Разные разности

Иллюстрация Петра Перевезенцева

Человек есть то, что он ест. Известная формула, не правда ли? Но она не полная. Давайте сделаем ее полноценной: человек есть то, что он ест, пьет и чем дышит.

Вещества, содержащиеся в еде, воде и воздухе, могут поддерживать здоровье, а могут ему вредить. А что здесь важнее — еда, вода или воздух? Это зависит от того, чего мы потребляем больше.

Взрослый человек в день в среднем съедает около килограмма пищи. Выпивает 2 литра воды. А сколько воздуха он потребляет?

При каждом вдохе здоровый взрослый закачивает в легкие примерно пол-литра воздуха. В среднем в минуту мы делаем 14–20 вдохов. Значит, всего лишь за минуту через наши органы проходит 7–9 литров. За час — около 500 литров, за сутки — 12 000 литров, или 12 кубометров, воздуха.

Плотность воздуха, конечно, ничтожна, но если все правильно умножить, то получится 15 килограмм. Так что больше всего веществ мы прокачиваем через организм вместе с вдыхаемым воздухом. Поэтому содержание в нем посторонних и чужеродных веществ критично для человека.

Без всякой науки мы понимаем, что воздух должен быть чистым и свежим — в идеале с запахом полевых трав, леса, морского бриза, грибов, опавшей листвы, чистого дождя и снега. Но где взять такой воздух в городах, особенно в крупных, в той же самой Москве, например?

Дышать в мегаполисах и промышленных городах с каждым годом становится все труднее. И это касается всех городов мира. Ученые посчитали, что за сутки городской житель вдыхает 200 млрд мелких частиц пыли и половина оседает в его легких. А в Москве и в крупных городах каждый день оседают тонны пыли из воздуха.

Но если 150 лет назад в воздухе преобладала почвенная пыль и пыль дорог, по преимуществу грунтовых, которую приходилось глотать пассажирам карет и так называемых линеек, то теперь доминирует пыль техногенная. Что это такое, хорошо знают те, кто когда-нибудь бывал в окрестностях цементного завода. Мельчайшая цементная пыль покрывает все вокруг и висит в воздухе.

Но есть техногенная пыль, невидимая глазу, с очень мелкими частицами размером до 2,5 микрометра, которую выбрасывают в атмосферу предприятия самых разных отраслей промышленности, строительство и, конечно, автомобильный транспорт. В результате трения колес о дорожное полотно в воздухе оказываются мельчайшие частицы резины шин, корда и дорожного покрытия.

В Институте физики атмосферы РАН создали модель загрязнения атмосферы за 170 лет. Модель подтверждает то, что нам и так очевидно — в последние десятилетия дела идут всё хуже и хуже.

По данным Росгидромета, особенно грязным воздухом отличаются такие крупные промышленные центры, как Братск, Красноярск, Липецк, Магнитогорск, Медногорск, Нижний Тагил, Новокузнецк, Норильск, Омск, Челябинск, Череповец, Чита. Перечислила по алфавиту. Да и в Москве, скажу я вам как абориген, в центре дышать-то нечем из-за гигантского количества автомобилей и бесконечной, непрекращающейся стройки везде и замены дорожного покрытия, замены тротуарной плитки с летней на зимнюю и наоборот. Причем каждый год.

А грязный воздух с высокой концентрацией мельчайших частиц размером до 2,5 мкм, которые через легкие попадают в кровь, оборачивается серьезными проблемами для здоровья горожан — от респираторных до болезней Альцгеймера, Паркинсона и рака.

И вот вопрос — это только предположения ученых или связь пыли с болезнями существует? В научной литературе сегодня много статей, которые действительно фиксируют факты — корреляцию загрязненности воздуха и разных заболеваний. Но как это работает?

Впервые в мире, еще в середине 70-х годов, влияние тяжелых металлов на живые клетки исследовала замечательный ученый, вирусолог и генетик, доктор медицинских наук и профессор Галина Дмитриевна Засухина. Её результаты были опубликованы в журнале «Доклады академии наук» в 1977 году.

В лаборатории Галины Дмитриевны в академическом Институте общей генетики поставили такой эксперимент. Взяли живые клетки эмбриона курицы, инфицировали вирусом гриппа и затем воздействовали на них растворами солей тяжелых металлов. Причем это были растворы с ничтожными концентрациями солей, тысячные и сотые доли грамма на литр.

Исследователи хотели выяснить, влияют ли тяжелые металлы на продукцию интерферона в клетках. И оказалось, что влияют, да еще как. При добавлении солей тяжелых металлов в культуру клеток продукция интерферона, этого ключевого компонента иммунитета, снизилась в 60 раз по сравнению с контролем.

А это значит, что тяжелые металлы — фактор, питающий развитие эпидемий гриппа, потому что даже их ничтожные количества повышают восприимчивость живого организма к вирусам.

Тогда, 50 лет назад, статью не заметили. Но позже к этой теме вернулись, и во многих лабораториях мира в самых разных экспериментах исследователи еще раз доказали, что тяжелые металлы подавляют иммунитет и создают благоприятные условия для развития самых разных заболеваний, включая онкологию и тот же ковид.

