Фундаментальные основы инновационных технологий, направленных на улучшение качества жизни человека в современном обществе

Объекты исследования - физические материалы, биохимические, физиологические и экологические процессы. Цель работы - проведение фундаментальных исследований в области физики, биологии и экологии для разработки передовых технологий, нацеленных на повышение качества жизни человека в современном обществе. Работа включает 6 разделов - 1) создание и изучение свойств новых биосовместимых наноматериалов, 2) новые типы сенсоров в виде вживляемых нанонитей, 3) изучение молекулярных основ воспаления, 4) новые подходы к реабилитации нейродегенеративных заболеваний, распространенных на Европейском Севере, 5) биоиндикация экологического состояния прибрежных территорий, 6) инновационные методы изучения криминалистически-биологических аспектов смерти. На этапе 2022 г. завершены экспериментальные исследования и сделаны выводы из полученных результатов. На данном этапе получены следующие результаты: 1) созданы коаксиальные нанонити Y3Fe5O12@NKN, обладающие мировой новизной. В рентгеновских дифрактограммах нанонитей YIG, NKN и YIG@NKN зарегистрировано уширение дифракционных линий, что позволит оценить механические напряжения в образующих нанонити компонентах. Показано, что в образцах NKN, легированных эрбием, кроме псевдокубического Na0.35K0.65NbO3 (NKN), присутствуют тетрагональный NbO2, кубический Er2O3 и моноклинный ErNbO4. Разработан метод измерения кривых магнитострикции ферромагнитных лент и проволок по отклику тензодатчика на программируемое изменение продольного магнитного поля. Обосновано введение в выражение для энергии "энтропийного члена", стремящегося выровнять намагниченности в разных направлениях. Метод пригоден для исследования магнитострикционных свойств YIG и YIG@NKN нанофайберов. 2) Обнаружена сильная размытость коэрцитивной функции по температуре легированной пленки, которая указывает на усиление роли деформационных искажений мартенситного перехода при введении примеси вольфрама. Одинаковые гистограммы распределения размеров зерен чистых и легированных пленок VO2 говорят о слабом влиянии примеси W(VI) на процесс роста зерен VO2. Это связано с одинаковыми условиями их синтеза, кристаллохимическим подобием оксидов V(IV) и W(VI) и близостью ионных радиусов V(IV) (0.073нм) и W(VI) (0.072 нм). Проводимость пленок растет с ростом концентрации примеси из-за замещения части центров V4+ ионами W6+. В легированных пленках при замещении иона V4+ ионом W6+ должны возникать два иона V3+, что диктуется необходимостью сохранения электронейтральности, т.е. возникают дефекты донорного типа. Образование дефектов донорногого типа приводит к росту проводимости и снижению температуры фазового перехода металл-полупроводник. 3) Белок ZBP1 способен влиять на синтез провоспалительных цитокинов посредством взаимодействия с RIPK1 и индукции NF-κВ, ZBP1 круциальный фактор активации множества провоспалительных путей, вероятно, посредством взаимодействий с TRIF, ZBP1 контролирует воспаление, вызванное LPS, определяя время формирования воспалительных комплексов, LPS ап-регулирует экспрессию факторов выживания, которые в модели ингибируются с помощью 5z7. Эти результаты применимы к изучению молекулярно-генетических механизмов переключения одного типа клеточной гибели на другой и выбора пути элиминации клетки. 4) Моделированная при помощи "сухой" иммерсии краткосрочная микрогравитация не оказывает негативное влияние на гемодинамические параметры и регуляторные механизмы сердечной деятельности здорового человека, что может использовано для обоснования кратковременных суборбитальных полетов для космических туристов. Показано, что краткосрочная микрогравитация потенциально может оказать благоприятное влияние на параметры ходьбы у больных паркинсонизмом. Представлены теоретические основы взаимодействия температурного и гравитационного фактора в их влиянии на двигательную систему и двигательную активность, включая мышечный тонус. 5) Впервые получены значения активности каталазы и супероксиддисмутазы в талломах лишайников H. physodes и P. aphthosa на разных стадиях онтогенеза. Исследованные галофиты литорали Белого моря активно накапливали высокие уровни железа (6.49 - 71.63 г/кг), в основном подземными органами растений, что указывает на их значимость в качестве модельных объектов в мониторинге нарушений среды. За счет аккумуляции железа галофиты литорали Белого моря являются участниками биогеохимического круговорота железа и основными сайтами его фиксации в системе берег–море и могут рассматриваться как потенциальные фиторемедиаторы прибрежных территорий. 6) Установлено сходство посмертных процессов в организмах человека и свиньи на стадии разложения и структуры доминирования некрофильных организмов, заселяющих труп, схожая динамика относительных показателей импеданса хрящевой ткани и кожно-мышечного лоскута трупов свиней и человека, что позволяет рекомендовать труп свиньи в качестве модели трупа человека, как для научных исследований, так и для определения давности наступления смерти в практике судебно-медицинской экспертизы