Школьницы против ковида

Условия пандемии порой способствуют научной креативности. Так, недавно стало известно, что две выпускницы школ с Дальнего Востока под руководством ученого разработали ткань, способную уничтожать вирусы. В том числе и пресловутый SARS-CoV-2, вызвавший эпидемию COVID-19.

17‑летняя Светлана Петрук из города Дальнереченска Приморского края и ее ровесница Дарья Ткачева из города Свободного Амурской области познакомились, еще учась в школе и участвуя в образовательном проекте для старшеклассников в Дальневосточном федеральном университете (ДВФУ).

«История создания продукта началась с конкурса «Большая перемена», где я познакомилась с представителями сообщества Axiom Community, которые уже занимались проектом SensPin, – вспоминает Светлана. – Они придумали датчик, способный определять чистоту медицинской маски. В прошлом году этот проект занял первое место на международной выставке, в которой теперь участвуем мы. Ребята предложили присоединиться к ним. Меня как биохимика эта мысль очень заинтересовала с самого начала. Но все зашло настолько далеко, что теперь это полностью отдельный проект».

Девушек курировал заместитель директора по развитию Школы биомедицины Вадим Кумейко. «Изначально мы пришли с этой идеей к нему на консультацию, – рассказала Светлана. – Идея ему очень понравилась, и он предложил помощь. Информации, которая у нас имелась, было недостаточно. Всегда есть нюансы, которые знают только люди, работающие в этой сфере давно».

В общей сложности процесс разработки занял полгода. Большая часть прошла в дистанционном режиме. На создание готового продукта под названием AXIOM AntiVIRAL Products, представляющего собой антивирусный тканевый материал для производства медицинских изделий, имеющий длительный срок эксплуатации, ушло чуть больше недели лабораторной работы.

Суть в том, что на обычную ткань прикрепляются молекулы лиганда – вещества, способного идентифицировать вирусы и бактерии и нейтрализовать их. Чтобы провести очистку ткани от болезнетворных микроорганизмов, достаточно просто ее выстирать.

«С теоретической точки зрения наш проект был очень хорошо проработан, изначально мы все просчитали: какого вещества сколько нужно, как сделать ту или иную реакцию, – говорит Света. – На атомно-силовом микроскопе мы просматривали структуру получившегося материала, какая она была до, как она выглядит уже с захваченными молекулами». По словам девушки, еще предстоит проверить, насколько материал будет адаптирован к новым мутациям вирусов.

Сейчас AXIOM AntiVIRAL Products находится на стадии патентования. А пока Света и Даша, в этом году уже окончившие среднюю школу, вышли в финал Международной выставки юных изобретателей Exhibition for Young Inventors (IEYI)-2021. Они очень надеются, что их открытие найдет широкое применение в медицине и, возможно, даже будет спасать жизни и здоровье людей.

Это далеко не первый пример, когда школьники ведут серьезную работу в области науки и медицины. Так, в начале этого года Алена Владимирова и ее подруга Алина, девятиклассницы из Кемерова, во время практики в местном технопарке изобрели дыхательный тренажер, который можно использовать для реабилитации больных с пневмонией, в том числе коронавирусного характера. Прибор способствует уменьшению одышки, снижает зависимость от медицинского ингалятора и восстанавливает правильную работу легких. При этом его стоимость гораздо ниже, чем у других аналогов.

Алина нарисовала на компьютере трехмерную модель тренажера, а Алена распечатала на 3D-принтере прототип из особого экологичного пластика. «Мы поняли, что все тренажеры действуют по одному принципу – оказывают давление на легкие. Мы изучили эргономику человека и пришли к выводу, что создать тренажер по данному принципу будет очень просто», – говорит Алена Владимирова.

10 приборов переданы для пробных испытаний в центр для реабилитации пациентов после COVID-19. Возможно, со временем тренажер будет модифицирован, например, в него вмонтируют датчики для измерения параметров вдоха и выдоха. Если разработка пройдет медицинскую сертификацию, то ее запустят в массовое производство. Правда, для этого изначально требуются инвесторы.

А 17‑летняя Дассия Тейлор из американского города Айова-Сити на школьной научной ярмарке представила уникальное изобретение – специальные хирургические нити, способные предупредить о развитии у пациента инфекции. Над своим ноу-хау девушка начала трудиться еще в 2019 году, используя для этого школьный кабинет химии. Интересно, что в основе новой технологии лежит краситель из свекольного сока.

Дело в том, что в норме pH (водородный показатель) нашей кожи является кислотным и составляет около 5 единиц, тогда как воспалительный процесс повышает его уровень до 9 единиц. А свекольный сок способен на это реагировать и менять цвет с карамельно-красного на темно-фиолетовый. Выяснилось, что если нанести краситель на шовную хирургическую нить, изготовленную из смеси хлопка и полиэстера, то она изменяет цвет уже спустя пять минут после инфицирования раны.

Дассия стала одним из победителей конкурса научных открытий и получила приз в сумме 25 тысяч долларов (чуть меньше двух миллионов рублей), а также школьную премию Сиборга. Правда, в дальнейшем девушка не планирует становиться ученым, она собирается изучать политологию в Университете Говарда. Научная деятельность для нее просто хобби.

Однако нельзя не отметить, что в целом интерес школьников к науке только возрастает. Этому способствуют многочисленные научные конкурсы и проекты для учащихся, в рамках которых они получают возможность тесно контактировать со специалистами в различных областях знания. И в итоге зачастую изобретения и проекты, созданные школьниками, ни в чем не уступают разработкам профессионалов, а то и превосходят их. Возможно, столь высокий уровень объясняется тем, что подростки видят практические перспективы исследований и очень серьезно и ответственно относятся к результатам своего труда.