Новые материалы, зубная нанопаста и бактерии, вырабатывающие электричество: над чем работали участники восьмой школы SCAMT Workshop Week
В этом году заявки на участие в школе отправили более 360 студентов, финальный отбор прошли 45 участников, а приехать в Петербург смогли 39 человек. Еще на этапе отбора ребята из разных университетов распределились на команды и выбрали проект, над которым они хотели бы поработать на школе. Например, в этот раз можно было попробовать силы в создании экологического растворителя или гибридных материалов на основе паутины, разработать программу в сфере геномной биоинформатики, освоить печать на 3D-принтере или изучить геном конкретного животного, а также поработать над решением проблем, связанных с онкологическими заболеваниями. Все проекты поддержали спонсоры школы ― компании Merck, Fazer, UMight, «Диа-М» и «Комус».
«Мы решили провести школу офлайн, потому что одна из ее ценностей — это живое общение. В течение недели ребята провели много времени, работая с оборудованием, посещали общие лекции, например о том, как использовать искусственный интеллект в нанотехнологиях или зачем ученому развивать свой бренд, и занимались проектами в команде. В этому году мы предложили ребятам несколько новых вариантов проектов — создание зубной нанопасты и изучение бактерий-контрабандистов, а также организовали нулевой день с играми на знакомство и тимбилдингом, чтобы участники общались не только внутри проекта, но и со всеми, кто приехал на воркшоп, и могли больше узнать о проектах школы», — рассказала директор по развитию химико-биологического кластера Полина Хапаева.
Подробнее о том, как шла работа над проектами и какие результаты удалось получить, участники школы рассказали корреспонденту ITMO.NEWS.
Альбина Мурашко
студентка третьего курса факультета наук о материалах МГУ
― На своем факультете я занимаюсь биоматериалами и работаю в лаборатории, которая создает имплантаты для замещения поврежденных участков костной ткани. На воркшопе я хотела получить опыт работы в другой лаборатории, пообщаться с учеными и узнать, как устроен SCAMT, потому что сейчас он на волне популярности. Также было интересно посмотреть, как именно здесь используют 3D-печать.
В рамках школы мы вместе с коллегой по команде Алисой Менщиковой разрабатывали материалы, которые помогут защитить любую продукцию от подделок. Сложность в том, что они должны прикрепляться на поверхность любой формы и структуры, поэтому, чтобы решить эту задачу, мы использовали 3D-принтер. Также плюс этого материала в том, что в его составе есть углеродные точки, имеющие особые свойства, например биосовместимость (это изобретение можно использовать в пищевой промышленности) и фотолюминесценцию. Если мы хотим проверить объект на подделку, достаточно посветить на него ультрафиолетовым фонариком и увидеть красную или синюю метку.
Никита Фисенко
студент четвертого курса высшего химического колледжа РАН РХТУ им. Д.И. Менделеева
― Меня интересует материаловедение и неорганическая химия в целом: я занимаюсь золь-гель методом и аддитивными технологиями, то есть послойным нанесением покрытий с помощью различных печатных методов, в том числе струйной печати. О воркшопе мне рассказал друг, который работает в SCAMT, и я решил подать заявку. Здесь удалось почерпнуть много интересной информации: о другом способе применения технологии струйной печати, новых методах исследования, личном бренде ученого и создании лаборатории с нуля.
На школе я также занимался струйной печатью. С помощью двух видов чернил — органических, к которым относятся акрилатные мономеры, и неорганических на основе перовскитов — вместе с Марией Егоровой и Александром Джумаевым мы сначала создавали интерферирующее изображение, а затем наносили люминесцентный слой, который светился под ультрафиолетом. Результат работы планируем использовать для защиты банкнот, документов и ID-карт: он прост в реализации, и при этом не менее надежен, чем классические методы защиты, которые более энергозатратны и дороги в использовании. Но технологию струйной печати также можно использовать для получения различных устройств таких, как резонаторы, полупроводники, волноводы, так как она позволяет получать покрытия почти на любых подложках и поверхностях.
Ярослав Кутузов
студент второго курса института химии СПбГУ
― В SCAMT я уже не в первый раз: в десятом классе проходил здесь профориентационную практику, а в одиннадцатом — работал. В научной группе своего университета я занимаюсь органическим синтезом и изучением непредельных соединений — алкинов, циклоалкинов и их реакциями. Но на школе я решил попробовать направление, которым никогда не занимался, но всегда хотел, — расчетной химией. Вместе с Александром Дубком мы изучали, как можно с помощью относительно несложных методов смоделировать силу органических кислот в разных растворителях. Например, на каком-нибудь производстве используется растворитель, который вредит природе, и мы хотим заменить его на экологичный. Чтобы это сделать, нужно знать, как протекают реакции между соединениями в растворителе. Одной из задач как раз является оценка кислотности функциональных групп. Поэтому мы хотим разработать модель, позволяющую в том числе выбирать оптимальный растворитель для химических процессов на производстве при недостатке справочных данных и без проведения большого количества рутинных экспериментов. Наш подход должен облегчить задачу исследователя и потребует минимального количества экспериментальных данных.
Владимир Гайдуков
студент третьего курса биологического факультета БГУ (Минск)
― Подать заявку на SCAMT Workshop Week мне посоветовали преподаватели БГУ и знакомые, которые уже участвовали. К тому же, я хотел набраться опыта, наладить связи с учеными и научиться работать с электронным микроскопом и спектроскопом — в общем, расширить горизонты своего познания и изучить науку будущего.
