15 мин
10 февраля 2021 г.

Открытая лабораторная 2021. Разбор заданий

Прочитай полные объяснения от наших завлабов
Автор: Laba.Media

Партнер акции - Российский химико-технологический университет (РХТУ) им. Д.И. Менделеева

 

 

Мы предлагаем вам 2 варианта на выбор:

1. Посмотреть видеозапись разбора заданий

2. Прочитать разбор здесь. 

Разбор заданий

1. Более половины территории России покрыто вечной мерзлотой

Да

«Вечная мерзлота» или как принято в некоторых географических школах «многолетняя мерзлота» — часть криолитозоны, характеризующаяся отсутствием периодического протаивания. Общая площадь вечной мерзлоты на Земле — 35 млн км². Районы многолетней мерзлоты — верхняя часть земной коры, температура которой долгое время (от 2—3 лет до тысячелетий) не поднимается выше 0 °C.

 

 

На рисунках карты вечной мерзлоты в России и мире.

 

 

2. Полярные сияния можно наблюдать в Сочи

Да

Очень редко, когда магнитная активность Солнца очень высока, можно наблюдать полярное сияние в низких широтах. Например, на фото — полярное сияние на широте 43 в Архызе (Карачаево-Черкессия) в 2015 году (https://kot-de-azur.livejournal.com/1427503.html) Широта Архыза: 43°33′54″ с. ш. Широта Сочи: 43°35′07″ с. ш.

 

 

3. Левое полушарие мозга отвечает за логику и математические способности, а правое — за творчество

Нет

Вокруг распределения функций между полушариями существует огромное количество мифов. Сам факт различия функций (латерализация) действительно, доказан. Например, мы может утверждать, что за речь отвечает в основном левое полушарие, а за распознавание образов — правое. Однако сказать, что творческие и математические способности «лежат» в разных полушариях, нельзя.

 

4.Железодефицитную анемию можно вылечить правильным питанием (гречка, яблоки, гранат)

Нет

Анемия (синоним — малокровие, греч. αναιμία; от греч. αν — приставка, означающая отрицание и греч. αἷμα — кровь) это состояние, для которого характерно уменьшение количества эритроцитов и снижение содержания гемоглобина в единице объема крови. Железодефицитная анемия (наиболее распространенный вид анемии), как следует из названия, связана с возникшим дефицитом железа (тогда как существуют другие виды анемий, например B12-дефицитная анемия). Как она развивается? Вначале истощаются запасы железа, которые хранятся в виде особого соединения - ферритина. При этом какие-то клинические проявления отсутствуют. Следующая стадия - снижение железа в сыворотке крови. Эту стадию можно назвать латентный железодефицит (или латентная стадия анемии), так как запасы железа в виде ферритина исчерпаны, уровень железа в крови падает, но анемия еще не развивается. Последняя стадия - развернутая анемия, когда симптомы, которые могут быть уже во время латентной стадии (общая слабость, сухость кожи, извращения вкуса, сердцебиение и другие) — проявляются в полную силу.

Гречка и яблоки (вопреки распространенным представлениям) не являются богатыми источниками железа (https://www.nhs.uk/conditions/vitamins-and-minerals/iron/ ), для восполнения железодефицита гораздо лучше подойдет красное мясо или печень. Но изменение диеты может сработать только на самых ранних стадиях, и если первопричина развития железодефицита - нехватка железа в рационе. Лечить же анемию можно только путем устранения первичного заболевания, которое собственно привело к кровопотере (например, язва желудка или кишечные кровотечения) — и назначением препаратов железа в виде таблеток или внутривенно (препараты железа имеют побочные действия при приеме перорально, например, расстройство кишечника, и плохо переносятся частью пациентов. В таком случае, а также на II и III стадиях развития анемии применяют внутривенное введение).

Auerbach M, Adamson JW. How we diagnose and treat iron deficiency anemia. Am J Hematol. 2016 Jan;91(1):31-8. doi: 10.1002/ajh.24201. Epub 2015 Nov 17. PMID: 26408108. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/26408108/

https://www.nhs.uk/conditions/iron-deficiency-anaemia/ — коротко и понятно о лечении железодефицитной анемии для пациентов на сайте Национального общества здравоохранения Великобритании.

