«Химия и Жизнь», Ноябрь 2022

Третья часть Нобелевской премии по химии за 2022 год досталась Кэролин Бертоцци, которая подобрала такие реагенты, которые не вступают ни в какие реакции с биологическими молекулами, но только друг с другом. При этом использованы те самые клик-реакции, за открытие которых были получены первые две трети премии. Благодаря работе Бертоцци и ее коллег, биологи приобрели безопасный инструмент для непосредственного наблюдения за взаимодействием молекул внутри живого организм и, потенциально, для создания лекарств, способных синтезироваться непосредственно в больной ткани.

Еда, подвергнутая ионизирующему излучению, — это не последствие ядерной аварии. Наоборот, такая еда представляет собой продукт высокой технологии, которая сохраняет свежесть продуктов, а поварам расширяет границы фантазий. Пока что облученной пищи в мире немного, сотни тысяч тонн в год, в РФ ее и вовсе не делают. Однако рынок растет со скоростью 4% в год. Что же это за пища, зачем облучают продукты и как контролировать процесс?

В День российской науки мы публикуем наш сериал, посвященный В.И. Вернадскому. Этот цикл статей был приурочен к юбилею ученого, 160-летие которого мы отмечали в прошлом году. Сериал собрал и открыл доктор философских наук, профессор Виктор Александрович Лось.
Остальные статьи собраны в нашем сериале «Вернадский — 160»

Шведские ученые разработали и построили чип, который преобразует монохромное лазерное излучение в так называемую частотную гребенку, то есть набор излучений сотен длин волн. Это позволит заменить тысячи инфракрасных лазерных диодов в оптоволоконных линиях одним диодом с электронно-оптическим чипом для введения полезных сигналов. Прорывная технология резко увеличивает скорость передачи и объем передаваемых через интернет данных. Исследователи экспериментально продемонстрировали трансляцию информации на расстояние в 7,9 км с помощью 223 частот одного лазера через волновод с 37 каналами. Ее скорость в тысячу раз превысила скорость лучших современных технологий.

Физики университета штата Пенсильвания внесли изменения в конструкцию серийной литий-ионной батареи, вставив внутрь ультратонкую никелевую фольгу. Это позволило автоматически в режиме реального времени регулировать температурный режим заряда. Эта оптимизации электрохимических реакций сильно сокращает его время. Инженеры за 12 минут заряжали батарею до 75% емкости и смогли сделать это более 900 раз, что эквивалентно пробегу в 800 тыс. км. Быстрая зарядка в пути позволит втрое понизить емкость средней автомобильной батареи.

С помощью сверхскоростного сканирующего электронного микроскопа группа физиков экспериментально изучила свойства носителей тока в совершенных кубических кристаллах арсенида бора, выращенных в лаборатории Хьюстонского университета. Исследователи смогли детально по времени и пространству измерить диффузию носителей, возбужденных фемтосекундным лазером в кристаллической мишени. Ученые обнаружили, что электроны кристалла остаются в возбужденном состоянии гораздо дольше, чем в обычных полупроводниках, что хорошо согласуется с высокой теплопроводностью арсенида бора. Результаты работы дают надежду на создание на нем солнечных батарей с высоким КПД.

Физики предложили математическую теорию, лежащую в основе прокола биологических тканей. Механика прокола пока далека от полного понимания, а зубы, жала, иглы и колючки широко распространены в животном и растительном мире как средство охоты, питания и защиты от врагов. Ученые вывели безразмерные соотношения между энергией, затраченной на прокол, геометрией острия, а также свойствами прокалываемого материала. В качестве меры эффективности прокола предложено использовать отношение энергии, выделившейся при его создании, к энергии деформации материала. Авторы теории проверили свои предсказания конечно-разностным расчетом на компьютере и простыми экспериментами.

Команда физиков из нескольких европейских университетов продемонстрировала возможность недорогой миниатюризации инфракрасного детектора. Ученые впервые представили работающий прототип ИК Фурье-спектрометра с квантовыми точками в качестве приемной головки. Если технологию удастся запустить в массовое производство, то прибор станет карманной химической лабораторией. Она сможет вести экспресс-контроль качества пищи, определять вредные химические загрязнения, мониторить чистоту воздуха, выявлять газы на производствах и даже обнаруживать поддельные лекарства. Подходы авторов работы можно будет применить и для миниатюризации рамановских спектрометров, биодатчиков, а также для создания высокоразрешающих видео- и фотокамер, в каждый элемент изображения которых встроен свой спектрометр.

Законы природы нельзя отменить. Существуют трудности, которые не удается преодолеть просто потому, что мы хотим, чтобы они были преодолены — даже с использованием нанотехнологий. Однако работа идет, и продвижение в медицине есть, в том числе — основанное на новых принципах использования лекарств. Вот об этом наша статья.

Группа американских робототехников создала пневматическую руку из текстильных материалов. Ее дополняют поясной воздушный баллон из них же и ножной насос. Он также частично выполнен из текстиля и легко встраивается в подошвы ботинок. Надетая на манекен, рука способна поднять груз весом в несколько килограмм. Известно, что в США сейчас проживают двадцать пять миллионов человек, которым трудно поднять такой вес. Все компоненты системы обошлись всего в 20 долларов. Технологии производства включают обычные для текстильной промышленности резку, свертку, прессовку и сварку материалов.