Откуда в воздухе тяжелые металлы? — спросите вы. Их соединения попадают в атмосферу, как минимум, в результате сжигания разного рода топлива, угля, при выплавке самых разных металлов из руд.

Что же делать со всем этим?

В 2019 году в 12 крупных промышленных центрах по всей стране стартовал федеральный проект «Чистый воздух». В него вошли перечисленные уже города: Братск, Красноярск, Липецк, Магнитогорск, Медногорск, Нижний Тагил, Новокузнецк, Норильск, Омск, Челябинск, Череповец и Чита. В 2023 году к проекту «Чистый воздух» присоединились еще 29 городов с высоким и очень высоким уровнем загрязнения.

Задача проекта — к 2026 году снизить объем выбросов загрязняющих веществ более чем на 20%, а к 2030 году — вдвое.

Легко сказать. Но как сделать? К счастью, рецепты известны. Модернизация предприятий и котельных, оснащение их современными и мощными системами очистки выбросов, перевод отопления в домах с угля на газ, запуск общественного транспорта на электричестве и газомоторном топливе. И конечно — переход на малоотходные технологии, идеологом и пропагандистом которых был академик И.В. Петрянов-Соколов еще в 80-х годах прошлого века.

И конечно, необходим повсеместный и постоянный, в режиме онлайн, мониторинг качества воздуха. Этим занимаются стационарные и передвижные лаборатории. А кроме того, до конца 2025 года все предприятия будут оснащены системами автоматического контроля выбросов.

Первые промежуточные итоги показывают, что лед тронулся — воздух в городах-участниках проекта начал очищаться.

А между тем каждый из нас в своем доме может позаботиться о воздухе, которым дышит. Здесь нам помогут комнатные растения, которые умеют очищать воздух не только от пыли и органики, но и от плесени, невидимые споры которой болтаются в воздухе, и всяческих болезнетворных бактерий.

Например — кипарисовик забирает из воздуха практически всю пыль. Пеларгония, она же комнатная герань, уничтожает болезнетворные микроорганизмы и прочую невидимую гадость. Диффенбахия и пеперомия туполистная с красивыми мясистыми листочками безукоризненно обезвреживает и обеззараживает воздух. Говорят, что диффенбахия даже стафилококк изничтожает.

Красивый спатифиллум освобождает воздух от взвеси любой плесени и поглощает опасную органику, например формальдегид. Отлично очищает воздух декоративный папоротник.

И в очередной раз мы убеждаемся, что нет у нас лучшего друга и союзника, чем Природа. Она всегда приходит нам на помощь в трудных ситуациях. И мы должны платить ей тем же.

Иллюстрация Петра Перевезенцева

Месторождения самородного золота разбросаны по всему миру. В большинстве своем они находятся в горах и связаны с кварцевыми жилами. Именно из них извлекают 75% драгоценного металла.

Сами кварцевые жилы зарождаются во время землетрясений, когда по трещинам поднимаются горячие (200–650°С) гидротермальные растворы (флюиды) под давлением в 1–5 килобар. Чтобы образовалось месторождение кварцевых жил, требуются сотни, даже тысячи сейсмических событий, которые создают густую сеть трещин в горных породах. То есть горные породы должно основательно трясти.

Эти же флюиды содержат и золото, которое оседает в кварцевых жилах. Геохимики хорошо изучили этот процесс. А вот образование крупных золотин в кварцевых жилах — загадка. Образоваться геохимическим способом они никак не могут.

Судите сами. Растворимость золота во флюидах равна одной части на миллион (1 ppm). Значит, чтобы получить 10 килограмм золота, нужно взять 10 миллионов килограммов воды, что равноценно пяти олимпийским плавательным бассейнам. А ведь в жилах находят конгломераты золота и кварца весом в десятки и сотни килограммов (причем золота в них больше половины)! Вот вам и парадокс золотых самородков, который никак не могли разрешить.

Недавно австралийские ученые из Университета Монаша решили повнимательнее присмотреться к кварцу, в котором зарождаются золотые слитки. Какие у него есть необычные свойства? Одно такое свойство мы знаем — способность под давлением порождать пьезоэлектричество. Так, может, оно и причастно к самородкам?

Ученые взяли образцы кварца из подземного рудника Fosterville в штате Виктория в Австралии и нарезали из них 12 пластин, из которых одна половина играла роль контроля. Образцы поместили в камеру с раствором золота и линейным приводом, имитирующим сейсмические волны различной частоты. Экспериментировали с разными растворами, где золото образует комплексы с гидросульфидами, хлоридами или присутствует в виде наночастиц (Nature Geoscience).

У кристалла кварца более высокий пьезоэлектрический потенциал по сравнению с остальной горной породой. Причем лучше всего он срабатывает на стыке кристаллов кварца с проводящим материалом — золотом. И действительно пьезоэлектрический потенциал способствовал электрохимическому осаждению золота из флюидов. Причем наночастицы золота особенно охотно скапливались на поверхности кристалла кварца, действующей как электрод.