По оценкам, до трети населения Земли (!) имеет анемии, связанные главным образом с дефицитом железа.

1. World Health Organization/UNICEF/UNU. Iron Deficiency Anaemia: Assessment, Prevention, and Control. A guide for Programme Managers. Geneva, Switzerland: World Health Organization; 2001. - данные ВОЗ.

2. Kassebaum N, Rashmi J, Naghavi M, et al. A systemic analysis of global anemia burden from 1990 to 2010. Blood 2014;123:615–624. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/24297872/ - авторитетный абзор, 1600 цитирований)

По данным ВОЗ 37% женщин в 1992 году имели железодефицит («The World Health Organization (WHO), in 1992, estimated that 37% of all women were iron deficient»). Это говорит о том, что не стоит недооценивать проблему.

 

5. Против коронавируса SARS-CoV-2 существует специфичная противовирусная терапия

Нет

«На данный момент зарегистрированных лекарственных средств для лечения COVID-19 не существует».

Источник - официальный сайт Всемирной организации здравоохранения (https://who.int)

Раздел - правда и мифы о новой коронавирусной инфекции (https://www.who.int/ru/emergencies/diseases/novel-coronavirus-2019/advice-for-public/myth-busters)

Сейчас существует лишь симптоматическое лечение заболевания, вызванного коронавирусной инфекцией. Например, при легком течении болезни при повышении температуры может использоваться парацетамол - жаропонижающее. А в случае появления тяжелых осложнений используются, например, кортикостероиды. Таким образом пациенты получают поддерживающую терапию, тогда как нет ни одного зарегистрированного лекарства, которое убивало бы сам коронавирус SARS-CoV-2.

 

 

 

6. В водах озера Байкал можно найти шары, висящие на тросах. Это фотоумножители, которые регистрируют видимый свет. Зачем они там?

A. Для слежки за браконьерами.

B. Ученые изучают светящиеся микроорганизмы в озере.

C. Экологи следят с помощью этой системы за чистотой озера.

D. Ученые используют это как телескоп.

Ответ: D. Ученые используют это как телескоп.

Космическое нейтрино высокой энергии летит со скоростью чуть меньше, чем скорость света в вакууме, и рождает Черенковское излучение при взаимодействии с водой. Эти всполохи света регистрируют фотоумножители. Дальнейший анализ позволяет ученым определить направление из которого пришло нейтрино, его энергию. Причем телескоп “смотрит” вниз. Все остальные частицы в Земле “застревают”, а нейтрино высоких энергий проходит и регистрируется телескопом. Его название Baikal-GBD. Основные организации, построившие и управляющие телескопом, Институт ядерных исследований в Москве и Объединенный институт ядерных исследований в Дубне.

 

 

 

7. Французский философ Огюст Конт писал в 1835 году об исследовании звезд: «Мы представляем себе возможность определения их форм, расстояний, размеров и движений, но никогда, никакими средствами мы не сможем изучить их химический состав, их минералогическое строение, природу органических существ, живущих на их поверхности… Я остаюсь при своем мнении, что любое знание истинных средних температур звезд неизбежно должно быть навсегда скрыто от нас». Чего мы не знаем сегодня о звездах из того, что перечислил Конт?

A. Химический состав

B. Минералогическое строение

С. Природу органических существ

D. Истинную среднюю температуру

Ответ: С. Природу органических существ

Химический состав звезд - и элементов, и соединений мы сегодня хорошо знаем. Более того первое исследование спектральных линий элементов было предпринято в 1814 году Йозефом Фраунгофером. Им было установлено, что химические элементы "светятся" по-разному и "свечение" каждого уникально. Фраунгофер не предлагал с помощью спектрального анализа изучать химический состав звезд, это было сделано позднее (в 1860-ые). Но научно-обоснованный метод для такого удаленного химического анализа был предложен за 20 лет то того, как Огюст Конт сформулировал свой "список невозможного". Конт о нем просто не знал.

