Горынин И.В., Кузнецов П.А., Галяткина Л. В., Бутусова Т.Ю., Сурма С.В .* , Щеголев Б.Ф. *

1. Горынин И.В., Кузнецов П.А., Галяткина Л. В., Бутусова Т.Ю., Сурма С.В.*, Щеголев Б.Ф.* Федеральное государственное унитарное предприятие Центральный научно-исследовательский институт Конструкционных материалов «Прометей» Перспективы применения магнитных экранов на основе аморфных и нанокристаллических сплавов в биологии и медицине ФГУП ЦНИИ КМ «Прометей», * Институт физиологии им. И.П.Павлова РАН

2. Магнитоэкранированная комната BMSR-2 (PTB, Берлин, Германия) • Предназначена для защиты от магнитного поля земли и низкочастотного магнитного поля, а также электромагнитного поля. • Применение: • исследование биомагнетизма • проведение биоэлектрических и биомагнитных исследований в полях менее 1нТл; • медицинская диагностика и фармакинетика; • магнитоэнцефалография Создана на основе классического сплава MUMETALL. Имеется возможность использовать магнитомягкие сплавы с нанокристаллической структурой!

3. Объем производства аморфных сплавов отечественными и зарубежными производителями 90% 10% • Области применения аморфных сплавов: • компоненты цифрового телекоммуникационного оборудования • магнитные сердечники и индуктивные компоненты малых размеров • аморфные сплавы-припои • магнитные и электромагнитные экраны С 2005 года компания “HITACHI Metals” налаживает производство магнитных экранов из аморфных лент сплава FINEMET (Fe-Cu-Nb-Si-B).

4. Струя расплава СХЕМА ПОЛУЧЕНИЯ АМОРФНОЙ ЛЕНТЫ Аморфная лента Диск - холодильник

5. СХЕМА ПРОЦЕССА ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ Изменение структуры ленты Нагрев ленты 500°С ПЕЧЬ Аморфная фаза Кристаллическая фаза Магнитная проницаемость Время обработки 60 5 55 10 50 45 15 40 20 35 25 30 Время

6. СХЕМА ПОЛУЧЕНИЯ МАГНИТНОГО ЭКРАНА Полимерная пленка Металлополимерный композит Металлическая лента Полимерная пленка Ламинатор

7. ПРОЦЕСС ПОЛУЧЕНИЯ МАГНИТНОГО ЭКРАНА

8. ПРИМЕНЕНИЕ МАГНИТНЫХ ЭКРАНОВ Экранированный бокс для биологических экспериментов Защитный жилет Экранированный силовой кабель Экранированное помещение

9. Исследование влияния низкочастотных магнитных полей на сердечно-сосудистую систему крыс и эффективности его экранирования Совместно с ФГУ “Центре сердца, крови и эндокринологии имени В. А. Алмазова Росмедтехнологии ” Камера D=9.7 см, L= 40 см, коэффициент экранирования 160 Динамика изменения артериального давления и частоты сокращения сердца у крысы. Вертикальными линиями выделен период нахождения животного под воздействием ЭМИ, горизонтальными – исходный уровень регистрируемых параметров ЭМИ Экран После помещения животного в экранирующую камеру, уровень АД давления через 100-110 мин восстанавливался до исходного уровня, частота сердечных сокращений оставалась более высокой Хрусталева Р.С., Фармаковский Б.В., Кузнецов П.А., Васильева О.В., Сурма С.В., Щеголев Б.Ф., Цырлин В.А. Применение новых магнитных наноматериалов для защиты биологических объектов от влияния электромагнитного излучения.// Монография «Нанотехнологии в биологии и медицине» под ред. Е.В.Шляхто, изд. «Любавич», СПб, 2009, с.213-224.

10. ИЗУЧЕНИЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ ЭКРАНИРОВАННОГО ПОЛЯ ЗЕМЛИ НА ДЕЛЕНИЕ, ДИФФЕРЕНЦИРОВКУ И ФУНКЦИОНАЛЬНУЮ АКТИВНОСТЬ КУЛЬТИВИРУЕМЫХ МЫШЕЧНЫХ КЛЕТОК, А ТАКЖЕ НА СКОРОСТЬ СОКРАЩЕНИЙ КОЛОНИЙ КАРДИОМИОЦИТОВ Совместно с Институтом эволюционной физиологии и биохимии им. И.М.Сеченова РАН Камера D=10 см, L= 40 см, коэффициент экранирования 80 Экранирование ГМП временно подавляет деление и дифференцировку скелетных миоцитов. Частота и амплитуда сокращений колоний кардиомиоцитов в культуре после 4-х часового экранирования резко падает, воздействие на сократительную способность зрелых кардиомиоцитов носит необратимый характер Кардиомиоциты (крыса) Павлов А. Е., Спивак И. М., Куранова М. Л., Сурма С. В., Щеголев Б. Ф., Кузнецов П. А., Стефанов В. Е. Воздействие гипомагнитного поля на живые системы // Вестн. С.-Петерб. ун-та. Сер. 4. 2010. Вып. 2.