Ученые считают, что такие процессы, смоделированные в лаборатории, происходят и в природе. Авторы новой научной работы убеждены, что решили более чем вековой «парадокс золотых самородков».

…у людей с успешным фенотипом старения, то есть у долгожителей, более разнообразный состав микробиома, чем у среднестатистического человека («Бюллетень экспериментальной биологии и медицины»)…

…искусственный интеллект может с высокой точностью предсказать высокое кровяное давление с помощью акустического анализа речи человека (IEEE)…

…за четыре года, прошедших с момента возвращения «Чанъэ-5» на Землю, ученые проанализировали доставленный лунный грунт и нашли в нем минерал (NH₄)MgCl₃·6H₂O, который содержит более 40% воды (Nature Astronomy)…

…анализ выпадения осадков в 1056 городах по всему миру обнаружил аномалию: более чем в 60% этих городов выпадает больше осадков, чем в прилегающих сельских районах (Proceedings of the National Academy of Sciences)…

…высокие температуры повреждают обоняние шмелей и мешают этим важным опылителям находить цветы по их запаху (Nature)…

…Китай занял первое место по числу самых цитируемых исследований, вышедших с 2019 по 2023 год, в 57 областях, то есть почти по 90% направлений из списка; в остальных семи лидерство сохранилось за Соединенными Штатами (Australian Strategic Policy Institute)…

…деактивация гена SIRT1 в префронтальной коре самцов мышей, которая отвечает за планирование и социальное поведение, вызывает симптомы депрессии у животных (Molecular Psychiatry)…

…некоторые уникально талантливые собаки накапливают словарный запас из сотен названий игрушек и помнят эти слова не менее двух лет (Biology Letters)…

…полиакрилат серебра (аргакрил) обладает цитотоксическим действием на клетки опухолей человека in vitro, поскольку индуцирует однонитевые разрывы ДНК в клетке («Биофизика»)…

…у нового наноразмерного полупроводникового перовскита La0.25Sr0.75Sn0.4In0.25Ru0.35O3, полученного с помощью механохимического синтеза, более узкая полупроводниковая щель (~1.5 эВ) по сравнению с нелегированным станнатом стронция (Physical Chemistry Chemical Physics)…

…в течение первых 20 лет после выброса метан нагревает атмосферу почти в 90 раз быстрее, чем углекислый газ (Environmental Research Letters)…

…став отцами, мужчины, придерживающиеся нездоровой диеты с высоким содержанием холестерина, могут повысить риск сердечно-сосудистых заболеваний у своих дочерей (JCI Insight)…

Иллюстрация Петра Перевезенцева

Нынешнее небывало ураганное лето изрядно выкосило деревья в городах России. Деревья-гиганты буквально выворачивало с корнем. Городские службы в Москве не успевали распиливать павшие стволы и оттаскивать дровишки.

Смотрела я на все это и думала, что надо срочно восполнять ущерб и сажать новые деревья, потому что без них в большом городе, да еще в условиях очевидного потепления, будет совсем тяжко. Деревья охлаждают город, работая естественным кондиционером для горожан. Чем больше их, тем лучше для жителей. Не говоря уже о том, что деревья поглощают углекислый газ, насыщая городской воздух кислородом. Но какие деревья выбрать для города?

Понятно, что не каждое дерево приживется в каждом городе. У нас города озеленены в основном тополями. Их стали высаживать в 1950-х годах, когда началось массовое строительство пятиэтажек. Тополь прекрасный городской житель. Он очень быстро растет, легко адаптируется к шуму и пыли, дает богатую листву, поэтому хорошо защищает от шума, и т.д.

С тех пор прошло больше 70 лет. Деревья постарели, пирамидальные тополя подошли к концу своей жизни. И стали падать под давлением ветра. Корневая система тополя большей частью неглубокая, поверхностная. И если ее площадь меньше проекции пышной тополиной кроны, то сильный порыв ветра легко валит гиганта.

Старые и утраченные деревья надо заменять на новые. Я, например, не имею ничего против тополей. Просто надо высаживать мужские особи, чтобы не было опасного пуха в городе. В Екатеринбурге, например, начали высаживать березы, яблони и рябины. Они не такие мощные, как тополя, но красивые.

А что предлагает наука?

Исследователи из Мюнхенского технического университета обследовали 5600 городских деревьев по всей Германии и их взаимодействие с окружающей средой. Основное внимание ученые уделили 12 породам городских деревьев, включая клен, бук, каштан, липу, платан и робинию (лжеакацию), которые в совокупности в настоящее время составляют 60% древостоя в городах Германии.

На основе этих данных исследователи создали интерактивную программу «Городское дерево» (CityTree). Она учитывает местоположение, состояние почвы и освещенность в 34 городах и дает рекомендации, какие деревья стоит там сажать. Кроме того, программа определяет, какое количество CO₂ может поглощать каждое дерево в этом месте, насколько сильно оно охлаждает окружающую среду и сколько воды потребляет. Это упрощает поиск наиболее подходящего дерева для конкретного города и поселка.