Температуру звезд по их спектру астрономы научились измерять позднее - в конце XIX века. (Закон смещения Вина) (Отрывок из книги Сергея Язева "Вселенная. Путешествие во времени" https://nplus1.ru/blog/2020/07/01/travel-through-time-and-space)

Сложнее с минералогическим строением, но и здесь мы многое знаем, например, по анализу тех же спектров и по характеру межзвездной пыли. Когда звезда в результате коллапса сбрасывает большую часть массы, она фактически становится межзвездной пылью, а ее мы можем исследовать, в том числе и на Земле. http://mindraw.web.ru/bibl_Astromineralogy.htm

Еще сравнительно недавно, мы могли уверенно сказать, что все знаем и о "природе органических существ, живущих на поверхности" звезд - на звездах слишком жарко, чтобы там могла существовать любая форма жизни, то есть ничего живого на звездах просто нет.

Но сегодня мы знаем, что есть класс небольших холодных звезд - коричневых карликов. Их температура на поверхности от 300 до 3000 градусов кельвина. К тому же, судя по переменному инфракрасному излучению звезд этого класса, над ними есть достаточно холодные облака. https://ru.wikipedia.org/wiki/Коричневый_карлик 300 К - это немного выше комнатной температуры (27 по Цельсию). Наличие воды на таких звездах вполне возможно (ее много в космосе), и при такой температуре вода будет находиться в жидком агрегатном состоянии. Молекулы сложных органических соединений вполне могут быть занесены на поверхность или в атмосферу коричневого карлика из космоса (такие молекулы, имеющие космическое происхождение, уже находили на Земле). А значит на коричневых карликах возможна жизнь. Мы о ней ничего не знаем, но и говорить, что мы никогда этого не узнаем, будет слишком неосторожно. Иначе мы можем здорово промахнуться, как Конт.

Цитата из книги "Курс позитивной философии" Югюста Конта дается по изданию: Паннекук А. (1966) История астрономии. Пер. с англ. — М.: Наука. Главная редакция физико-математической литературы. стр. 447-448

 

8. Когда в XVIII веке Национальный конвент Франции принял решение о введении метрической системы мер, необходимо было установить эталонную меру длины. Что было использовано в качестве эталона?

A. 1/40 000 000 часть парижского меридиана

B. Средняя длина руки взрослого парижанина

C. Длина маятника с полупериодом равным 1 сек

D. 1/1910 часть длины Елисейских полей

Ответ: 1/40 000 000 часть парижского меридиана

В качестве эталона была принята одна сорокамиллионная часть парижского меридиана. Специально для этого длина меридиана была измерена с высокой точностью. На измерение ушло почти 6 лет. За это время была измерена с высокой точностью дуга более 9 градусов - от Дюнкерка до Барселоны. Позднее была обнаружена ошибка - из-за неверного учета сжатия Земли на полюсах - 0,2 мм. Но облитый в 1799 году из платины эталон уже менять не стали.

Использовать маятник для определение эталона длина предлагал Гюйгенс в XVII веке, этот эталон почти точно совпадал бы с современным метром. Но оказалось, что в разных частях Земли маятник одной и той же длины может колебаться с разным периодом - это связано с изменениями силы земного притяжения. И от этого эталона отказались. Сегодня в качестве эталона принята — длина пути, проходимого светом в вакууме за интервал времени 1/299 792 458 секунды.

 

9. В XVIII веке было создано много замечательных механических автоматонов. Это, как правило, антропоморфные машины, самостоятельно совершающие заранее запрограммированные действия. Автоматоны умели писать, рисовать и играть на музыкальных инструментах. На каком из четырех перечисленных инструментов автоматоны играть не умели, а современные роботы умеют?

А. Цимбалы

В. Орган

C. Поперечная флейта

D. Гитара

Ответ: гитара

Девушку, играющую на цимбалах (струнный музыкальный инструмент, звук которого извлекается ударами молоточков), сделал для французской королевы Марии-Антуанетты в 1784 году немецкий мастер Питер Кинцинг. Механическая цимбалистка могла исполнять 5 разных мелодий. https://en.wikipedia.org/wiki/Peter_Kinzing

Девушку, играющую на органе, сделал между 1768 и 1774 годами французский мастер Пьер Жаке-Дроз. Специально для автоматона был построен небольшой орган с 24 трубами. https://en.wikipedia.org/wiki/Jaquet-Droz_automata#The_musician

Фавна, играющего на поперечной флейте, сделал в 1737 году французский мастер Жак Вокансон https://en.wikipedia.org/wiki/Jacques_de_Vaucanson

Но автоматон, играющий на гитаре, создан так и не был. Хотя были сделаны антроморфные машины, которые могли, например, провести правой рукой струнам, но сыграть целую мелодию, как делали автоматоны, играющие на цимбалах, органе или поперечной флейте, автоматоны-гитаристы не могли.

