Науки о Земле

На циклотроне Национальной лаборатории Лоуренса в Беркли ищут неизвестные ядра. Интенсивный ионный пучок при его падении на мишень с трансурановыми элементами дает возможность выбить из нее элементы с номерами более 114. Синтезированные сверхтяжелые ионы, которые вылетают из мишени, разделяют в электромагнитном сепараторе и детектируют. После запуска нового шведского детектора элементов, состоящего из 14 кремниевых пластин, экспериментаторам удалось обнаружить две цепочки распадов ядер ливермория (116 протонов). С этого года начнется длительная серия по синтезу нового элемента с номером 120, которая может занять несколько лет.

Ученые выяснили, что сильно анизотропные кристаллы InSeI нанометровой длины в зависимости от температуры меняют свой цвет от желтого к оранжевому. Явление связано с линейной температурной зависимостью длины волны света, соответствующей границе полосы поглощения InSeI. Это позволяет откалибровать кристалл так, чтобы дистанционно измерять его температуру оптическими методами. Эти наносенсоры не менее чем на порядок чувствительней любых других. Они нужны многим потребителям, в том числе для научных исследований и промышленности. К примеру, они смогут измерять температуру электронных приборов и разных компонентов компьютерной техники.

Диоксид циркония в виде тонких пленок или наночастиц перспективен для транзисторов и мемристоров, а также устройств энергонезависимой памяти нового поколения. Он хорошо совместим с кремнием, который составляет основу современной электроники. Российские ученые разработали новую промышленную методику синтеза при комнатной температуре оксида циркония со стабильной тетрафазой. Наночастицы диоксида получают в плазме аргона с кислородом при давлении на порядки меньшем атмосферного. Ученые исследовали фазовый состав частиц и эффект резистивного переключения между двумя состояниями материала.

Каждый год лучи Солнца доставляют на Землю энергию на три порядка превышающую потребности человечества. Пока на мировом рынке доминируют кремниевые солнечные батареи, однако их эффективность ограничена. Физики придумали, как повысить эффективность солнечных элементов из гидрогенизированного кремния с помощью пленки тетрацена. Его ненасыщенные химические связи с флуктуирующей энергией, которые возникают на границе пленки с подложкой, резко ускоряют перенос экситонов через этот раздел. Расчеты на суперкомпьютере показали высокую эффективность таких элементов.

Сканирующий туннельный микроскоп c движущейся иглой можно использовать для химической модификации отдельных молекул. Исследователи научилась синтезировать радикалы с двумя неспаренными электронами и стереоизомеры дигидроазулена на поверхности гексабромзамещенного тринафтопропеллана, осажденного на подложки серебра. Режимы образования двух стереоизомеров и радикала регулирует ток через острие. Чтобы продемонстрировать воспроизводимость и управляемость структурной изомеризации, ученые нанесли на поверхность соединения закодированную фразу. Изомеризация нужна для создания углеродных наноструктур, получения новых квантовых материалов и магнитных молекул.

Превращать азот атмосферы в сложные соединения, да еще в нормальных условиях, умеют только азотфиксирующие бактерии. Человеку для этого нужны высокая температура и давление. Так было до окончания многолетней работы исследователей из России и КНР, которые научились с помощью обычной воды превращать атмосферный азот сразу в два биологически активных вещества: гидроксиламин NH₂OH и нитроксил HNO. Это не чудо, а результат напряженного интеллектуального труда.

Есть вещества, которые играют заметную роль в нашей жизни. Например — этиловый спирт. И, похоже, значение этилового спирта мы все же недооценивали. Как выяснили астрофизики, сфера его влияния — не только Земля, но и вся Вселенная.

У кукурузы как кормовой культуры есть масса достоинств. Недавно ученые обнаружили у нее еще одно необычное свойство. И связано оно с мышьяком.

Что влияет на количество теанина в чае? Этот вопрос исследовали китайские ученые. Они тщательно изучили и сравнили по содержанию теанина 17 сортов чая и выяснили, что все зависит от количества и активности азотфиксирущих бактерий, обитающих на корнях чайного куста.

Астрофизики уверены, что тяжелые элементы рождаются в реакциях захвата при слиянии нейтронных звезд и взрывах некоторых типов сверхновых. Однако такие реакции сложно изучать в лабораторных условиях, их неясные детали обычно экстраполируют на основе теоретических представлений. Ученые изучили коллективную статистику тяжелых элементов, образовавшихся в результате ядерных распадов в 42 старых звездах Млечного Пути, и выявили новые корреляции концентраций элементов вблизи середины Периодической системы. Эти элементы могли возникнуть при делении более тяжелых, пока неизвестных науке элементов с массой не ниже 260, которые появились в результате быстрого нейтронного захвата.

По оценкам Всемирной организации здравоохранения, 420 тысяч человек ежегодно умирают от испорченной пищи, а болеет от нее каждый десятый. В поисках эффективных и безопасных консервантов исследователи обратились к эфирным маслам.

Медики уже не одно столетие пытаются найти причину явления, которое они окрестили «болезнью красного вина». Но никак не выходит. Очередной подход к снаряду сделали исследователи из Калифорнийского университета.

С–Н связь — одна из самых сильных связей в природе, разрыв которой катализируют палладий и родий. Ученые нескольких европейских университетов сделали шаг к разгадке механизма этого катализа. Физики провели эксперименты на самых мощных и коротких источниках рентгена в мире, лазерном и синхротронном. Исследователи использовали вспышки рентгеновского излучения для зондирования электронных состояний реагентов. Теоретики провели расчеты квантово-механической модели явления, которые позволили четко идентифицировать перетекание электронного заряда между катализатором и группой С–Н.

Богатые нейтронами изотопы кислорода не встречаются в природе. Международная команда ядерщиков сообщила о первом наблюдении двух новых изотопов с массовыми числами 27 и 28, полученных из потока ядер фтора-29. Оказалось, что они существуют лишь как короткоживущие резонансы и быстро превращаются в кислород-24 и три или четыре нейтрона. Теоретические предсказания энергий распада разошлись с экспериментом. Эффективность образования изотопа кислорода-28 также не соответствовала представлению о полном заполнении ядерных оболочек 20 нейтронами. Ученые работают над внесением теоретических поправок в ядерные модели.

Процесс производства жидкого топлива из угля, биомассы или природного газа был изобретен в двадцатые годы прошлого века Францем Фишером и Хансом Тропшем. Это преобразование моноксида углерода и водорода в сложные молекулы углеводородов с использованием Fe, Co, Ni, Os, Th, Zr и пр. в качестве катализаторов. Ученые установили, что реакция взаимодействия газообразных угарного газа и водорода с одинаковыми парциальными давлениями, проходящая на кобальте с оксидом церия, волнообразна. Периодически меняются ее температура и скорость, а значит и выход конечных продуктов. После ряда экспериментов ученые поняли механизм обратной связи, стоящий за автоколебаниями. Авторы надеются, что их исследование приведет к оптимизации производства топлив и масел.

Американские химики разработали топливо на основе имидазола, которое не загорается от источника открытого огня. В нормальных условиях оно имеет низкую точку плавления и низкое давление паров, а воспламеняется только при пропускании через него электрического тока. После ряда экспериментов ученые разобрались в свойствах топлива и механизмах, происходящих в нем явлений, а также научились управлять его воспламенением и гашением. Интересно, что новое топливо можно смешивать с традиционными.