Теперь такой поиск доступен всем озеленителям, городским службам, садоводам и обычным горожанам. Все желающие могут бесплатно использовать этот онлайн-инструмент, чтобы проанализировать насаждения в своем районе, дворе или саду и спланировать новые посадки.

Понятно, что не каждое дерево одинаково хорошо чувствует себя в разных городах. Например, модель показывает, что там, где тепло и мало осадков, лучше сажать платаны, клены или ясени, потому что они лучше переносят засуху.

А вот в более влажных городах со сравнительно большим количеством дождей будут уместны и полезны конский каштан и зимняя липа, но при условии, что для них достаточно места (Technische Universität München).

Я бы в Москве посадила все перечисленные деревья. Столица большая, места много, да и погода переменчивая — то засуха, то ливни. Москве нужно разнообразие.

Иллюстрация Петра Перевезенцева

Нам всем кажется, что время ускоряется. А на самом-то деле — наоборот. Оказывается, Земля замедляет вращение вокруг своей оси. И виной тому — глобальное потепление. Ну хоть какая-то польза от него есть.

Вообще, на скорость вращения земли вокруг себя влияет несколько факторов. Когда Земля только образовалась 4,5 млрд лет назад, один день на нашей планете длился меньше десяти часов, потому что скорость вращения Земли была значительно больше.

А потом появилась Луна и стала притягивать к себе Землю. Поначалу ведь Луна была к Земле гораздо ближе, она висела на высоте 17 000 км — видимая площадь диска была в 1000 раз больше, чем сейчас. Поэтому приливные взаимодействия Луны с Землей были немыслимо сильные.

Земля начала замедлять вращение, а Луна тем временем удалялась от Земли, пока не заняла устойчивую орбиту на расстоянии в среднем 384,4 тыс. км от Земли. Вращение Земли тоже стабилизировалось, и сутки растянулись до 24 часов.

Но есть еще несколько факторов, которые могут изменить длительность земных суток. Это распределение массы внутри Земли, ветры и температура атмосферы.

Исследователи из Швейцарского федерального института технологий в Цюрихе решили посмотреть с помощью моделей, как антропогенное изменение климата повлияет на вращение Земли. В этом деле им помогал искусственный интеллект. Исследователи сосредоточили внимание на том, как распределена масса по нашей планете.

Гигантские массы воды в виде льда все еще сконцентрированы на полюсах. Но ледники начали быстро таять, и большие массы воды устремились к экватору. В результате экватор утяжеляется и, соответственно, вращение Земли вокруг себя замедляется.

Исследователи сравнивают это явление с пируэтом фигуристки, когда она вращается на одной ноге вокруг своей оси. Если руки прижаты к телу — скорость вращения высока. Но стоит развести руки в стороны, как вращение будет замедляться. Чем дальше масса удаляется от оси вращения, тем больше физическая инерция и медленнее вращение.

В XXI столетии ледники начали интенсивно таять, и влияние этого процесса на вращение Земли усилилось. В результате сегодня продолжительность светового дня увеличивается на 1,33 миллисекунды в столетие. Это больше, чем в любой другой момент за последние несколько тысяч лет.

Казалось бы, какая ерунда — всего-то 1,33 миллисекунды. Считай, что ничего. Но это для нас, живущих на Земле, ничего. А вот для тех, кто отправляется в дальние космические полеты, это жизненно важные изменения, которые надо учитывать при расчетах.

К тому же здесь одно тянет за собой другое. Исследователи установили, что изменения на полюсах не только замедляют вращение Земли, но еще и отклоняют земную ось вращения на несколько сантиметров в год.

Допустим, космический корабль собирается опуститься в заданной точке на другой планете. На огромных расстояниях отклонение на Земле всего на 1 см может вырасти до сотен метров. И сесть в конкретный кратер на Марсе, который намеревались исследовать, не получится (Proceedings of the National Academy of Sciences).

Иллюстрация Петра Перевезенцева

Человечеству кажется, что никто кроме него не в состоянии позаботиться о биосфере и защитить ее от глобального потепления. Типичный антропоцентризм. Никто так не заботится о планете, как сама Природа. Стоить напомнить, что человечество — это лишь малая часть обитателей планеты, тысячные доли процента общей биомассы. А вот на долю растений приходится 97% биомассы, поэтому здесь они главные.

Они дают нам еду, дают нам материалы и поглощают углекислый газ, чтобы насытить атмосферу кислородом, необходимым для всего живого. Однако поглощением парникового газа СО₂ вклад растений в охлаждение планеты не ограничивается. Ведь кроме СО₂ в атмосфере есть и другие парниковые газы, не менее значимые.

Вслед за углекислым газом по значимости для глобального потепления следует метан. Его парниковые свойства горазд сильнее, чем у СО₂, но в атмосфере его меньше. Хотя скорость нарастания его количества в атмосфере больше, чем у СО₂. Тем не менее на его совести 17% парникового эффекта.