Скальные муравьи парами обучают друг друга на собственном примере. Группа биологов Бристольского университета решила проверить, правильно ли они понимают поведение этих насекомых. Она построила робота, который смог вести за собой рабочего муравья. Ученые оборудовали арену площадью в квадратный метр и организовали на ней две гнездовые ямки. Робот смог научить муравья самостоятельно находить дорогу между ними. Это подтвердило сравнение поведения обученных муравьев с необученными, которых просто переносили в неизвестную им гнездовую ямку. Первые находили путь назад гораздо быстрее вторых.

На основе желатина с магнитными микрочастицами оксида железа китайские ученые создали образец миллиробота, который может катиться, удерживать мелкие предметы и преодолевать препятствия. Изменением магнитного поля удалось заставить его обнять мелкий предмет, перекатиться с ним внутри объемной модели желудка и оставить предмет в точке назначения. Это значит, робот сможет перемещать твердые лекарственные средства в пищеварительной системе. Он растворяется в обычной воде за пару суток и представляет собой привлекательную альтернативу неразлагающимся полимерам.

Корневые каналы зуба причудливы по форме и строго индивидуальны. Стоматологи экспериментально показали, как управляемые микророботы на основе агрегатов наночастиц оксида железа точно достигают нужного места в корневом канале депульпированного зуба, приносят с собой лекарство, чтобы разрушить сообщество бактерий там, и локально берут бактериальные пробы для диагностики и выбора плана лечения. Для управления роботами инженеры сконструировали особый электромагнитный прибор. В будущем он станет небольшим устройством, помещающимся во рту пациента.

Британские робототехники, программисты и психиатры создали небольшого робота, который оценивает психическое здоровье детей, отслеживает частоту их сердцебиений респондента, а также движения глаз и головы. Робот спрашивает о счастливых и грустных воспоминаниях за последнюю неделю, интересуется ощущениями и чувствами, предъявляет картинки психологического теста, фиксирует ответы, связанные с изображениями, проводит тесты шкалы общей тревожности и депрессии. Дети относились к роботу с симпатией и иногда делились с ним информацией, которую утаивали при разговоре со взрослыми. Авторы работы делают острожный вывод о том, что роботы полезны как дополнение к традиционным методам оценки ментального здоровья.

В августе 2022 года исполнилось 80 лет одному из крупнейших психологов конца XX — начала XXI века, почетному члену Московского общества испытателей природы Мартину Селигману. Всемирную известность ему принесла концепция выученной беспомощности.

Самые бесспорные применения искусственного интеллекта – военные. О них мы писали в девятом номере нашего журнала. Но, вопреки очевидной логике, использование ИИ в современных вооруженных конфликтах отнюдь не облегчает принятие тактических и стратегических решений. Оно делает его более сложным и уязвимым, тем самым повышая ценность человеческого интеллекта.

К больным людям относятся по-разному. Кто посочувствует, кто посоветует, а кто и укорит, мол, сам виноват, жил неправильно: надо было больше двигаться, меньше есть и совсем не пить. Позвольте, как это совсем? Даже рюмку нельзя? А две? Этот важнейший вопрос, между прочим, так и не прояснен окончательно, хотя его изучением занимаются давно и усердно.

На влажных лугах Юго-Восточной Азии растет неприметная травка центелла азиатская Centella asiatica, она же Hydrocotyle asiatica. На самом деле она отлично себя чувствует в тропиках и субтропиках обоих полушарий, не только в Азии. Естественно, в каждой стране она получила собственное традиционное название. В Китае, например, центелла азиатская известна как гун гэнь, в Малайзии — пегага, в Индии — мандукапарни, в России — щитолистник, в Европе и Америке прижилось одно из китайских имен — готу кола. Китайцы уверяют, что готу кола известна им более двух тысяч лет. В качестве лекарства используют сок или травяные чаи, порошок целого растения, листьев или корня. Принимают готу колу и внутрь, и наружно, в зависимости от проблемы.

В восьмом номере нашего журнала мы познакомили читателей с висцеральной терапией. Это новый раздел медицины, созданный выдающимся врачом, нашим современником Александром Тимофеевичем Огуловым. В девятом и десятом номерах мы начали рассказ о применяемой им безынструментальной диагностике заболеваний, узнали о методах их выявления по лицу и полости рта. Теперь представляем элементы диагностики по рукам.

Четверг. День инъекций. К воротам подъезжает белая «хонда» со знаком Службы государственного здоровья на крыле. Грегори Гаррони может себе позволить не отвлекать по мелочам обслуживающий персонал особняка. Сервис прямо на дому. Сколько и кому он сунул в мэрии — не мое дело...

Международная группа ученых проанализировала около 500 публикаций со всего света по изучению роли сетевых медиа в деле развития демократии и пришла к неожиданному выводу.

Можно почти со стопроцентной точностью по факту ложных воспоминаний определить, что это проявление тревожной привязанности. То есть человек постоянно переживает, что его не любят и не ценят, причем именно те самые близкие люди, которые должны его любить.

Онуфрию тоскливо. Может, фаза луны такая, а может, сожрал чего несвежего. Кошка ли была в той шаурме, крыска ли, свинка морская из соседнего зоомагазина? Мается Онуфрий, грустит, жалко ему эту то ли кошку, то ли крыску, то ли свинку морскую и шаурмечника жалко, уехавшего со своей солнечной родины в этот серый город на заработки, и в целом, абстрактно мир таким несправедливым кажется, что хоть волком вой...