В университете я работаю над проектом, связанным с выделением экзосом стволовых клеток, которые помогают лечить нейродегенеративные заболевания. Но на школе в команде с Петром Калашниковым и Дарьей Адваховой работал над другой задачей: мы создавали гибридные материалы на основе паутины. Сначала в инсектарии получали паутину, очищали ее и модифицировали, чтобы придать нужные свойства. В результате мы хотим использовать материал как повязку для поврежденных нервов. При этом на паутину насаживаются магнитные частицы с липидными шариками с нужным лекарственным веществом внутри, чтобы под воздействием магнита частицы нагрелись, а шарики разрушились и подпитали нервы лекарством.
Алина Левушкина
студентка четвертого курса отделения биотехнологий НИЯУ МИФИ
― Сейчас я пишу дипломную работу по различным модификациям поверхности кремниевых наночастиц для адресной доставки, но также меня интересуют нанофармацевтика и медицинская химия.
В SCAMT Workshop Week я хотела поучаствовать очень давно. Мне интересно, чем занимается лаборатория, и я хотела реализовать здесь свои идеи, поэтому пыталась попасть сюда с первого курса. С командой из четырех человек — Анастасии Игнацкой, Николая Аторина и Валентины Бочаровой — мы разрабатывали основу для нового типа зубных паст. Она будет содержать частицы с особыми свойствами, которые способствуют более эффективному очищению полости рта. Благодаря школе я научилась быстро работать над проектом в команде и узнала, как сделать выступление об исследовании более интересным и понятным.
Мария Еремеева
студентка четвертого курса химического факультета СПбГУ
― Я работаю в лаборатории химической фармакологии, где занимаюсь органическим синтезом биологически активных соединений. Меня привлекло, что проекты в школе связаны с моими направлениями — химией и биологией, но в итоге я выбрала «Стартап за одну неделю». Мне всегда было интересно, как разработки переходят из лаборатории в индустрию и как искать инвесторов и покупателей, к тому же мне хотелось увидеть результаты работы в ближайшее время.
Мы с Елизаветой Мигель и Анной Скотниковой разработали концепцию домашнего тест-набора по определению кариеса зубов SmileCheck. Многие дети не любят чистить зубы и боятся стоматологов, поэтому с этим тестом вместе с родителями они не только смогут найти кариес, но и узнать, что его вызывает сахар. С помощью безопасных материалов делается слепок зубов ребенка, который потом заполняется специальным гипсовым составом с красителем, реагирующим на продукт брожения сахара. Если какое-то место на модели меняет цвет, значит там есть кариес. Мне кажется, очень круто, что, несмотря на ограниченное количество реактивов и времени, мы смогли проработать идею и прийти к такому результату.
Никита Ваулин
студент четвертого курса физико-механического института СПбПУ
― Сейчас я изучаю белки, вовлеченные в работу CRISPR-Cas системы иммунитета бактерий. С помощью этой системы можно разрезать и уничтожить ген, в котором закодировано генетическое заболевание, и дальше система репарации клетки исправит повреждение. На школе я захотел отойти от «мокрых» исследований в лаборатории и больше использовать программирование. С помощью ИТМО, который известен благодаря своим программистам, и школы я хотел сделать первые шаги в изучении софта.
В рамках воркшопа мы с коллегами — Валерией Сучёк, Светланой Васильевой, Анастасией Грицевой и Екатериной Марковой ― изучали вид ящериц, которые при скрещивании с другими ящерицами дают партеногенетическое потомство. Поэтому в секвенированном геноме ящериц мы искали, что могло повлиять на смену полового размножения на бесполое. Надеюсь, что наше исследование позволит лучше понять процесс партеногенеза и, возможно, мы сможем извлечь из этого пользу.
Полина Павлова
студентка третьего курса биологического факультета КубГУ
― Я занимаюсь микробными топливными элементами и разрабатываю биологический дрон для диагностики окружающей среды на основе электрогенеза бактерий: они потребляют неэкологичные вещества в воде и за счет этого вырабатывают электричество. В результате можно понять, где вода наиболее грязная и какая там концентрация загрязнения.
На школе мы разрабатывали экобатарейку, электричество для которой производят микроорганизмы, поглощающие вредные для природы вещества. Идея в том, чтобы получить достаточно мощный микробный топливный элемент, который смог бы зарядить телефон. Мне очень понравилось участие в SCAMT Workshop Week: я улучшила навыки общения с людьми из разных вузов и направлений в стрессовых условиях, а также навыки публичных выступлений на питч-сессиях.
Егор Укладов
студент четвертого курса факультета естественных наук НГУ
― Сейчас я занимаюсь изучением одной из систем репарации ДНК, активность которой зачастую повышена в раковых клетках. Гипотетически, если наш метод оценки активности этой системы будет работать, мы сможем предсказать эффективность химиотерапии еще до начала ее применения.
На воркшопе вместе с Анной Дергилевой, Данилей Габудиновой, Ариной Богомазовой, Алексеем Шефером и Любовью Кузнецовой мы разрабатывали модель онкологического исследования. Для этого мы вырастили клетки колоректального рака (рака прямой кишки) и обработали разными химическими модификациями препарата для химиотерапии, чтобы узнать, какие части структуры препарата отвечают за токсический эффект. Это необходимо, потому что исходное соединение не идеально, то есть оно может убивать не только раковые, но и здоровые клетки. Однако благодаря нашему проекту мы сможем определить, какую его часть можно доработать, чтобы сделать препарат более опасным для рака и менее токсичным для организма человека.
О SCAMT я узнал от подруги, участвовавшей в школе, и друга, который поступил в ИТМО, поэтому решил отправить заявку. Мне хотелось посмотреть, как выглядит наука за пределами Новосибирска. Оказалось крайне полезно послушать лекции о микроскопии и цитофлуориметрии и узнать лайфхаки, как сделать публичные выступления и презентации лучше.