Давно известно, что прикорневая область деревьев выделяет метан. Это связано с жизнедеятельностью некоторых бактерий. Исследователи из Бирмингемского университета решили посмотреть, как распределяется выделение метана по всей высоте дерева. В центре их внимания были лесные деревья в тропической Амазонии, лиственные деревья в Великобритании и хвойные породы в Швеции. Исследователи закрепили датчики на стволах деревьев на разной высоте.

Оказалось, что вертикальная структура обмена метаном у деревьев в разных лесах одинакова. То есть природа использует универсальное решение: на всех участках основания деревьев в основном выделяли небольшое количество метана. Но начиная с высоты 130 см и выше деревья поглощают больше метана из атмосферы, чем выделяют.

Оказалось, что это результат деятельности бактерий, которые питаются метаном и живут в коре на высоких частях ствола. Исследователи говорят, что лучше всего поглощали метан деревья в тропических лесах. Вероятно, потому, что питающиеся метаном микробы особенно хорошо размножаются в условиях влажной жары.

Исследователи с помощью лазерного сканирования и спутниковых исследований определили общую площадь коры деревьев, которая поглощает метан. Оказалось, что если ее разложить на земле, как паззл, он покроет ровным слоем всю нашу планету.

Этот массив коры ежегодно удаляет из атмосферы 25–50 млн тонн метана. Приблизительно столько же поглощают метанотрофные бактерии, обитающие в почве.

Много это или мало? Давайте посмотрим. Ежегодно в атмосферу выбрасывается около 600 млн метрических тонн метана. По оценкам, две пятых этих выбросов поступают из природных источников, главным образом из гниющей растительности на болотах, а также из тающей вечной мерзлоты. Остальные три пятых связаны с деятельностью человека. Это транспортировка природного газа по трубопроводам, которые неизбежно подтекают, это угольные шахты, из которых сочится метан, это свалки, на которых гниющая органика выделяет СН₄, а также навоз на фермах и в коровниках.

Глобальное обязательство по выбросам метана, принятое на саммите по климату COP26 в 2021 году, предусматривает сокращение выбросов метана на 30% к концу десятилетия, то есть на 200 млн тонн в год. Так что метанпоглощающие способности деревьев вполне сопоставимы с этими объемами.

Исследователи надеются выделить микроорганизмы, забирающие метан из атмосферы и обитающие в коре. Им наверняка найдется применение. Как минимум — добавлять их в навоз.

А вообще надо вести себя прилично, не вопить о потеплении «Караул!», а прекратить вырубать леса. Это ведь продолжается до сих пор в Европе, которой нужно освободить место под рапсовые поля для биодизеля и для установки ветряков и солнечных панелей. Казалось, лесов там и не осталось. Но находят же!

Иллюстрация Петра Перевезенцева

Помните куплеты Мефистофеля из оперы Гуно «Фауст»? Ну если и не все куплеты, то уж одну фразу из них вы точно помните — «Люди гибнут за металл». За какой металл — понятно.

Действительно, у древних египтян, греков и римлян золото и серебро чаще других металлов использовали для изготовления монет. Постепенно золото приобрело статус замещающей валюты. Именно золото, а не серебро, потому что месторождений серебра гораздо больше, и его гораздо легче добыть. Дефицит и редкость — вот что делало металл драгоценным.

Золото — один из немногих металлов, который встречается в природе главным образом в виде самородков. Считается, что золотая лихорадка как явление началась в середине XIX века. Даже называют точную дату — 24 января 1848 года. В этот день плотник Джеймс Маршалл обнаружил золотой самородок, застрявший в колесе водяной мельницы. И началось. Собственно, на золотой лихорадке и поднялась богом забытая и безлюдная Калифорния. Именно там случилась эта находка.

А потом по США и по миру покатилась волна золотых лихорадок. Калифорнийская, австралийская, ново-зеландская, южно-африканская, клондайкская и аляскинская. Самая знаменитая — клондайкская 1898 года. Знаменитая только потому, что об этом Чарли Чаплин снял гениальный немой фильм, который вы наверняка смотрели.

У нас тоже была золотая лихорадка, правда, пораньше, чем в США, в 30-х годах XIX века. Она называлась «сибирская», потому что именно в Сибири тогда нашли золотые жилы.

На самом деле масштабная золотая лихорадка случилась на 200 лет раньше, в Бразилии. Там в безлюдных горах исследователи наткнулись на огромные пласты золота у самой поверхности. Тогда информация так быстро не распространялась, как сейчас. И тем не менее уже всего через полгода в этот район приехало около миллиона охотников за золотом.

Самый большой самородок золота нашли в Австралии в 1869 году. Его длина составляла 60 см, а ширина — почти 30 см. Он весил 72 кг. Самый большой самородок в России, и это документально подтверждено, нашли в 1842 году на Урале. Его назвали «Золотой треугольник» (исключительно из-за формы). Он весит около 36 кг, и на него можно посмотреть в Алмазном фонде России.