Главная трудность, которая оказалась непреодолима для великих механиков XVIII века, связана с мелкой моторикой левой руки, зажимающий струны. Правая рука могла проводить по струнам плектром (современный мидиатор), а вот левая должна была точно перемещаться вдоль грифа и зажимать лады пальцами. Зажимать пальцами отверстия, флейтист Вокансона умел, но у руки и пальцев гитариста слишком много степеней свободы.

Сегодня роботов, играющих на гитаре, построено много. Например, https://youtu.be/bAdqazixuRY есть целая робогруппа. Причем гитарист вполне антропоморфный. Робота, правда, неантропоморфного, но тоже играющего на гитаре, можно собрать даже из лего https://youtu.be/Nq68KTJcOPw. Но для того, чтобы это стало возможным, потребовались большие усилия и выдающиеся достижения робототехников и ученых нашего времени.

 

10. В каких приборах, с которыми обычный человек сталкивается в жизни, точность измерения требует учета поправок, согласно теории относительности Эйнштейна?

A. Круиз-контроль

B. Навигатор

С. УЗИ

D. Компьютерная томография

Ответ: B. Навигатор

Учета поправок требует работа автомобильного навигатора. Без них необходимую точность при ориентации по спутниковой информации достичь невозможно. Поправка возникает из-за того, что спутники навигации перемещаются с большой скоростью, поэтому возникают эффекты СТО (специальной теории относительности). Эти скорости не являются, вообще говоря, релятивистскими, то есть близкими к скорости света (когда эффекты СТО проявляются сразу), но отклонение показаний часов на спутнике от "земных" постепенно увеличивается, что через какое-то время делает работу навигаторов невозможной. На часы на навигационных спутниках действует и поправка ОТО (общей теории относительности), то есть гравитационного взаимодействия. В первых версиях навигационных спутников эти поправки не учитывались, поэтому приходилось апgаратно пересчитывать данные со спутников на навигаторах..

Гравитационное замедление больше замедляет именно часы на поверхности Земли, где взаимодействие сильнее, а эффект СТО замедляет часы, движущиеся на орбите. Поэтому поправка ОТО ускоряет часы на орбите, а поправка СТО - замедляет. Причем поправка ОТО в действующих системах примерно 2,5-3 раза больше поправки СТО.

 

11. Впервые в истории человечества на обратной стороне Луны прилунился космический аппарат под флагом:

A. США

B. Россия (СССР)

C. Китай

D. Прилуниться на обратной стороне Луны невозможно

Ответ:  C. Китай

На всякий случай, напомним, обратная сторона Луны — это часть поверхности Луны, которая не видна с Земли. Не видна она потому, что периоды вращения Луны вокруг Земли и вокруг своей оси близки, и в результате мы можем наблюдать только одно полушарие. Но это совершенно не означает, что «прилуниться» (так называется «приземление» на поверхность Луны) на обратной стороне невозможно.

Исследования обратной стороны с помощью АМС (автоматических межпланетных станций) начались давно, так, впервые обратная сторона Луны была сфотографирована советской АМС «Луна-3» 7 октября 1959 года. Приём сигнала осуществляли в Симеизской обсерватории в Крыму. В массовой печати впервые изображение обратной стороны Луны, полученное АМС «Луна-3», появилось 27 октября 1959 года, оно было опубликовано в газете «Правда» и в других советских изданиях.

В 1968 году американские астронавты пролетали над обратной стороной Луны на борту космического корабля «Аполлон-8».

Однако ни американские, ни советские межпланетные станции не прилунялись на поверхности.

