Энергетика

У исследователей из Университета Райса появилась идея смешать две формы нитрида бора, мягкий и твердый, сделать из смеси нанокомпозит и посмотреть, что получится. Оказалось, что тепловые и оптические свойства смешанного материала сильно отличаются от среднего значения двух разновидностей нитрида бора. Композит из этих двух, казалось бы, противоположных материалов превзошел их по разным функциональным возможностям.

Как на Земле зародилась жизнь? Этот вопрос не дает покоя ученым всех времен. Мы постоянно рассказываем о гипотезах, описывающих, как это случилось. Сегодня предлагаем вам еще одну.

Астрофизики впервые обнаружили сложные органические молекулы в межзвездной пыли ранней галактики. Ученые полагают, что крупные молекулы полиароматических углеводородов могли становиться центром притяжения, зародышами для образования частиц пыли, при конденсации которых образовывались новые звезды.

Пористый монтмориллонит Na_x(Al, Mg)_2-3Si₄O₁₀(OH)₂∙nH₂O способен сильно увеличивать свой объем и поглощать органические и неорганические соединения. Эту глину можно применять для доставки лекарств, очищения крови и желудочно-кишечного тракта от вредных веществ, выведения аллергенов, бактерий и вирусов из организма, поглощения тяжелых металлов и пр. Ученые из Института химии силикатов имени И.В. Гребенщикова РАН выяснили, как изменяются свойства синтетических монтмориллонитов в зависимости от условий их получения. Оказалось, их токсичность можно значительно снизить, если оптимизировать условия синтеза и правильно подобрать исходные вещества. Уже такие синтетические глины можно использовать в медицине.

Ученые МИФИ давно изучают гиперкубан (C₄₀H₂₄), которая имеет две оболочки, вложенные одна в другую. Форма молекулы похожа на проекцию четырехмерного куба на трехмерное пространство. Физики решили теоретически проверить, сможет ли молекула гиперкубана образовать кристаллы. Они провели квантово-механическое моделирование, построили структурные модели кристаллов и рассчитали их оптические свойства. Результаты превзошли все ожидания — две формы молекулы оказались полупроводниками, третья — проводником. Сейчас авторы работы оценивают возможности применения гиперкубанов в литий-ионных аккумуляторах.

Пекинские физики научились покрывать листовые материалы жидкими легкоплавкими соединения галлия, индия, висмута и олова. Избранный ими способ оказался неожиданно простым. Проводящая электрический ток бумага сохраняет механические свойства и легко складывается в разные объемные фигуры. Она имеет память формы, поэтому из нее можно изготовить разные электронные приборы, например приемные и передающие антенны. Сейчас инженеры заняты разработкой оборудования для массового производства.

В состав волос входят два ценнейших вещества: белок кератин и высокомолекулярные пигменты со сложным составом — меланины. Оба эти природные вещества можно было бы использовать в медицине. Но для этого их надо извлечь из волос. Химические методы, конечно, есть, но они жесткие, использующие агрессивные вещества, которые ломают структуру меланина, да и кератина тоже. Теперь такой мягкий, неразрушающий метод извлечения появился.

С оксидом кремния дела на Земле обстоят неплохо — больше половины земной коры именно из него. И применяется он тоже весьма широко — в любом компьютере, в любом радиоприемнике и радиопередатчике, а в новом веке — в детекторах гравитационных волн. За какие заслуги и благодаря каким свойствам?

Строгой зависимости плотности вещества от атомного номера и атомной массы нет. Почему так? Видимо, потому, что плотность зависит от двух факторов: массы атома, прежде всего его ядра, и от того, как атомы упакованы, фактически от размера атома. Попробуем эту зависимость проявить на примере металлов и полуметаллов.

Про окислительный стресс известно немало. Он развивается, когда не справляется антиоксидантная защита. Восстановительный стресс изучен гораздо хуже. Стресс на то и стресс, чтобы не проходить без последствий. Избыток окислителей связывают с нарушением клеточных функций и развитием сердечно-сосудистых, нейродегенеративных и онкологических заболеваний, а также со старением. Последствия восстановительного стресса сейчас активно исследуют.

«Дождевая вода мягкая, поэтому, если ею вымыть волосы, они станут мягкими и шелковистыми», – разъясняют сайты красоты. И в чем-то они правы: действительно, в дождевой воде нет солей, однако эта картина сильно упрощена, есть еще некий таинственный химический процесс.

Вопрос о происхождении земных элементов и их изотопов решает теория образования Солнечной системы. В начале года в журнале Science появилась работа английских ученых, посвященная изучению изотопного состава метеоритов. Исследователи проанализировали 18 метеоритов на предмет содержания в них пяти разных изотопов цинка. Из них 7 карбонатных метеоритов происходило из внешних областей Солнечной системы, 11 некарбонатных – из внутренних. Затем ученые сравнили изотопные соотношения с земными. Оказалось, что метеориты, родившиеся от астероидов внешней частей Солнечной системы, поставили около половины земного цинка. Этот вывод резко противоречит современным теориям происхождения ранней Солнечной системы. Согласно им Земля формировалась в основном из материала ее внутренних частей.

Реакции, катализируемые гамма-излучением, могут производить аминокислоты. Возможно, этот процесс внес свой вклад в возникновение жизни на Земле.

Уже три десятилетия физики обсуждают идею о том, что при остывании до минус 100°C, вода должна разделяться на две несмешивающиеся жидкости. Физики на суперкомпьютере исследовали образование двух фаз разной плотности при фазовом переходе первого рода в сильно переохлажденной воде. Ученые применили нейронную сеть, обученную на результатах расчетов по теории квантового функционала плотности. Искусственный интеллект подтвердил существование фаз. Методологию компьютерного расчета планируют применить к другим веществам, например полимерам.

Ученые разработали метод синтеза новых кристаллов, состоящих из двух и более химических элементов. Его идея родилась при изучении двухкомпонентных растворов веществ, одно из которых очень сильный растворитель, другое – нет. Эффективность подхода ученые продемонстрировали в высокотемпературных растворах состава AOH/AX (A = Li, Na, K или Rb; X = Cl или I). Уже синтезировано тридцать ранее неизвестных соединений. Работа обещает создание новых сверхпроводников, магнитных веществ и материалов для электрических батарей.

Японские ученые изучили коррозию стали в жидком олове при температуре от 400 до 600ºC. Оба материала планируют применять в будущих термоядерных реакторах непрерывного действия. Исследователи установили, что на поверхности стали при 500ºC нарастал слой FeSn₂ в сторону жидкого олова. Рост слоя интерметаллида внутрь твердой стали был заметен спустя 250 часов и происходил за счет диффузии атомов олова вдоль границ мартенситной структуры. Авторы работы выявили ключевой механизм разрушения стали в жидком олове. Статья появилась в журнале Corrosion Science.