Если же собрать все золото, добытое в мире, отлить в слитки и плотненько сложить, то получится куб с ребром чуть больше 20 метров. Сколько же это по весу? Больше 166 тысяч тонн сплошного благородства добыто в мире на сегодня.

Многие считают золото самым дорогим металлом. Сегодня его грамм стоит более 6700 рублей. Дорого конечно, но это сущие копейки, это просто тьфу, это просто ничто по сравнению с изотопом металла калифорния, калифорнием-252. Его 1 г стоит 27 млн долларов. Так что самый дорогой металл в мире — калифорний. Но откуда такая несусветная цена?

А дело в том, что калифорния нет в земной коре. Золото спрятано в Земле на всех континентах в виде самородков, а калифорния там нет ни в каком виде. У него 20 изотопов, у всех разный период полураспада, у кого 900 лет, у кого 2,5 года. Но в любом случае в масштабах геологической истории жизнь калифорния — это просто миг. Может быть, поначалу в земной коре нашей планеты и содержался калифорний. Ведь наша планета сформировалась из космической пыли, в которой есть все элементы таблицы Менделеева. Но со временем калифорний распался и превратился в другие более распространенные и стабильные металлы. А времени для этого было достаточно. Ведь возраст Земли — 4,5 млрд лет.

Тогда откуда взялась цена на калифорний, если его нет? Здесь мы должны поблагодарить физиков-ядерщиков, которые научились синтезировать калифорний-252 в своих волшебных реакторах с большим потоком нейтронов. На самом деле физики воспроизводят природные процессы. Все тяжелые химические элементы рождаются во Вселенной в результате столкновения нейтронных звезд.

Таких реакторов на Земле два — в Окриджской лаборатории в США и в Научно-исследовательском институте атомных реакторов, который создал в 1956 году Игорь Васильевич Курчатов. Этот институт находится в Димитровграде, в 80 км от Ульяновска. Еще недавно эти два реактора производили в целом 40 мг калифорния-252 в год.

Получают калифорний следующим образом. Берут мишень из кюрия или плутония и обстреливают ее скоростными потоками нейтронов. Если использовать плутоний, то для синтеза 1 г калифорния потребуется 8 лет. Если использовать более дорогой и синтетический кюрий — полтора года. За все годы производства физики получили всего 10 г.

Микрограммы этого серебристого металла собирают буквально по атомам. Вот откуда такая сумасшедшая цена. Это самый редкий металл на Земле, а потому и самый дорогой.

Однако в прошлом году в Окриджской лаборатории случился большой пожар. Подробностей не знаю — это секретный объект в США. Но производство калифорния американцы прекратили. Наверное — временно. А там кто знает. Так что сегодня мы единственные, кто синтезирует этот уникальный изотоп.

А почему производят именно калифорний-252, у него же период полураспада всего два с половиной года? Ведь у него есть изотопы гораздо более живучие. Дело в том, что только при делении калифорния-252 выделяется огромное количество энергичных нейтронов, которые можно использовать в народном хозяйстве.

Один микрограмм калифорния-252 (а это тысячная доля миллиграмма), который умещается на кончике иглы, выделяет в секунду 2,5 млн нейтронов. А один грамм дает энергии столько же, сколько может выделить небольшой ядерный реактор. Поэтому потребители выстроились в очередь за калифорнием. Его используют в крошечных микрограммовых количествах для изготовления нейтронных источников.

Зачем нужны эти источники? О том, как их используют в науке и народном хозяйстве, мы уже писали (см. «Химию и жизнь» 2018 №10).

Сегодня этот удивительный сверхредкий металл производят только в одной стране в мире — у нас в России. Более того, физики-ядерщики из НИИАР в Димитровграде после долгих исследований и череды неудач добились потрясающего результата. Теперь полный цикл производства калифорния-252 в нашем реакторе сократился в разы и занимает всего несколько месяцев. Все-таки наши физики-ядерщикилучшие в мире. И всегда были.

А есть ли более дорогое вещество, чем калифорний-252? Напомню, 1 г этого металла стоит 27 млн долларов. Казалось бы, куда дороже. Оказывается — есть куда. Один грамм антиводорода, по разным оценкам, стоит от 60 до 115 трлн долларов. Но об антиматерии давайте поговорим в другой раз.

Иллюстрация Петра Перевезенцева

Америку захлестнул опиоидный кризис. За 22 года в США от передозировки опиоидов умерло почти 700 тысяч человек. Речь идет в первую очередь о фентаниловой наркомании. Смертельная доза фентанила 2 мг в сто раз меньше, чем героина.

При столь малом количестве легко и ошибиться с дозировкой, поэтому историй со случайной передозировки очень много. Эпидемия докатилась и до Европы. В Германии в 2022 году в результате употребления опиоидов умерло более 1000 человек.

