс неорганических материалов — слоистые двойные гидроксиды, которые могут применяться не только как сорбенты, но и в качестве фотокатализаторов, электродных материалов, защитных покрытий, систем замедленного высвобождения лекарств и удобрений. На данный момент в лаборатории ядерных технологий ДВФУ разработан метод получения слоистых двойных гидроксидов цинка и алюминия, позволяющий улучшить их сорбционные характеристики по отношению к радионуклидам урана и цезия.

Никита исследовал состав и строение получаемых веществ. В перспективе он планирует изучение и других применений для слоистых двойных гидроксидов, в частности проведенные испытания указывают на их потенциал в области систем замедленной доставки лекарств.

Выпускник ДВФУ Никита Иванов: «Слоистые двойные гидроксиды — это действительно фантастический по своим возможностям класс материалов. Он является эффективным сорбентом для извлечения цезия и урана из жидких радиоактивных отходов, но он также может применяться и как фотокатализатор или для замедленной доставки лекарств, которые смогут дольше оставаться в организме и сохранять свои свойства. Чем дольше препарат находится в организме, тем меньше его нужно принимать».

Студент бакалавриата по направлению «Химия» Алексей Лембиков работает на рентгеновском дифрактометре. Анализ получаемых с его помощью образцов позволяет узнать точную фазу вещества, а также количество примесей в массовом содержании, что в свою очередь позволяет синтетикам узнать о достижении результата. То есть Алексей может точно сказать, получился ли из новых химических соединений экспериментальный материал, который в дальнейшем можно применять в различных областях.

Бакалавр по направлению «Химия» Алексей Лембиков: «Синтетики могут ошибаться на любой стадии получения материала, я же в свою очередь могу сказать какое конкретно вещество они получили и имеющиеся примеси. Таким образом, в симбиозе можно найти идеальные параметры для получения результата. Работая на стыке физики и химии, можно увидеть мир науки под другим углом, к примеру: считать фундаментальные параметры, то есть параметры кристаллической решетки, тепловые эффекты, их изменения и так далее. А также связывать их с химическим процессом, что позволит прогнозировать такие явления как сорбция, диффузия, выщелачивание и многое другое!»

Научно-исследовательская и образовательная деятельность по таким передовым направлениям как современное материаловедение или биоматериаловедение — важная и необходимая стратегия ИНТиПМ в интересах развития ДВФУ и подготовки молодых ученых нового поколения. Институт наукоемких материалов и передовых технологий ДВФУ выполняет комплекс научно-исследовательских работ по различным направлениям, которые интегрированы в образовательный процесс:

— «Фундаментальная и прикладная химия»;

— «Химическая инженерия» (совместно с Находкинским заводом минеральных удобрений);

— «Материаловедение и управление свойствами материалов» (совместно с Национальным исследовательским ядерным университетом «МИФИ»);

— «Цифровое материаловедение» (совместно с Национальным исследовательским технологическим университетом «МИСиС»).

Пресс-служба ДВФУ,
press@dvfu.ru