Наночастицы против рака: в МИФИ подвели итоги Всероссийского инженерного конкурса

Детектор высокоинтенсивного тормозного излучения размером со спичечный коробок, наночастицы для таргетной терапии рака и новое топливо для ядерных реакторов. О своих работах рассказывают трое победителей Всероссийского инженерного конкурса, итоги которого подвели в МИФИ.

Ольга Грязнова
Победительница в номинации «Лучшая выпускная квалификационная работа бакалавра»

Увлечена биомедициной, со второго курса занимается научной работой в лаборатории молекулярной иммунологии в Институте биоорганической химии РАН. Планирует построить карьеру в науке.

— В нашей лаборатории мы пытаемся найти идеальное средство доставки лекарств к раковым опухолям. Мой дипломный проект, который я и представляла на конкурсе, посвящен изучению металл-органических каркасных структур. Это такие наночастицы, их кристаллическая решетка напоминает строительные леса: узлы и перекрытия, между которыми пустота. За счет пористой структуры этот материал может собирать в себя большое количество молекул: сорбировать газы или жидкости — ​например, растворенные молекулы лекарства. Изначально моей задачей было исследовать, как эти частицы ведут себя в физиологических условиях: что с ними произойдет в организме, разрушатся ли они и т. д.

Оказалось, что они не только разрушаются внутри организма — ​а значит, их можно использовать для доставки лекарств, — ​но и накапливаются в легких. Это очень хорошо: насколько я знаю, сейчас не существует эффективных систем доставки лекарств именно в этот орган, например, для лечения рака легкого. А тем временем, по данным за 2020 год, это заболевание на втором месте в мире по количеству выявленных случаев и на первом — ​по количеству смертей. Так что научиться доставлять лекарства в легкие — ​важная задача.

Мы в лаборатории даже проводили с помощью наночастиц терапию мышам с раком легкого. Результаты были отличные: выживаемость мышей, которым ввели сорбированное на наночастицы лекарство, оказалась в два раза выше, чем у мышей, которым ввели лекарство в обычной форме.

Григорий Земляной
Победитель в номинации «Лучшая выпускная квалификационная работа магистра»

Семь лет работает во ВНИИА, по первому образованию инженер-технолог литейного производства. В МИФИ вместе с группой коллег из института получает второе высшее.

— На конкурсе я победил с проектом, посвященным новой методике определения высокоинтенсивного тормозного излучения. В чем суть: мы разрабатываем детектор, который можно применять, например, в экспериментах с ускорителями частиц. Их часто используют, чтобы узнать, как поведет себя тот или иной материал или устройство при облучении. Во время эксперимента детекторы измеряют различные характеристики: амплитуду тока, полученную дозу и т. д.

Но они делают это с некоторой задержкой. Разработанный нашей научной группой детектор может проводить измерения в реальном времени, в этом главное отличие от аналогов. Еще одно преимущество — ​детектор можно сделать любого размера, в зависимости от задачи: и размером со спичечный коробок, и размером с комнату. На его работу это никак не повлияет. Кроме того, прибор очень прост в изготовлении и стоит недорого. Моя работа в проекте больше практическая, чем теоретическая: собрать сам детектор. Потому что теоретических расчетов и статей на эту тематику написано уже довольно много, а вот руками до нас так никто установку и не собрал. Несколько прототипов уже успешно испытаны на облучательном комплексе «Пульсар» в Сарове.

Юлия Бондарчук
Победительница в номинации«Лучшая выпускная квалификационная работа специалиста»

С детства мечтала заниматься ядерной физикой, любит математику и программирование. Окончила специалитет «Атомные станции: эксплуатация, проектирование и инжиниринг» в филиале МИФИ в Волгодонске и устроилась на Ростовскую АЭС.

— Мой дипломный проект посвящен внедрению нитридного ядерного топлива в реакторы на тепловых нейтронах. Обычно такое топливо разрабатывают для реакторов на быстрых нейтронах, уже проведены успешные испытания топлива на Белоярской АЭС на БН‑600.

А я решила посмотреть, как оно будет себя вести в реакторе с тепловым спектром нейтронов. Нитридное топливо более плотное, чем классическое оксидное, и должно медленнее выгорать. А значит, можно реализовать более длительную топливную кампанию, сократить количество перегрузок и сэкономить деньги. Я долго возилась с программными кодами и математическими моделями, но в итоге расчеты показали хорошие характеристики. Самая сложная часть работы — ​найти хоть какую-то информацию на эту тему. Пишут чаще всего про эксперименты с быстрыми нейтронами.

С одной стороны, это понятно: быстрые реакторы могут воссоздавать топливо, и с их помощью можно замкнуть ЯТЦ. Но с другой — ​заменить сейчас все тепловые реакторы на быстрые невозможно, курс идет на двухкомпонентную энергетику: эксплуатацию как быстрых, так и тепловых реакторов.

СПРАВКА

• Минобрнауки проводит конкурс с 2014 года.

• В 2020/2021 году заявки подали 1056 студентов и аспирантов инженерных специальностей из 118 вузов. Они представили на конкурс свои дипломные проекты.

• 122 финалиста с экспертами дорабатывали проекты и защищали их перед аттестационной комиссией.

• 19 победителей и 34 призера в пяти номинациях: лучшая работа бакалавра, магистра, специалиста и аспиранта, а также лучший проект конкурса государственных корпораций и предприятий реального сектора экономики.

• Финалисты получат дополнительные баллы при поступлении в магистратуру или аспирантуру, а также преимущества при трудоустройстве в высокотехнологичные компании.

Подробнее — ​vikrf.ru