«Химия и Жизнь», Август 2023

Александр Михайлович Чередник работает в системе образования в России уже больше 40 лет. За его плечами — успешный опыт школьного учителя химии, создателя и руководителя одного из лучших лицеев в стране, сотни выпускников. Сегодня Александр Михайлович, будучи исполнительным директором Фонда Андрея Мельниченко, продолжает заниматься образованием, но уже с новых позиций. В фокусе его внимания — одаренные дети и учителя в регионах, естественно-научное и инженерно-техническое образование. Разговаривать с ним об образовании — удовольствие, потому что эти разговоры всегда содержательны. Он совершенно точно знает, каковы цели школьного образования сегодня и что надо делать, чтобы возродить успешную русскую школу, которая всегда вызывала зависть в остальном мире. Зачем учить? Чему учить? Как учить? Что такое одаренность? Об этом и поговорим.

Тринадцатого июня в Москве прошло очередное Научное кафе «Эпоха просвещения: перезагрузка?», организованное Фондом Андрея Мельниченко при помощи редакции журнала «Химия и жизнь». Темой встречи были проблемы образования в Российской Федерации. В частности, для участия в кафе пригласили учащихся из Кемерова, которых поддерживает фонд в рамках своей основной, образовательной программы. В ее рамках был создан центр «УникУм» при Кузбасском политехе. Задача центра — поиск перспективных школьников и привлечение их к научно-техническому творчеству.

Биоуголь — не так давно появившаяся идея борьбы с глобальным потеплением. Как она будет работать?

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.

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.

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 из центра NeuroRestore Университета Лозанны вместе с коллегами из Франции, США и Нидерландов опубликовали в мае 2023 года статью, в которой описано поразительное исследование. Человеку с травмой шейного отдела спинного мозга имплантировали электроды в головной и спинной мозг, чтобы заменить разорванные нейронные связи «цифровым мостом» — BSI (brain-spine interface). Имплантаты считывают сигналы от нейронов коры головного мозга, а специально разработанный алгоритм генерирует стимулирующие сигналы для электродов в спинном мозге. Пациент ходит с опорой и даже поднимается по лестнице. Более того, устройство ускорило реабилитацию: теперь пациент может ходить с костылями, даже когда интерфейс отключен.

Сегодня колоссальные исследовательские ресурсы мира брошены на решение проблемы автоматического распознавания образов. И цвет играет в ней далеко не последнюю роль. Инженеры и ученые постоянно разрабатывают новые источники света для гаджетов, телевидения, уличного освещения. Иногда их цвет неотличим от традиционных источников, но наши глаза почему-то начинают испытывать неприятные ощущения. И это далеко не полный перечень причин, по которым нелишне углубиться в основы преставлений о цвете и историю их появления.

Двенадцатого сентября 490 года до нашей эры состоялась марафонская битва — это установленный факт. А есть еще легенда о греческом воине по имени Евкл, который пробежал более 42 км от Марафона до Афин, сообщил о победе и умер. Если это правда, то бедняга Евкл был, очевидно, слишком утомлен боем, в котором участвовал, иначе остался бы жив — человеку по силам пробегать и не такие расстояния.

Физики Университета Констанца создали прибор, позволяющий увидеть экстремально быстрые процессы в оптоэлектронных приборах, лазерах, светодиодах, солнечных батареях и пр. Ученые модифицировали просвечивающий электронный микроскоп так, что он с аттосекундным разрешением фиксирует взаимодействие между светом и веществом в метаматериалах и материалах для нанофотоники. Физики провели эксперименты на наноостриях, диэлектрических резонаторах и наноантеннах, а об электромагнитных процессах в волноводных материалах сняли целый фильм. Приложения нового микроскопа широки и не ограничены фундаментальными исследованиями.