Это сделать сложнее, ведь обратную сторону не видно с Земли, а значит и радиосигнал для связи требуется передавать, скажем, через спутник-ретранслятор. Впервые посадку на обратную сторону Луны удалось осуществить китайскому аппарату «Чанъэ-4» 3 января 2019 года. Кстати, китайская лунная миссия Чанъэ вообще представляется весьма успешной. Продолжение миссии — «Чанъэ-5» стала первой китайской возвращаемой АМС и первой возвращаемой с Луны миссией с 1976 года, приняв эстафету от советской АМС «Луна-24». Китайская Народная Республика стала третьей державой в истории, доставившей образцы с Луны.

 

12. Владимир Набоков в 1938 году писал "о невероятном художественном остроумии мимикрии, которая не объяснима борьбой за жизнь (грубой спешкой чернорабочих сил эволюции), излишне изысканна для обмана случайных врагов". (роман "Дар") В 2017 году был исследован геном бабочек Геликонид (Heliconius) и выделены три гена, отвечающие за окраску и рисунок на крыльях. Чтобы подтвердить, что ген optix отвечает за окраску, его отредактировали с помощью CRISPR/Cas. Что сделали ученые, учитывая, что все четыре перечисленных варианта CRISPR/Cas позволяет сделать, но они пошли по простейшему пути?

А. Удалили ген целиком

В. "Сломали" ген, и он перестал вырабатывать белок

С. Изменили в гене несколько нуклеотидов

D. Заменили ген аналогичным, но взятым у другого вида бабочек

Ответ: В. "Сломали" ген, и он перестал вырабатывать белок.

После того, как генетики провели редактирование геномной последовательности эмбриональной клетки бабочки и "сломали" ген optix - сделали делецию, то есть удалили отрезок нуклеотидов в гене - ген перестал вырабатывать (точнее экспрессировать) белок, отвечающий за образование окрашивающего пигмента. Бабочки стали рождаться однотонные, красновато-бурыми, растеряв чуть ли не всю свою красоту. Гены WntA и cortex также были отредактированы. Было показано, что именно они отвечают за рисунок на крыльях - "глазки" и линии. То есть оказалось, что все "невероятное художественное остроумии мимикрии" достаточно полно объясняется работой трех генов и их мутациями. "Чернорабочие силы эволюции" справились.

Inner Workings: How the butterfly got its spots (and why it matters) https://www.pnas.org/content/115/7/1397.full

 

13. Несмотря на быстрое развитие высоких технологий, сельское хозяйство остается той областью, где производство примерно такое же, как и пять тысяч лет назад. Но сегодня уже существует целый ряд технологий, которые предлагают производить пищевой белок новыми методами. Из чего мы еще НЕ научились получать белок?

A. Клетки человека

B. Плесень

С. Культуры бактерий

D. Культуры вирусов

Ответ: D. Культуры вирусов

Биолог Эндрю Пеллинг из Университета Торонто (Канада), промышленный дизайнер Грейс Найт и художник-исследователь Оркан Телхан показали на выставке Beazley Designs of the Year 2020 в Лондоне выращенное из человеческих клеток мясо. Создатели «человеческого» мяса не видят в этом ничего предосудительного и не считают это каннибализмом. https://www.dezeen.com/2020/11/13/ouroboros-steak-meal-kit-andrew-pelling-grace-knight-orkan-telhan/

Из культуры плесневых грибков Fusarium venenatum получают белок Quorn. Он уже довольно давно продается в супермаркетах. Популярности он, правда, не приобрел, но многим нравится. https://en.wikipedia.org/wiki/Mycoprotein

Производить белок из бактерий предлагает компания Nature's Fynd. И уже торопится заключить договора с крупными торговыми сетями. https://www.dailymail.co.uk/sciencetech/article-9096611/Microbes-Yellowstones-hot-springs-turned-protein-make-vegan-hamburgers.html

Но вирусные культуры для производства пищевых белков пока никто использовать не решился. В основном это связано с тем, что пока не удалось найти тот белок, производство которого будет эффективным, полученный экстракт достаточно похожим по вкусу на традиционные белковые блюда. И не в последнюю очередь - производство будет безопасным. У вирусов - мало белков и они достаточно короткие. Но зато вирусы быстро делятся, что является одним из основных условий производства искусственного белка. Не исключено, что методы получения белка из вирусов уже разрабатываются.

 

14. Генная модификация используется в XXI веке чаще, чем мы ожидаем, ее продукты уже давно существуют среди нас. Что не является продуктом генной инженерии?