11. с Изучение реакции клеток линии VH-10 (Р53 статус, митохондриальная сеть), а также выявление роли пластичности клеток в адаптации организма к внешним воздействиям в ответ на экранирование геомагнитного поля Совместно с Институтом цитологии РАН, Санкт - Петербург a) Состояние митохондриальной сети после 3-х часовой экспозиции в экранированных условиях; b) Восстановление митохондриальной сети через 12 часов экранирования; c) Упорядоченная, регулярная митохондриальная сеть Камера D=26 см, L= 84 см, коэффициент экранирования 400 Обнаружен эффект воздействия экранированного поля Земли на клетки VH-10, который оказался сходным с клеточным ответом на повреждение ДНК и, при котором, вероятно, задействован АТМ-зависимый сигнальный путь. Конструкция позволяет исследовать влияние гипомагнитных условий на генную структуру, возникновение наследственных болезней Павлов А. Е., Спивак И. М., Куранова М. Л., Сурма С. В., Щеголев Б. Ф., Кузнецов П. А., Стефанов В. Е. Воздействие гипомагнитного поля на живые системы // Вестн. С.-Петерб. ун-та. Сер. 4. 2010. Вып. 2.

12. Исследование вариабельности морфологических свойств микромицетов при экспонировании их в экранированном магнитном поле ЗемлиСовместно с Санкт-Петербургским Государственным Университетом (Биолого-Почвенный факультет) Значительное временное запаздывание фазы спороношения вмицеальных грибах Ulocladium consortiale (Thum.) Simmons (Deuteromycota, Hyphomycetes) и Neurospora crassa Shear et. B.O. Dodge штамм F-872 ВКМ (Ascomycota, Sordariomycetes) вплоть до ингибирования процессов образования спор Камера 21х21х15 см. Коэффициент экранирования 24 Полученные результаты могут найти практическое применение в связи с проблемами биоповреждений и биоустойчивостью различных материалов (антикварных книг, рукописей, картин, уникальных экспонатов, военных и гражданских архивов) Е.Ю. Быстрова, Е.В. Богомолова, Ю.М. Гаврилов, Л.К. Панина, В.Е. Стефанов, С.В. Сурма, Б.Ф. Щеголев. Исследование влияния постоянного магнитного и экранированного геомагнитного полей на развитие колоний микромицетов// Микология и фитопатология. 2009. Т. 43, вып. 5, С. 70 – 78.

13. изменение степени взаимодействия между клетками и, как следствие, возможность влияния на скорость метастазирования На тканевом уровне неинвазивное воздействие и регулировка параметров артериального давления и частоты сердечных сокращений - и как следствие: оказание экстренной терапевтической помощи больным артериальной гипертензией На органном уровне изменение поведенческих реакций и состояния иммунной системы - и как следствие: изменение адаптационных способностей человека к воздействию, в том числе и экстремальному, окружающей среды На уровне целостного организма Перспективы применения магнитных экранов в биологии и медицине неинвазивная альтернатива медикаментозным способам лечения различных заболеваний На клеточном и субклеточном уровне Исследование влияния измененного естественного геомагнитного поля на биологические объекты, в том числе и экранированного, позволит изучить механизмы воздействия таких полей, а следовательно снизить возникновение отклонений в адаптации и поведенческих реакциях, например, при космических полетах, а также уменьшить долговременные отрицательные последствия (особенно генетические).

14. ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ УНИТАРНОЕ ПРЕДПРИЯТИЕ ЦЕНТРАЛЬНЫЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ КОНСТРУКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ “Прометей” Российская Федерация, 191015, Санкт- Петербург, ул. Шпалерная, д. 49 Тел.: (812) 274-37-96 Факс: (812) 710-37-56 E-mail: mail@crism.ru www.crism-prometey.ru СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ!

