Морской еж против рака: на что ученых вдохновляют подводные обитатели

Кальмар имеет три сердца, мозг и умеет принимать быстрые решения, а еще он меняет цвет под действием электрических разрядов. И это не все, на что способен моллюск: в Японии придумали, как превратить кальмара в робота, а британские ученые научились из морских водорослей делать датчики контроля за здоровьем.

Какие еще удивительные технологии можно найти на дне морском? Рассказывает программа "Наука и техника" с Михаилом Борзенковым на РЕН ТВ.

Краска из раковин устриц спасет от жары

Люди привыкли спасаться дома от духоты под вентилятором или кондиционером, а потом переплачивать за электричество. Эти приборы больше не понадобятся, потому что для прохлады мы будем красить крыши устрицами. Во Франции перемололи тонны раковин моллюсков и получили белый пигмент, который отражает лучи солнца.

"Краска снижает температуру в здании на семь градусов. Три слоя способны отразить до 90% солнечного света. А кальций, который содержится в раковинах устриц, делает слой очень стойким. Покрыть пигментом можно не только крышу, но и фасады здания, тогда охлаждающий эффект увеличится. Правда, пока мы точно не знаем, как краска поведет себя под дождем и как часто ее надо обновлять", – рассказал соучредитель компании – производителя наружных красок из раковин устриц Даниэль Саймон.

Краска из раковин устриц, уверяют разработчики, сократит расходы на охлаждение квартиры примерно на 40%, а ведь морские обитатели не только спасут наши кошельки, но и помогут победить в войне с соседями.

Водоросли помогут справиться с шумом

Шумовая атака дрелью сведет с ума кого угодно, и спасут нас от громких соседей водоросли. Инженеры из Индии сделали из морских растений мембраны, которые не пропускают звук. Многие знают, что водоросли содержат агар-агар, растительный заменитель желатина. Обычно из него готовят кисель или мармелад. Но если к веществу добавить глицерин и целлюлозу, а затем раскатать смесь в тонкую пленку, то такой материал заглушит даже грохот перфоратора.

"Пористый материал может справиться с шумом в разном диапазоне – от баса до визга. Причем в несколько раз лучше, чем пенопласт, который часто используют для звукоизоляции. Мы испытали мембрану из водорослей на латунной трубе с двумя микрофонами внутри. На одном конце конструкции был громкоговоритель, а другой мы закрыли пленкой. По микрофонам удалось установить, что звук, который шел от динамика, отражался обратно в трубу", – пояснил доцент кафедры машиностроения Индийского технологического института Чиндам Чандрапракаш.

Мембрана полностью биоразлагаема и подойдет не только для отделки квартиры: водорослями можно обшить здания, салоны автомобилей и даже самолеты. И не беспокоиться о неприятном запахе: после обработки морских растений никакого характерного амбре не будет.

Водоросли могут заменить электроды на теле пациента

Подводные обитатели еще и помогут следить за здоровьем. В Англии водорослями хотят заменить кучу электродов на теле пациента. Ученые из Сассекса разработали из морских растений гидрогелевый сенсор. Достаточно нанести состав тонким слоем на кожу, и он измерит пульс и температуру тела, а затем по проводу передаст данные на медицинский прибор.

"Морские водоросли – это хороший изолятор тока. Но если к измельченному растению добавить графен, то получится электропроводящая пленка. При погружении в соляную ванну она впитает воду, и образуется мягкий, губчатый электропроводящий состав, который сможет считывать импульс сердечных сокращений. Внешне гидрогель похож на переводную татуировку, его можно нанести на любой участок тела, а потом просто съесть. Состав для человека совершенно не опасен", – заявил директор школы математических наук Технологического университета Сиднея, соавтор исследования Энтони Дули.

Такие гелевые датчики, считают инженеры, можно использовать даже вместо привычных фитнес-браслетов. Правда, как прикрепить на пленку из водорослей дисплей, они пока не придумали.

Светящиеся бактерии помогают тестировать антибиотики

Крымские ученые с помощью бактерий из Черного и Азовского морей проверяют эффективность антибиотиков.

"Готовим раствор антибиотиков. Далее добавляем бактериальную суспензию. перемешиваем, так как бактерии оседают", – показывает ассистент кафедры медицинской и фармацевтической химии института биохимических технологий, экологии и фармации КФУ им. В.И. Вернадского Селина Османова.

Исследователи охотятся за так называемыми биолюминесцентными видами микроорганизмов. Именно эти бактерии излучают свет в любой жидкости и становятся своеобразными маркерами для подходящего состава антибиотика.