Черные дыры выбрасывают в окружающее пространство релятивистские струи плазмы, которые дают сильное радиоизлучение, а также эмитируют рентгеновское излучение. Американские астрофизики проанализировали архивные данные космической обсерватории Чандра и собрали статистику всех джетов, которые обсерватория наблюдала несколько раз. Обработка данных однозначно показала, что рентгеновское излучение от 30 до 100% джетов переменно и неоднородно вдоль длины джета. Ученые обсуждают две главные и принципиально разные модели явления, но не могут сделать однозначный выбор.

Поисками источников даровой энергии занялись инженеры Массачусетского университета в Амхерсте. Они представили новую конструкцию генератора чистой энергии, который построен на очевидных физических принципах и способен непрерывно вырабатывать электроэнергию из влажного воздуха. Работа базируется на эффекте, открытом в 2020 году, а физику процессов описывает модель конденсатора с утечкой тока. Инженеры уверены, что их генераторы смогут достичь киловаттной мощности, достаточной для большинства бытовых целей.

Сегодня для поглощения кинетической энергии применяют мягкие материалы, а также сложные механические или электрические системы. Команда физиков Амстердамского университета создала новый класс легких ячеистых метаматериалов, состоящих из большого числа одинаковых элементов, которые хорошо поглощают механическую энергию. Ученые на численных математических моделях проверили свойства ячеистых поглотителей, сделанных из резины или металлов. Авторам работы удалось достичь коэффициента демпфирования, который на порядки превосходит таковой для традиционных легких поглотителей, например пористых полимеров.

Лучший способ снизить влияние характеристик мембраны динамика на возбуждаемый в воздухе звук – сделать ее из воздуха. Поэтому давно известен способ генерировать звук с помощью ионизации воздуха. Недавно ученые под руководством Станислава Сергеева из акустической лаборатории Федерального технологического института в Лозанне, экспериментально показали, как ионизированный воздух может эффективно абсорбировать звук. Они построили плазменный передатчик-поглотитель. Сейчас лаборатория сотрудничает с компанией Sonexos SA, которая производит оборудование для шумоподавления. Большой частотный диапазон и компактность прибора пригодятся для самых различных целей.

Некоторые лекарственные травы очень редки. Их приходится отыскивать в далеких нагорьях или укромных лощинах, а собирать в новолуние, когда трижды хлопнет крыльями ночная бабочка. Чистотел не таков, растет повсюду: в палисадниках, на обочинах, даже на свалках. Несмотря всю свою несомненную полезность, это — сорная трава.

Две истории из жизни от кандидата химических наук О.Р. Бурнашева.

— Неужели мы ничем не прославились? — спросила Бригитта.
— Ну, не то чтобы ничем, — уклончиво ответил ее муж, король Минел Первый. — Просто страна у нас маленькая, трудно сравниться с гигантами.
Бригитта лишь недавно стала королевой. Минел привез ее из соседней страны. Хоть и не принцесса, а роду знатного, королю не стыдно жениться.
Министр, присутствовавший здесь же, из деликатности хранил молчание...

В статье про колонизацию Луны (см. «Химию и жизнь» 2023 №5) автор вспомнил старинный текст Станислава Лема о сферомахии — о переносе расширяющейся гонки вооружений в космос. У кого-то такие идеи могли вызвать язвительную улыбку, но вот новое сообщение на эту тему. Радиоастрономы из Великобритании, Голландии и ЮАР изучили излучения спутников группировки Старлинк. Результаты изучения деятельности Старлинка вызвали возмущение астрономов.

Ученые из Радбаудского университета показали, что во Вселенной испаряется все — от черных дыр до нейтронных звезд.

Когда погибла ее сестра-близняшка, Фрося казалась спокойной рядом с причитавшей и голосившей матерью. Но с той поры повелась за ней странность: не могла видеть своего отражения. Стоило ей увидеть себя в зеркале, слезы начинали катиться из глаз. Горе-то большое, не молоко пролили. Родители поначалу лишь удивлялись, жалели да уповали на время — оно лечит. Девочка была молчалива, но росла пригожей и кроткой...