15. ФГУП ЦНИИ КМ «Прометей» ЛАЗЕРНОЕ СПЕКАНИЕ

16. ЛАЗЕРНЫЙ СИНТЕЗ – ЭКОЛОГИЧЕСКИ ЧИСТАЯ ТЕХНОЛОГИЯ,РЕАЛЬНАЯ ЭКОНОМИЯ ВРЕМЕНИ И РЕСУРСОВ(от идеи до получения готового изделия) ФГУП ЦНИИ КМ «Прометей» Классические технологии Изготовление форм, моделей и вставок для литья Механическая обработка, резка, сварка… Получение отливок Готовое изделие Выплавка стали, сплава Технологии лазерного синтеза Лазерный синтез изделия по CAD-модели Создание компьютерной 3D-модели Готовое изделие

17. МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ЛАЗЕРНЫЙ КОМПЛЕКС ФГУП ЦНИИ КМ «Прометей» для изготовления и восстановления изделий сложной формы из металлических порошковых материалов ЛАЗЕРНЫЙ СКАНЕР ДЛЯ ОЦИФРОВКИ ФИЗИЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВ Используемые материалы: металлические порошки чистых металлов и сплавов Ti, Ni, Co, Al, Cu и др., а также сталей различного назначения, акриловые полимеры. • Возможности установок: • получение 3D- и CAD-моделей изделий сложной формы; • идеально подходят для задач реверс-инжиниринга; • контроль и анализ отклонений форм изделий; • быстрое создание, восстановление и ремонтизделий сложной формы (в том числе со сложными внутренними полостями) за один технологический цикл, которые трудно или невозможно получить традиционными методами (лопатки турбин, колеса насосов, фильер для получения тонких проводов, элементов систем управления и т.д.); • изготовление функционально-градиентных покрытий; • изготовление штучных и индивидуальных изделий медицинского назначения (протезы, имплантаты, инструмент); • - возможность создания изделий уникального дизайна и эксклюзивной сувенирной продукции.

18. ФГУП ЦНИИ КМ «Прометей» ПРИНЦИПЫ ПОЛУЧЕНИЯ НАНОСТРУКТУРИРОВАННЫХ ПОРОШКОВЫХ МАТЕРИАЛОВ Плазмохимический синтез. Наноструктурированные покрытия технологии сверхскоростного гетерофазного переноса Механическое легирование Наноразмерные порошки 3-100 нм Высокоэнергетический механосинтез Δh Дисперсно-упрочненные композиты с металлической матрицей Н Плотноупакованная структура Пористость менее 0,5 % Наноструктурированная порошковая матрица 20-50 мкм ОБЪЕМНОЕ МОДИФИЦИРОВАНИЕ В РАСПЛАВЕ, СВАРОЧНЫЕ, САМОФЛЮСУЮЩИЕСЯ, ТВЕРДОСПЛАВНЫЕ, ВИБРОДЕМПФИРУЮЩИЕ МАТЕРИАЛЫ

19. ФГУП ЦНИИ КМ «Прометей» ПОЛУЧЕНИЕ ДИСПЕРСНЫХ И НАНОСТРУКТУРИРОВАННЫХ ПОРОШКОВЫХ МАТЕРИАЛОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СВЕРХСКОРОСТНОГО МЕХАНОСИНТЕЗА • Преимущества технологии: • Сохранение структуры материала. • Высокая производительность установок по сравнению с планетарными, шаровыми мельницами. • Высокоскоростной механосинтезнаноструктурированных армированных и плакированных порошковых материалов (частота вращения рабочих роторов 300 с-1). • Механосинтез композиционных порошковых материалов интерметаллических, керметных, металл - тугоплавкое соединение, металл-твердая смазка, металл-алмаз. Получение плакированных порошков Me1 Получение армированных порошков Измельчение Ме 2 Me1 Ме2 Ме1 Ме2 Ме1 Ме1 • Измельчение и получение порошковых материалов различного класса и назначения (в том числе: магнитных; магнитострикционных; каталитических; износостойких; коррозионностойких и сплавов-припоев) дисперсностью от 1 мкм и более с твердостью по шкале мооса до 10 ед. • Производительность установок от 5 до 200 кг/час, возможность обработки порошковых материалов на воздухе, в инертной среде и вакууме.

20. ФГУП ЦНИИ КМ «Прометей» СОЗДАНИЕ ДЕТАЛЕЙ СЛОЖНОЙ ФОРМЫ МЕТОДОМ ЛАЗЕРНОГО СИНТЕЗА 20

21. ФГУП ЦНИИ КМ «Прометей» ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ ПРИМЕНЕНИЯ ЛАЗЕРНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ Машиностроение Судостроение Авиация Нефте-, газо- химическая промышленность Сельско- хозяйственная техника Автомобиле- строение функциональные элементы систем промышленной экологии Элементы современной медицинской техники Энергетическая промышленность

22. ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ УНИТАРНОЕ ПРЕДПРИЯТИЕ ЦЕНТРАЛЬНЫЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ КОНСТРУКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ “Прометей” Российская Федерация, 191015, Санкт- Петербург, ул. Шпалерная, д. 49 Тел.: (812) 274-37-96 Факс: (812) 710-37-56 E-mail: mail@crism.ru www.crism-prometey.ru САНКТ-ПЕТЕРБУРГ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НАУЧНЫЙ ЦЕНТР РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ!