Разные разности

22.09.2016 22:12:00

Аналог пирита поможет получать водород на солнечной энергии.

Водород — топливо той безуглеродной экономики, которая стала целью человеческой цивилизации после подписания Парижских климатических соглашений в конце 2015 года. Однако сейчас его получают электролизом воды, а электричество для этого добывают, сжигая все то же ископаемое топливо. Разрешить эту неувязочку мечтают фотохимики: они планируют использовать каталитический фотолиз воды, то есть разложение ее солнечным светом. Пока что эффективность процесса невелика, да и катализаторы дорогие — на основе платиноидов.

Физики из Висконсинского университета в Мэдисоне решили применить для решения этой задачи самые передовые теоретические знания и рассчитали катализатор методами квантовой механики. Расчет показал, что с задачей может справиться сульфид кобальта, но не простой: часть серы в нем должна быть заменена фосфором, который при освещении даст больше электронов.

Синтезировав рассчитанное соединение в виде нанопроволочек и прочих наночастиц, исследователи провели контрольные опыты и получили высокую эффективность преобразования солнечных фотонов в водород — 4,7%. Это на данный момент рекорд для фоторазложения воды с применением распространенных веществ.


«Nature Materials», 2015, 14, 1245; doi: 10.1038/NMAT4410

 >>
20.09.2016 22:11:00

Органические вещества образуются на межзвездных пылинках.

После того как зонд «Филы» в 2015 году обнаружил во льду кометы Чурюмова — Герасименко аминокислоту глицин, адепты гипотезы панспермии получили новый козырь: кометы не раз бомбардировали Землю и имеющиеся в них кирпичики белковой жизни могли стать основой первичного питательного бульона. А откуда аминокислота в комете? Комета состоит из первичного вещества той туманности, что породила Солнечную систему, стало быть, аминокислота присутствовала в ее пыли. А значит, где-то там, вдали от небесных тел, при температуре около абсолютного нуля идет синтез сложных веществ. Но как?

Аспирант Лейденского университета Даниель Пардекопер провел прямые эксперименты по выяснению механизма. Согласно его гипотезе, реактором служат частицы пыли, составляющие облака темных межзвездных туманностей. За миллионы лет минеральная основа пылинок покрывается льдом из легколетучих соединений; есть там и вода, и простейшие углеродные соединения — метан и метанол. Облака подвергаются постоянному облучению как фотонами высоких энергий, так и быстрыми ядрами. Они разрывают связи в молекулах воды и органики, создавая радикалы. Вступив в реакцию, те формируют более сложные молекулярные структуры.

Проведя эксперименты с пылинками в условиях, близких к космическим, Пардекопер сумел получить такие важные органические молекулы, как жиры и сахара. Аминокислот он, правда, не получил, указав, что этим займутся последователи. Однако уверенность, что именно ледяные частицы межзвездной пыли в составе комет или метеоритов доставляют первичные кирпичики жизни на планеты, отчего белковая жизнь должна быть вездесуща, он приобрел и постарался убедить в этом ученый совет во время защиты диссертации.

Тем временем японские астрохимики, работающие с данными инфракрасного телескопа ALMA, в 2014 году нашли вокруг протозвезды L1527 интересные кольцевые структуры. Внешнее кольцо протопланетной туманности было обогащено SO, а внутри располагались области, обогащенные ненасыщенными углеродными соединениями — ССН и циклическим С3Н2. Сегодня, анализируя состав облаков у формирующейся планетной системы IRAS 16293-2422A, они обнаружили внешнее кольцо, обогащенное карбонилсульфидом OCS, и внутреннее — метилформиатом HCOOCH3. Анализ скоростей движения потоков этих газов показал, что последний устремляется внутрь, к звезде, то есть может оказаться в составе формирующихся планет. Если не разложится при нагреве.


Агентство «AlphaGalileo», 28 июня 2016 года

 >>
17.09.2016 22:09:00

Опыты по выращиванию овощей и зелени на почве, подобной грунту Марса и Луны, проходят успешно, но не без сложностей.

Когда колонисты прилетят на Луну, а потом на Марс, они станут выращивать там еду. Естественно, с использованием местной почвы. В отличие от земной, она не только длительное время подвергалась облучению, но и обогащена тяжелыми металлами. Съедобны ли будут плоды лунной или марсианской земли? Этим вопросом озадачились голландские космобиологи из Вагенингеновского университета во главе с Вигером Вамелингом. Они намешали субстраты, по минеральному и элементному составу подобные лунному реголиту и марсианскому песку, добавили органические вещества и вырастили фасоль, салат, редиску и шпинат. К удивлению исследователей, растения не вобрали в себя тяжелых металлов: их содержание оказалось ниже, чем в контроле, который получали на земной почве. Сейчас опыты продолжают с помидорами, картошкой, рожью, горохом, однако на проведение химических анализов у исследователей нет денег; они объявили о сборе народных пожертвований (http://crowdfunding.wageningenur.nl/project/planten-kweken-op-mars). Спонсорам обещан ужин, приготовленный из «марсианских» овощей.

Тем временем на Международной космической станции, продолжая успешные опыты по выращиванию пшеницы на станции «Мир», вырастили салат и теперь готовятся к получению урожая сладких перцев. Этот опыт будет проходить на аналоге земной почвы, но в условиях невесомости. Цель та же — убедиться, что урожай съедобен.


Агентство «AlphaGalileo», 27 июня 2016 года

 >>
14.09.2016 22:07:00

Вырубка елей, заболачивание земель и выращивание мхов — вот стратегия борьбы с торфяным пожаром.

s20160821 zl2.png

Торфяные пожары — мировая проблема, поскольку торфоразработки в XX веке затронули значительные площади в северных странах. В XXI веке спрос на пальмовое масло стал причиной осушения торфяников для посадки пальм и в Юго-Восточной Азии. Цена таких пожаров велика: тысячи погибших от дыма, сгоревшие поселки, огромные выбросы вредных веществ в атмосферу; только в 2013 году азиатские торфяные пожары дали миллиард тонн углекислого газа. Удивительно, что причиной пожаров становятся не только прямые разработки болот, но и противопожарные мероприятия. Так, в Канаде прозевали плотное заселение болот елками: обычно лесной пожар сильно прореживает молодую поросль. Теперь деревья не только усиленно испаряют воду, но и затеняют почву, препятствуя росту нового мха. Почва иссыхает и может загореться, после чего пожар уйдет вглубь. «В конце концов вы получаете ландшафт, где горючего материала гораздо больше, чем до противопожарных мер», — отмечает Джеймс Уадингтон, профессор канадского Университета Мак-Мастера.

Что же делать? По мнению Уадингтона, надо не только рубить деревья и обводнять высушенные болота, но еще и сажать мох, который создаст влажную подушку на поверхности и, как показывают исследования, способен полностью предотвратить пожары. Это дорого, но лишь такое восстановление торфяных болот будет эффективным.


Агентство «NewsWise» 24 июня 2016 года

 >>
10.09.2016 22:01:00

Стволовые клетки для регенерации мышц удастся выращивать в большем количестве.

s20160807 zl1.png

Миодистрофии — наследственные заболевания, при которых происходит деградация мышечной ткани, — на нынешнем этапе развития медицины неизлечимы. Методы тканевой инженерии с использованием стволовых клеток дают надежду, что в будущем болезнь удастся победить. Для этого нужно научиться выращивать стволовые мышечные клетки, чтобы потом их подсадить пациенту и вызвать регенерацию его скелетных мышц. Но растут такие клетки в культуре крайне неохотно, зато при трансплантации охотно погибают, давая мало мышечных клеток. Поэтому исследователи ищут коктейль веществ, который сделал бы размножение стволовых мышечных клеток надежным. (Отметим, что этот же вопрос волнует и тех, кто надеется выращивать из стволовых клеток животных мясные продукты.)