A. Золотистый рис

B. Инсулин

C. Пенициллин

D. Спутник V

Ответ: C. Пенициллин

Золотистый рис (или «золотой рис») — генетически модифицированный сорт риса посевного, зерна которого содержат больше бета-каротина (из которого в организме человека образуется витамин A). Он разработан в 2000 году, соответствующая статья опубликована в журнале Science: https://science.sciencemag.org/content/287/5451/303. Цель разработки — создание сорта риса, который при массовом выращивании может улучшить качество питания в странах, где наблюдается дефицит витамина A (например, Африка или Юго-восточная Азия).

Дефицит витамина A, по оценкам, затрагивает примерно треть детей в возрасте до пяти лет во всем мире. Он уносит жизни 670 000 детей в возрасте до пяти лет в год [Black R. E., Allen L. H., Bhutta Z. A., Caulfield L. E., de Onis M., Ezzati M., Mathers C., Rivera J. Maternal and child undernutrition: global and regional exposures and health consequences (англ.) // The Lancet. — 2008. — Vol. 371, no. 9608. — P. 243—260. — doi:10.1016/S0140-6736(07)61690-0. — PMID 18207566.].

Приблизительно 250 000—500 000 детей в развивающихся странах становятся слепыми каждый год в связи с дефицитом витамина A [Micronutrient deficiencies. Vitamin A deficiency (англ.). World Health Organization]. На рисунке — распространение гиповитаминоза A в мире.

Инсулин — гормон, который вырабатывается в клетках поджелудочной железы. Основная задача инсулина — регулирование углеводного обмена. Инсулиновая недостаточность — заболевание, всем известное под названием сахарный диабет. С 1982 года зарегистрирован и производится генно-инженерный человеческий инсулин (https://www.rlsnet.ru/mnn_index_id_3478.htm), который получается с помощью генетически модифицированных бактерий.

«В настоящее время фармацевтическая промышленность выпускает большое количество лекарственных средств на основе рекомбинантных белков человека: такие белки производят генетически модифицированные микроорганизмы, либо генетически модифицированные клеточные линии животных. Генетическая модификация в данном случае заключается в том, что в клетку интродуцируется ген белка человека (например, ген инсулина, ген интерферона, ген бета-фоллитропина). Эта технология позволяет выделять белки не из донорской крови, а из ГМ-организмов, что снижает риск инфицирования препаратов и повышает чистоту выделенных белков.»

Спутник V (вакцина Гам-КОВИД-Вак) представляет собой вакцину на основе аденовируса человека, который содержит в своем геноме вставку, кодирующую фрагмент S-белка SARS-CoV-2, вызывающую иммунный ответ https://www.thelancet.com/journals/lancet/article/PIIS0140-6736(21)00191-4/fulltext

Таким образом, три упомянутых выше варианта являются продуктом генетической модификации, а вот пенициллин — антибиотик, который выделен из грибов рода Penicillium. Еще в XIX веке были замечено, что плесень может лечить язвы и раны (целая статья про историю и хронологию открытия антибиотиков: https://ru.wikipedia.org/wiki/Хронология_открытий_и_производства_антибиотиков),

В итоге в 1928 году Александр Флеминг впервые выделил пенициллин из плесневых золотистых грибов Penicillium notatum.

Современные пенициллины (например, амоксициллин) являются синтетическими препаратами, тем не менее они синтезируются в химической лаборатории химическим способом (из исходных компонентов), при этом не являясь продуктом генной инженерии.

15. УМЕЕМ - НЕ УМЕЕМ. Печатаем человека на 3D-принтере (по частям) Какие органы и ткани человека мы сегодня умеем печатать на 3D-принтере? Комментарий к вопросу. Под "умеем" мы имеем в виду существующие прототипы, не обязательно одобренные для клинической практики, но доказавшие свою принципиальную применимость.

1. Нервная ткань (нет)

2. Кожа (да)

3. Костная ткань (да)

4. Кровеносные сосуды (нет)

5. Печень (нет)

6. Почка (нет)

7. Суставы (да)

8. Сердце (нет)

9. Роговица глаза (да)

10. Челюсти (да)

Ссылки на ответы

Нервная ткань - нет. Еще очень далеко. Нет прототипов https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adfm.201801850

Кожа - да. Есть прототипы и примеры реальной пересадки https://www.sciencealert.com/results-are-looking-good-for-a-device-that-prints-new-skin-right-onto-burns

Костная ткань - да. Применяется в клинической практике https://www.popmech.ru/science/news-665603-novyy-gel-pozvolyaet-napechatat-novuyu-kost-pryamo-na-perelom-medicina-budushcheg

Кровеносные сосуды - нет. Есть идеи, но нет даже прототипов. https://habr.com/ru/post/455670/

Печень - нет. Самые первые подходы. Возможно, как раз с печенью ничего не получится https://news.rice.edu/2019/05/02/organ-bioprinting-gets-a-breath-of-fresh-air-2

Почка - нет. Еще далеко, но есть прототипы тканей https://3ddevice.com.ua/blog/news-novye-3d-printery/3d-pechat-pochki/

Роговица глаза - да. Есть прототипы и реальные пересадки. https://medicalxpress.com/news/2018-05-3d-printed-human-corneas.html

Суставы - да. Это работающая технология, которой сегодня применяется при тяжелых артритах. https://pikabu.ru/story/pechat_sustavov_na_3dprinterakh_6562083

Сердце - нет. Только модель из живых клеток https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/advs.201900344

Челюсти - да. Это работающая технология, которая сегодня применяется достаточно широко. https://stomshop.pro/blog/vse-o-3d-printere-v-stomatologii/

 

Еще 5 вопросов от нашего партнера!

 

Партнером нашей акции стал Российский химико-технологический университет (РХТУ) им. Д.И. Менделеева - ведущий российский вуз в области химии и химической технологии с историей, которая насчитывает уже больше 120 лет. О том, как студенты РХТУ вместе с ведущими учеными создают новые лекарства от тяжелых заболеваний и совершенствуют работу аккумуляторов, продвигают зеленую химию и новые методы переработки материалов читайте на портале “Mendeleev Science”

 

16. Химики активно создают новые способы адресной доставки лекарств для лечения сложных онкологических заболеваний. Для этого они используют необычные химические вещества и материалы. Какой из этих объектов уже сегодня применяется в лечении рака?

A) Алмазные наночастицы

B) Стеклянные шарики

C) Магнитные кресла

D) Циркониевые браслеты

 

Стеклянные шарики размером 20-30 микрон применяются для лечения рака печени. Они содержат в своем составе элемент иттрий (Y), который может находиться в виде радиоактивного изотопа Y90. Такие шарики в небольшом количестве (доли грамма) доставляются по катетеру в зону опухоли, застревают там в тонких сосудах и, как маленькие wi-fi роутеры, “раздают” радиацию ( β− распад), тем самым убивая раковые клетки. Такие шарики производятся на кафедре стекла и ситаллов РХТУ им. Д.И. Менделеева.

Изображение выглядит как карта

Автоматически созданное описание

 

17. Аэрогель - самый необычный в мире материал, его называют твердым воздухом, потому что он очень пористый и почти ничего не весит. Аэрогель можно назвать и самым романтичным материалом - с помощью блоков из аэрогелей ученые поймали космическую пыль, летящую от кометы Вильда. Ученые не стоят на месте и придумывают новые применения аэрогелям, что из этого уже работает благодаря аэрогелям? 

 

A) Сверхлегкая подводная лодка с корпусом из аэрогеля, которая может быстро всплывать со дна океана.

B) Экраны сверхвысокой четкости, сделанные из аэрогеля, пропитанного квантовыми точками

C) Аэрогелевая заплатка для раны, которая останавливает кровотечение за пару минут.

D) Противовирусные маски из аэрогелей, которые задерживают вирусы в мельчайших порах

 

С гелями большинство сталкивались в жизни, например гель для душа. Аэрогель - это очень особый гель, в котором жидкая фаза полностью замещена газообразной. 

Ученые РХТУ им. Д.И. Менделеева создали технологию производства аэрогелей, которые за 2-3 минуты останавливают любое кровотечение без каких-то побочных эффектов для человека. «Заплатка» представляет собой мелкие и очень пористые частицы аэрогелей: при контакте с раной они быстро впитывают кровь, разбухают и образуют плотный кровяной сгусток.

 

18. Мы привыкли, что химическое производство - это очень большие заводы, которые выпускают сотни тысяч тонн химической продукции. Но существуют и совсем небольшие производства, которые делают сложные и нестандартные продукты. Поэтому вся химическая промышленность делится по объему производства на крупнотоннажное, средне- и малотоннажное, причем самыми дорогими как раз являются продукту малотоннажной химии. Что из того - продукт малотоннажного производства?

A) Эпоксидная смола

B) Минеральные удобрения

C) Полиэтилен

D) Антиоксиданты

 

Антиоксиданты (вещества, которые ингибируют окисление) - пример продукции малотоннажной химии, они производятся в относительно небольших количествах и используются в качестве добавок в нефтехимии, пищевой промышленности. Чтобы помочь развитию малотоннажной химии в России, на базе РХТУ работает Менделеевский Инжиниринговый Центр (МИЦ), в нем специалисты разрабатывают технологии производства веществ для малотоннажной химии. В 2020 году в МИЦ была разработана технология производства фармацевтической субстанции фавипиравира - лекарства, которое используется против РНК-содержащих вирусов (например, вирусы гриппа).

 

19 

С каждым годом человечество потребляет всё больше электроэнергии. Но не всегда электричество нужно использовать сразу после его выработки. Поэтому в мире появляется всё больше энергонакопителей - устройств, которые могут запасти излишки электричества. А в каких из них суммарно хранится больше всего электричества? 

 

A) В литий-ионных аккумуляторах всех мобильных устройств Земли

B) Во всех свинцово-кислотных аккумуляторах автомобилей

C) В Гидроаккумулирующих электростанциях 

D)  Во всех кинетических накопителях (маховиках, электромоторах - генераторах) 

 

Сейчас около 98% запасаемой энергии приходится на гидроаккумулирующие электростанции - в простейшем виде это системы из двух водоемов и плотины. Когда какой-нибудь генератор (скажем, электростанция) произвел слишком много электричества — его можно потратить, закачав воду в верхний водоем. Когда нам потребуется электроэнергия, воду можно сбросить в нижний водоём,  электричество будет генерироваться за счет вращения турбины. Ровно так устроена Загорская гидроаккумуляторная электростанция, она сохраняет излишки электроэнергии, которые возникают, скажем, ночью, в Московском регионе - и отдает их во время пиковых нагрузок. Правда в последние годы гидронакопители стали уступать электрохимическим, в которых электричество запасается и высвобождается за счёт протекания электрохимических реакций - литий-ионным аккумуляторам, свинцово-кислотным  аккумуляторам, суперконденсаторам, а в последние годы еще и проточным редокс-батареям, в которых топливо хранится отдельно от самих батарей и во время их работы непрерывно прокачивается через систему. Кстати последнюю технологию активно разрабатывают в лаборатории ЭМХИТ РХТУ им. Д.И. Менделеева. Возможно, именно они когда-то окончательно заменять гидроаккумуляторы - проточные батареи отлично подходят для хранения огромных объемов энергии, а капитальные затраты, связанные с их установкой гораздо ниже.

 

20. Уже больше 30 лет во всем мире развивается зеленая химия - особое направление, которое улучшает химические процессы, так, чтобы вообще не вредить человеку и природе. Одно из главных достижений зеленой химии - использование в производстве сверхкритических растворителей, веществ, которые при определённом давлении и температуре являются одновременно жидкостью и газом. Углекислый газ - самый известный такой растворитель, он полностью безопасен и нетоксичен. Какой из продуктов, полученных в среде сверхкритического углекислого газа, можно купить в магазине?

 

а) Прозрачную кока-колу

б) Кофе без кофеина

в) Безалкогольное вино

г) Малосольные огурцы

Предварительно обработанные паром зерна кофе погружают в емкость с углекислым газом под давлением 73-300 атмосфер в сверхкритическом состоянии. Молекулы газа связывают кофеин и “извлекают” его из зерен. Научиться зеленой химии можно в РХТУ им. Д.И. Менделеева, на единственной в России кафедре ЮНЕСКО “Зеленая химия для устойчивого развития”.