Учёные создали математическую модель, по которой возможно перенести производство лекарства на малые орбиты или на МКС
Учёные из Пермского национального исследовательского политехнического университета (ПНИПУ) рассказали о создании математической модели, позволяющей перенести производство лекарства в космос. Исследование опубликовано в журнале «Microgravity Science and Technology»
Исследователи вывели физическое уравнение, в котором вибрация и гравитация подавляют друг друга. Применение данной формулы поможет улучшить условия для выращивания специальных белковых кристаллов на космических станциях и сделает возможным перенос производства медикаментов на МКС.
Учёными было проведено исследование виброгравитационной конвекции, вследствие чего они решили задачи с плоской квадратной полостью, заполненной жидкостью, к тому же у плоскости ещё и было неравномерное поле температуры. Сама полость находится в слабом гравитационном поле и под действием вибрации. И вот исследователи сделали математические вычисления и получили формулу, при которой гравитация и вибрация будут подавлять друг друга, а жидкость внутри полости остается в состоянии покоя. И это значит, что ничего не будет мешать росту кристаллов. Сергей Плотников
Сергей ПлотниковОдин из авторов исследования, студент кафедры авиационных двигателей ПНИПУ
«Проведя исследование виброгравитационной конвекции — вида теплообмена, при котором внутренняя энергия передается потоками самого вещества в квадратной полости — мы получили возможность контролировать структуру течения жидкости и задавать ее движение внутри квадрата. Параметры можно подобрать так, чтобы течение жидкости внутри полости почти остановилось. Следовательно, ничего не будет препятствовать выращиванию белковых кристаллов».
На данный момент белковые кристаллы используют для разработки новейших лекарственных препаратов, направленных на борьбу против онкологических заболеваний, мышечной дистрофии и не только. Кристаллы растут в специальных растворах, а сама жидкость должна находиться в состоянии покоя в закрытом сосуде. Данные кристаллы невозможно вырастить на Земле из-за действия гравитации. Что касается МКС, то она обладает малым гравитационным полем, и на ней есть постоянные вибрации, а также она и находится в вакууме, это мешает верно рассеиваться колебаниям. На уровне математической модели учёные из ПНИПУ решили данную проблему.
Альберт ШарифулинДоцент кафедры прикладной физики
«Прекращение конвекций любого вида позволяет качественно выращивать кристаллы в невесомости с возможностью избежать неоднородности получаемого вещества».
По утверждениям исследователей, благодаря их разработке возможно будет создать производство кристаллов и лекарств на МКС или в будущем на созданных в космосе фабриках. Однако это пока математическая модель, и нужно дальше продолжать исследования для понимания как можно будет развернуть производство кристаллов в космосе.