Очередную попытку предприняли японские исследователи из Национального центра неврологии и психиатрии в Кодаире во главе с доктором Такедой Синъиси. Они обработали сателлитные мышечные стволовые клетки веществом из группы цитокинов, так называемым фактором, ингибирующим лейкемию, — LIF. И когда такие клетки подсадили подопытной мыши, они дали в три раза больше мышечной ткани, нежели в контроле (на фото новые клетки ярко светятся). «Насколько нам известно, это первый опыт, показывающий эффективность LIF в регенерации мышц, — говорит доктор Такеда. — Правда, механизм действия фактора пока неизвестен».


«Journal of Neuromuscular Diseases», 2016, 3, 2; doi: 10.3233/JND-160156

 >>
07.09.2016 21:58:00

Для утилизации углекислого газа растениями нужен азот. Его дадут грибы-симбионты.

Потепление климата связано с увеличением содержания углекислого газа в атмосфере. Казалось бы, это должно повышать продуктивность фотосинтеза, однако многие эксперименты показывают, что растения отнюдь не спешат наращивать биомассу в таких условиях. Впрочем, другие исследования дают противоположный результат. Это вносит неопределенность в модели будущего климата.

Международная группа, которую возглавлял аспирант лондонского Королевского колледжа Сесар Терер Морено, предприняла титаническую работу, проанализировав данные более восьми десятков экспериментов, и нашла, что все дело в доступности азота. Когда его мало, растение не может усвоить избыточный углекислый газ; требуется подкормка. Но не всегда. Если это растение живет с таким сообществом грибов (микоризой), которое извлекает из почвы именно азот, то и без удобрений фотосинтез идет ускоренно. Альтернатива — микориза, преимущественно выделяющая из почвы фосфор, — утилизации углекислого газа не поможет. (Почему-то в поле зрения исследователей не попали бобовые растения, которые снабжают себя азотом с помощью клубеньковых бактерий.) Анализ видовых предпочтений показал, что грибы, добывающие из почвы азот, дружат с деревьями, а фосфор — с травами. Стало быть, по мере развития глобального потепления нас ожидает наступление леса и бобовых на злаковую степь. Ну а человек, создавая микоризные препараты, сможет повысить урожайность без дополнительных удобрений. Работы над созданием таких препаратов активно идут в странах с передовым сельским хозяйством, вроде США.


Агентство «NewsWise», 27 июня 2016 года

 >>
04.09.2016 21:56:00

Здоровая пища проходит сквозь организм быстро.

О том, что обитатели нашего кишечника в значительной степени определяют наше здоровье, а порой и поведение, нынче знают все, кто интересуется проблемой здорового питания. Но вот как? Путешествие пищи по многометровому кишечнику человека заново исследовали микробиологи из Технического университета Дании во главе с докторантом Генрихом Мюнхом Роагером; их интересовали вещества возникающие при бактериальной переработке пищи. На первом этапе, что неудивительно, микробы разлагают углеводы, извлекая из них наиболее доступную энергию. Ничего плохого для человека при этом не происходит. Но вскоре углеводы заканчиваются, приходится разлагать гораздо более разнообразные по составу и строению вещества — белки и нуклеиновые кислоты. Чем дальше микроб живет от входного отверстия и ближе к выходному, тем менее удобоваримые соединения достаются ему — и тем в более вредные для человеческого организма вещества он их преобразует. Иными словами, нежелательно, чтобы пища в кишечнике задерживалась очень уж надолго. Побочным результатом исследования оказалось разоблачение мифа о том, что разнообразие кишечной микрофлоры свидетельствует о здоровье человека: нисколько, потому что разнообразие создается именно необходимостью разлагать все менее и менее съедобные соединения.