Получается, что опиоиды, такие как морфин, фентанил и оксикодон, работающие в медицине сильными обезболивающими и облегчающие жизнь людям с сильными болями, могут отобрать жизнь, в том числе и у совершенно здоровых людей. Дело в том, что при неправильном применении опиоиды могут вызывать привыкание и приводить к остановке дыхания.

В Соединенных Штатах обезболивающие препараты широко рекламировали долгое время и назначали даже при легких жалобах. В результате многие подсели на эти наркотики.

Однако пациенты с сильными болями никуда не делись. Помощь им по-прежнему актуальна. Поэтому нужно срочно найти безвредные обезболивающие.

Исследовательская группа из Университета Йоханнеса Гутенберга в Майнце (Германия), кажется, нашла возможное альтернативное обезболивающее. Команда использовала химическую базу данных, содержащую более 40 тысяч природных веществ, и суперкомпьютер для расчетов. В результате удалось отобрать десять веществ-кандидатов на роль безопасного обезболивающего.

Всю десятку исследовали на предмет безопасности для человека. Например, смотрели, как подействуют высокие концентрации веществ на клетки почек человека in vitro. И конечно, проверили, насколько хорошо вещества связываются с опиоидными рецепторами в нервных клетках.

В результате в этой десятке кандидатов нашелся один лидер под номером семь, который соответствует всем критериям потенциально безопасного обезболивающего средства.

Им оказался анихиназолин B, который выделили из морского гриба Aspergillus nidulans.

Теперь кандидат должен пройти испытания на животных в течение следующих нескольких лет, чтобы доказать свою действенность и безопасность для людей (ChemMedChem).

Иллюстрация Петра Перевезенцева

Современное машиностроение и приборостроение без научного подхода невозможно. Ведь именно прогресс в науке определяет и технический прогресс.

Лет 20 назад мне довелось побывать на Корсике. Этот остров представляет собой, по сути, одну большую гору, сложенную из нескольких десятков отдельных гор разной высоты. Вдоль их подножия вокруг всего острова тянется узкая полоска пляжей с отелями, ресторанами и яхтенными портами. Остальное, а именно весь остров — горы. Решили мы с друзьями пересечь остров насквозь, с севера на юг, то есть перевалить через горы.

Пока мы ехали по побережью и серпантинам, нам всюду на дорогах попадалась советская «Нива» песочного цвета. «Нивы» стояли на приколе во дворах частных домов, в виноградниках, в шато и винодельнях. Причем это были не только новые «Лада Нива», но и купленные еще в 70–80-х годах в СССР.

Я, конечно, поинтересовалась, откуда такая любовь. На что мне охотно ответили, что нет более надежного внедорожника для корсиканских гор, чем советская «Нива». Да и починить ее можно самому, если что. И соотношение цена — качество идеальное. В общем, мне как человеку русскому и советскому было очень приятно это слышать.

Вообще «Ниву» считают лучшим автомобилем в истории Волжского автозавода и самой успешной экспортной моделью ВАЗа за всю его историю. «Ниву» сразу оценили зарубежные егери, врачи, фермеры, коммивояжеры и полицейские. Западный спрос превышал предложение, потому что тогда у полноприводной «Нивы» не было аналогов. Британский исследователь советского автомобилестроения Энди Томпсон считает, что русский внедорожник «Нива» стала прототипом компактных кроссоверов Suzuki Vitara.

Я, конечно, совсем не автолюбитель. Но мне кажется, что наши машины всегда отличала надежность и неприхотливость. И вот вам свежайший пример очередного внедорожного чуда на гусеничном ходу, выпущенного Курганмашзаводом. Называется это чудо «снегоболотоход ТМ-140».

Он создан специально для бездорожья. Мало того что машина проходит пересеченную местность с уклонами и подъемами до 30 градусов, плавает со скоростью 4 км/час и перевозит грузы до 4 тонн. Еще на этот снегоболотоход можно установить что угодно — хоть жилой блок, хоть ремонтную мастерскую или кран-манипулятор. То есть мгновенно преобразить ее для решения специальных задач.

А специальные задачи то и дело подбрасывает нам природа. Называются они стихийные бедствия. Этой весной вездеходы отлично отработали в поселках Зауралья, которые затопило во время экстремального паводка. Они доставляли воду и продукты в деревни Курганской области и были на подхвате для эвакуации людей.

Эта техника не могла не понравиться нефте- и газоперерабатывающим компаниям, предприятиям геологоразведки и муниципального обслуживания районов Крайнего Севера. Недавно к ним присоединилось Министерство по чрезвычайным ситуациям. Первые машины они уже получили. До конца года Курганмашзавод передаст министерству еще несколько партий вездеходов.

А вот еще одно чудо — отечественный вездеход «Русак К-10». Его представил МФТИ на главной промышленной выставке России «Иннопром-2024», которая проходила в июле в Екатеринбурге.

Это первый в мире вездеход, который работает на водороде. У него электромеханическая коробка передач. Он огромный — длиной 12 метров и весом 12,5 тонны. У него пять пар больших колес, и при полной загрузке — а это восемь человек на борту и 2,5 тонны груза — он развивает скорость до 60 км/час.