"Поскольку антибиотики подавляют жизнь микроорганизмов, мы изучаем их воздействие на наши бактерии путем изучения изменения свечения бактерий под действием антибиотиков. Для этого мы в наши приборы вносим образцы или же пробы, которые состоят из антибиотика и тест-бактерий, и регистрируем изменение свечения наших тест-объектов на протяжении времени", – поделился с РЕН ТВ доцент кафедры медицинской и фармацевтической химии института биохимических технологий, экологии и фармации КФУ им. В.И. Вернадского Сергей Сафронюк.

Яркость бактерий анализирует специальная программа; чтобы получить результат, ученым нужно всего 15 минут. Чем меньше микроорганизмы светятся в растворе с антибиотиком, тем выше антибактериальные свойства лекарства.

Морской еж может помочь медикам в борьбе с онкологией

А ведь морские обитатели способны не только помочь в создании эффективных препаратов: они готовы доставлять их к больным органам.

"Это черный морской еж, вообще у нас представлены зелено-серые и черные морские ежи. Они обитают на побережьях разных бухт", – показала лаборант-исследователь лаборатории ядерных технологий института наукоемких технологий и передовых материалов ДВФУ Олеся Капустина.

Морские ежи могут помочь медикам в борьбе с онкологией, уверяют ученые из Владивостока. В панцире животных много кальцита – минерала, который встречается в известняке и меле. Он состоит из многоярусных ячеек, а значит, способен хорошо впитывать лекарство, но это не все. Так же хорошо кальцит постепенно высвобождает препарат небольшими дозами. Эти свойства сделали морских ежей идеальными курьерами, которые могут доставить лекарства прямо к больному органу, не подвергая опасности остальные.

"В них помещается после термообработки еж. В него добавляется специальный раствор, чтобы модифицировать этого ежа. Уже после этого ставятся вот в такие зажимы. Так как процесс гидротермальный, проходит под высоким давлением и температурой. После чего данные контейнеры помещаются в микроволновую печь", – поделился с телеканалом научный сотрудник лаборатории ядерных технологий института наукоемких технологий и передовых материалов ДВФУ Олег Шичалин.

После обработки в микроволновке температурой до 200 градусов получаются наночастицы в виде микрокапсул. Именно они и должны доставить лекарство прямо к опухоли. Это сделает химиотерапию менее опасной, уверяют ученые. Ведь препарат не затрагивает здоровые клетки, а постепенно разрушает только злокачественные ткани. Дальневосточные исследователи уже испытали изобретение на искусственной плазме крови.

"Это сорбент, на который насаживается противоопухолевый препарат и дальше хирургическим путем помещается в место раковой опухоли. Препарат высвобождается именно в месте раковой опухоли, не затрагивая окружающие ткани. Раковая опухоль исчезает, при этом сам материал резорбируется, то есть повторное его извлечение не требуется", – заявила Олеся Капустина.

Кальмар вдохновил инженеров на создание особых роботов

Морских существ используют в медицине, строительстве, а еще создают из них роботов.

В природе, чтобы быстро передвигаться, кальмар набирает воду в тело, его мантия расширяется, а затем сильно сжимается и выбрасывает наружу струю, словно ракета. Такая способность зависит от определенных мышц моллюска, которые в этот момент сокращаются. Инженеры из Хоккайдо так вдохновились его особенностями, что разработали материал с такими же свойствами. Для этого они пропитали замороженные тушки головоногих раствором с синтетическими полимерами.

"Мы нагревали материал при 50 градусах в течение 12 часов и в результате получили очень прочный тягучий гидрогель. Он содержит природные волокна и полностью имитирует свойства живой ткани моллюска. Композит хорошо сокращается, но при этом крепче ее в четыре раза. Материал выдерживает килограмм веса, поэтому подойдет для производства мягких роботов и гибких сенсоров", – объяснила профессор кафедры мягкой материи высшей школы естественных наук Университета Хоккайдо Цзянь Пинг Гонг.

Медики уже присмотрелись к гидрогелю и хотят использовать кальмаров для производства эластичных протезов.

Выходит, обитатели морского дна не так уж от нас и далеки. Благодаря новым технологиям уже скоро мы будем жить с ними буквально бок о бок. Подводные растения очистят воду из-под крана и спасут от шума и жары в квартире, а морские животные – сохранят жизнь.

О самых невероятных достижениях прогресса, открытиях ученых, инновациях, способных изменить будущее человечества, смотрите в программе "Наука и техника" с ведущим Михаилом Борзенковым на РЕН ТВ.