Рекомендации, которые дают исследователи на основании этих результатов, новизной не блещут: потреблять больше пищевых волокон и запивать их водой, чтобы ускорить прохождение, а мясом, богатым белками и тяжелым для желудка, не злоупотреблять. Про то, что сдабривание пищи специями и травами, не говоря уж про употребление спиртовых настоек до и после еды, способствует выделению желудочных соков и, стало быть, ускоряет переваривание, Роагер ничего не говорит, видимо оставляя тему на откуп другим ученым.


«Nature Microbiology», 2016, 16093; doi:10.1038/ nmicrobiol.2016.93

 >>
01.09.2016 21:51:00

Существует сверхпроводник, в котором нарушена симметрия.

Селенид висмута Bi2Se3 — удивительное вещество: этот интерметаллид — топологический изолятор: электрический ток течет у него только по поверхности, не проникая в глубь материала, а если добавить немного стронция, то он обретает способность переходить в сверхпроводящее состояние, то есть проводить ток без сопротивления.

Согласно теории Бардина — Купера — Шриффера, сверхпроводимость осуществляют куперовские пары — вступившие во взаимодействие посредством колебаний решетки электроны, ставшие как будто одной частицей. Их спины складываются, и такая частица обладает целым значением этого квантового числа, то есть подчиняется статистике Бозе — Эйнштейна, а не Ферми — Дирака, как одиночные электроны. Бозе-частицы конденсируются, именно из-за этого возникает сверхпроводимость. Магнитное же поле ее разрушает, освобождая электроны от связей между ними.

А вот в случае висмута, очевидно, происходит не совсем так. Решетка этого вещества сильно анизотропна, она состоит из слоев. Понятно, что свойства вещества вдоль и поперек слоев — разные. Но вот исследователи из Амстердамского университета с коллегами из Фонда фундаментальных исследований материи обнаружили, что есть сильная анизотропия и в направлениях, параллельных слоям: значение критического магнитного поля, разрушающего сверхпроводимость, существенно изменялось, если его ориентировать вдоль разных направлений слоя. Иначе говоря, у этого вещества нарушена вращательная симметрия — обычно подобные нарушения обсуждает физика элементарных частиц, а не материаловедение. Теперь надо выяснить, каким образом для куперовских пар одно направление оказывается гораздо лучше, чем другие, казалось бы ничем не отличающиеся.

Интересно отметить, что еще с XIX века упоминания об удивительных свойствах соединений висмута встречаются в научных текстах, посвященных проблемам антигравитации (см. «Химию и жизнь», 1998, № 2).


Агентство «AlphaGalileo», 28 июня 2016 года.

 >>
19.08.2016 00:57:00

...на мраморных колоннах и облицовочных плитах крипты базилики Рождества в Вифлееме обнаружено девять восточнославянских надписей XI—XVII вв.; они свидетельствуют о паломничестве в Святую землю в древнерусский период и позднесредневековую эпоху («Российская археология», 2016, 1, 25—36)...

...один из любимых модельных объектов биологов, кишечную палочку, предлагают заменить самой быстрорастущей бактерией в мире — Vibrio natriegens («Science», 2016, doi: 10.1126/ science.aag0626, http://biorxiv.org/content/biorxiv/early/2016/06/12/058487.full.pdf)...


...в эволюции морских лучеперых рыб биолюминесценция возникала минимум 27 раз, из них 17 раз благодаря симбиозу со светящимися бактериями (PLoS ONE, 2016, 11(6): e0155154. doi:10.1371/journal.pone.0155154)...


...почернение крыльев березовой пяденицы Biston betularia во время английской промышленной революции, сделавшее бабочку незаметной для птиц на фоне угольной пыли, было вызвано мобильным генетическим элементом («Nature», 2016, 534, 7605, 102—105, doi: 10.1038/nature17951)...


...исследование деформации отдельных щетинок с лап геккона токи ставит под сомнение гипотезу их динамической самоочистки, согласно которой эти щетинки рассматриваются как абсолютно упругие консольные балки, что важно для создания их искусственных аналогов («Доклады Академии наук», 2016, 467, 4, 492—495)...