Вездеход создали сотрудники Института арктических технологий МФТИ специально для работы на Крайнем Севере. Поэтому он и в минус 60°С чувствует себя хорошо. Легко преодолевает водные препятствия и минимально топчет хрупкий покров арктической тундры, потому что у него огромные шины низкого давления.

Сердце нового супервездехода — это водородный топливный элемент. Он преобразовывает чистый водород в электричество, которое заряжает литий-ионные аккумуляторы. Водород находится в шести баллонах суммарной емкостью 1200 литров на борту машины.

В общем, как рассказали разработчики, водородный вездеход способен проехать по зимнику на крейсерской скорости до 400–500 км без дозаправки. Скоро, после сертификации, «Русак К-10» отправится на испытания на Ямал. Специалисты проверят не только работу машины, но и водородной заправочной станции, которую тоже сделали физтеховцы.

Похоже, в МФТИ с водородными технологиями уже на ты. На Сахалине МФТИ вместе с Дальневосточным отделением РАН возводит водородный кластер, где будут отработаны все технологии водородной энергетики, все элементы ее инфраструктуры. Здесь водород хотят получать с помощью электролиза воды, энергию для которого будут поставлять солнечные панели. Здесь же начнут обкатывать станции хранения водорода, заправки транспорта. И здесь же выйдут на свои первые маршруты водородные газели.

Но физтеховцы смотрят в завтрашний день и вынашивают планы уже в ближайшем будущем питать машины водой или снегом. А этого добра у нас на Севере — в изобилии. Так что физтеховцы стремительно приближаются к исполнению предсказания Жюля Верна.

Помните Сайруса Смита, одного из главных героев романа Жюля Верна «Таинственный остров»? Вот что говорил этот ученый и инженер: «Да, друзья мои, я думаю, что воду когда-нибудь будут употреблять как топливо, что водород и кислород, которые входят в ее состав, будут использованы вместе или поодиночке и явятся неисчерпаемым источником света и тепла, значительно более интенсивным, чем уголь. Повторяю, я думаю, что, когда истощатся залежи каменного угля, человечество будет отапливаться и греться водой. Вода — уголь будущего». Кстати, роман был написан в 1874 году, 150 лет назад.

А что же наша легендарная «Нива», с которой я начала свой рассказ? Она прекрасна, универсальна и по-прежнему уместна в любые времена. Вот и сейчас тольяттинская тюнинговая фирма F-Design начала мелкосерийное производство багги «Арта». Эти легкие вездеходные машины сейчас очень нужны. Как вы думаете, на базе какого автомобиля? Правильно, багги «Арта» — это модифицированная «Нива».

Так что в машиностроении началась настоящая движуха. И то, о чем я сегодня рассказала, это лишь малая толика новинок в области специального транспорта, который так необходим нам для освоения гигантских территорий нашей страны.

…скрученные углеродные нанотрубки могут накапливать в три раза больше энергии на единицу массы, чем современные литий-ионные аккумуляторы (Nature Nanotechnology)…

…удалось собрать полный геном штамма бактерий из рода Microbacterium, который стимулирует рост и развитие семян пшеницы и представляет собой экологичную альтернативу химическим удобрениям (Патент РФ № 2820245, 31 мая 2024 г.)…

…большой риск для биологических видов связан с добычей лития и кобальта для солнечных панелей, ветряных турбин и электромобилей (Current Biology)…

…созданы первые в истории атомные фильмы, показывающие, как атомы перестраиваются внутри квантового материала при переходе от изолятора к металлу (Nature Materials)…

…разработан флуоресцентный микроскоп с разрешением 5 нм, который позволяет рассмотреть внутренние детали живой клетки, например — каркас из тонких трубочек шириной всего около 7 нм (Nature Photonics)…

…предки устриц, виноградных улиток и им подобных более полумиллиарда лет назад защищались не раковинами, а хитиновыми шипами и были похожи на азиатский фрукт дуриан (Science)…

…создан недорогой бинт, который использует электрическое поле и заживляет хронические раны на 30% быстрее, чем обычный бинт (Science Advances)…

…исследователи искусственно воссоздали так называемые фитохелатины растений, которые избирательно очищают воду от тяжелого металла кадмия (Nature Communications)…

…даже низкие концентрации яда крошечного книжного скорпиона размером 1–7 мм (Chelifer cancroides), питающегося пылевыми клещами и книжными вшами, убивают устойчивый больничный микроб золотистый стафилококк (iScience)…

…иммунные клетки головного мозга, микроглия, образуют крошечные трубки, ведущие к нервным клеткам, через которые они отводят вредные белки и доставляют полезные вещества (Neuron)…

…новый метод 3D-печати создает разветвляющиеся сосуды, которые в точности повторяют архитектуру естественных кровеносных сосудов (Advanced Materials)…

…состав кишечных бактерий месячных чистокровных скаковых лошадей может предсказать их будущие спортивные результаты, например чем больше бактерий Bacillaceae, тем лучше результаты в гонке (Scientific Reports)…