...в полезащитных лесополосах на территории степных экосистем грачи и мелкие соколы живут смешанной колонией; при этом биологический центр колонии сокола располагается на географической и биологической периферии колонии грача, а ее биологический край—в центре грачевника («Зоологический журнал», 2016, 95, 4, 440—446)...


...чтобы атаковать хищника, например крокодила, электрический угорь Electrophorus electricus может выпрыгнуть из воды; это подтверждает историю, записанную фон Гумбольдтом, о том, как угри из мелкого пруда нападали на лошадей («Proceedings of the National Academy of Sciences USA», 2016, doi: 10.1073/pnas.1604009113)...

...если предположить, что «Полуночная поэма» Сапфо была написана на острове Лесбос около 570 года до н. э., то можно установить и время года — между 25 января и 31 марта, так как именно тогда Луна и Плеяды заходили раньше полуночи («Journal of Astronomical History and Heritage», 2016, 19, 1, 18—24)...

 >>
11.08.2016 01:00:00

Заброшенная шахта вносит вклад в парниковый эффект.

Уголь, извлеченный из шахты, несомненно, подогревает планету, причем дважды — за счет выделения тепла при горении и за счет углекислого газа, который мешает этому теплу рассеяться в космическом пространстве. Но может ли в этом процессе участвовать заброшенная шахта? Да, утверждает Дороти Веспер из Западного университета штата Виргиния. По шахте может протекать вода. Как правило, кислотность у этой воды повышенная. Стало быть, она растворяет карбонатные породы и обогащается углекислым газом. Когда такие воды попадают на поверхность, углекислый газ из них улетучивается. Впрочем, он может улетучиваться и внутри шахты, создавая колодцы с непригодным для дыхания воздухом.

Дороти Веспер измерила как содержание карбонатов в воде двух пенсильванских шахт, так и выделение углекислого газа на поверхности. Аппроксимировав потом полученные результаты на данные геологической службы о состоянии 140 заброшенных шахт этого штата, она сделала вывод, что эмиссия совсем не маленькая — как будто небольшая электростанция сжигает призрачный уголь заброшенной шахты.


Агентство «NewsWise», 17 июня 2016 года.

 >>

< 2 3 4 5 6 >

Разные разности

29.11.2017

«Опять ящик консервов, второй за месяц, небольшая вроде собачка, а сколько лопает», — любя ворчим мы на питомца. Сколько они лопают, подсчитал Грегори Окин из Университета Калифорнии в Лос-Анджелесе. Правда, пока только для американских собак и кошек.

>>
28.11.2017

Героизм невыгоден. Зачем умирать, когда ты не услышишь, как тебя за это хвалят, не сможешь больше приносить пользу своему делу? А если еще и родные пострадают — да стоит ли этого хоть одна святая цель?.. И все же есть люди, готовые погибнуть во имя такой цели. Калькулятор в голове перестает работать, когда в него вводят бесконечно большое число «высшей ценности».

>>
07.11.2017 10:00:00

...в США проект гражданской науки Citizen Continental-America Telescopic Eclipse собрал наблюдения затмения Солнца 21 августа с 55 телескопов, что позволило создать высококачественный видеоролик о солнечной короне («Nature», 2017, 548, 7669, 504—505, doi: 10.1038/548504a)...

>>
26.10.2017 10:00:00

Не секрет, что во всем мире есть группы людей, которые пытаются судить о человеке не по его талантам, а по той крови, что течет в его жилах. Одно время было популярно измерять форму черепа или носа, но этих измерителей ждал печальный конец. Теперь же появился абсолютный маркер – личный геном.

>>
25.10.2017 10:00:00

Удаленная работа бьет по транспорту — человек не ездит на службу, соответственно, не покупает ни билеты на автобус и метро, ни автомобиль. Сейчас наметилась еще одна жертва цифровой экономики — владельцы офисных помещений: многие работники свободных профессий отказываются от найма офисов и перемещаются в кафе.

>>