Инженеры открыли новый класс материалов, которые пассивно собирают воду из воздуха

Исследование, опубликованное в журнале Science Advances, было проведено междисциплинарной командой учёных. Их работа описывает материал, который может обеспечить новые способы сбора воды из воздуха в засушливых регионах и помочь создать устройства, которые охлаждают электронику или здания, используя испарение воды.

Вода конденсируется на поверхности либо при понижении температуры, либо при очень высоком уровне влажности. Традиционные методы сбора воды основаны на этих принципах и часто требуют затрат энергии на охлаждение поверхностей или образования густого тумана для пассивного сбора воды из влажной среды. Но система Ли и Пателя работает по-другому.

Вместо охлаждения их материал использует капиллярную конденсацию — процесс, при котором водяной пар конденсируется внутри крошечных пор даже при низкой влажности. В этом нет ничего нового. Новизна заключается в том, что в их системе вода не просто задерживается внутри пор, как это обычно происходит в подобных материалах.

«В обычных нанопористых материалах вода, попав в поры, остаётся там, — объясняет Патель. — Но в нашем материале вода движется, сначала конденсируясь внутри пор, а затем выходя на поверхность в виде капель. Такого в подобных системах ещё не наблюдалось, и поначалу мы сомневались в своих наблюдениях».

Прежде чем понять, что происходит, исследователи сначала подумали, что вода просто конденсируется на поверхности материала из-за артефакта их экспериментальной установки, например градиента температуры в лаборатории. Чтобы исключить эту возможность, они увеличили толщину материала и посмотрели, изменится ли количество воды, скопившейся на поверхности.

«Если бы то, что мы наблюдали, было связано только с поверхностной конденсацией, толщина материала не влияла бы на количество воды», — объясняет Ли.

Но общее количество собранной воды увеличивалось по мере увеличения толщины плёнки, что доказывает, что капли воды, образующиеся на поверхности, поступали внутрь материала.

Ещё более удивительно то, что капли не испарялись быстро, как предсказывала бы термодинамика.

«Судя по кривизне и размеру капель, они должны были испаряться, — говорит Патель. — Но этого не происходило; они оставались стабильными в течение длительного времени».

Оказалось, что они создали материал с правильным соотношением притягивающих воду наночастиц и отталкивающего воду пластика – полиэтилена.

Разработаны инфракрасные контактные линзы, позволяющие видеть в темноте даже с закрытыми глазами

Нейробиологи и материаловеды создали контактные линзы, которые дают инфракрасное зрение людям и мышам за счёт преобразования инфракрасного света в видимый. В отличие от инфракрасных очков ночного видения, новые контактные линзы не требуют источника питания и позволяют владельцу воспринимать несколько длин инфракрасных волн. Поскольку они прозрачны, пользователи могут одновременно видеть и инфракрасный, и видимый свет, хотя инфракрасное зрение усиливалось, когда у участников были закрыты глаза.

«Наше исследование открывает потенциал для неинвазивных носимых устройств, позволяющих наделять людей сверхзрением, — говорит старший автор работы Тянь Сюэ, нейробиолог из Университета науки и техники Китая. — У этого материала уже сейчас есть множество потенциальных применений. Например, мерцающий инфракрасный свет можно использовать для передачи информации в системах безопасности, спасения, шифрования или защиты от подделок».

В технологии контактных линз используются наночастицы, которые поглощают инфракрасный свет и преобразуют его в видимые глазом млекопитающего длины волн (например, электромагнитное излучение в диапазоне 400-700 нм). Наночастицы позволяют обнаруживать «ближний инфракрасный свет», то есть инфракрасный свет в диапазоне 800-1600 нм, что немного выходит за диапазон длин волны, которые может видеть человек.

Ранее команда показала, что эти наночастицы обеспечивают инфракрасное зрение у мышей при введении в сетчатку глаза, но они хотели разработать менее инвазивный вариант.

Для создания контактных линз команда объединила наночастицы с гибкими, нетоксичными полимерами, которые используются в стандартных мягких контактных линзах. Доказав, что контактные линзы нетоксичны, они проверили их работу на людях и мышах.

Всего три ночи плохого сна могут навредить вашему сердцу — исследование

В новом исследовании Уппсальского университета в Швеции учёные обнаружили, что всего три ночи ограниченного сна — около четырёх часов в сутки — вызывают изменения в крови, связанные с повышенным риском сердечных заболеваний.

Исследователи изучили воспалительные белки в крови. Это молекулы, которые вырабатываются организмом, когда он находится в состоянии стресса или борется с болезнью. Когда уровень этих белков остаётся высоким в течение длительного времени, они могут повреждать кровеносные сосуды и повышать риск развития таких проблем, как сердечная недостаточность, ишемическая болезнь сердца и фибрилляция предсердий.

В исследовании приняли участие 16 здоровых молодых мужчин, которые провели несколько дней в лаборатории, где тщательно контролировалось всё — от приёма пищи до уровня активности и освещённости.

Участники придерживались двух режимов: три ночи нормального сна (8,5 часа) и три ночи ограничения сна (4,25 часа). После каждой фазы сна мужчины выполняли короткую высокоинтенсивную велотренировку, а их кровь брали на анализ до и после неё.

Исследователи измерили содержание почти 90 различных белков в образцах крови. Они обнаружили, что недостаток сна вызывает явный рост маркеров воспаления, связанных с сердечно-сосудистыми заболеваниями. И хотя физические упражнения обычно повышают уровень таких полезных белков, как интерлейкин-6 и BDNF (которые поддерживают здоровье мозга и сердца), после недосыпания эти реакции были слабее.

Поразительно, но эти изменения происходили даже у молодых здоровых людей, причём всего после нескольких ночей плохого сна. Это вызывает беспокойство, учитывая, насколько часто взрослые люди время от времени плохо спят — примерно каждый четвёртый человек работает посменно, что нарушает режим сна.

Исследователи также обнаружили, что время забора крови имеет значение: уровни белка различаются утром и вечером, и ещё больше — при ограничении сна. Это говорит о том, что сон влияет не только на содержание белка в крови, но и на время, когда эти изменения наиболее заметны.

Учёные из ЦЕРНа создали контейнер для перевозки антиматерии за пределами лаборатории

Команда из европейского исследовательского центра построила двухметровый контейнер и успешно перевезла антивещество на расстояние 4 километра, после чего вернула его в лабораторию.

Первая в своём роде демонстрация открывает путь к транспортировке антивещества в лаборатории по всей Европе по общественным дорожным сетям.

Ожидается, что первым получателем антивещества из ЦЕРНа станет современная лаборатория в Университете Генриха Гейне в Дюссельдорфе (Германия), расположенная на расстоянии почти 800 км.

Изучение антиматерии необходимо для понимания космоса и устройства Вселенной, однако на Земле существует менее полудюжины установок, способных её создавать.

Для его получения необходимо разбить частицы, летящие со скоростью, близкой к скорости света, о неподвижную мишень, а для улавливания их в контейнере используются магниты. Эти магнитные ловушки требуют много электричества, а также специальных условий, чтобы антиматерия не исчезла при соприкосновении с обычной материей.

Чтобы решить эту проблему, команда из европейского исследовательского центра построила двухметровый контейнер, который смог перемещать антиматерию на задней части трейлера по территории ЦЕРН со скоростью более 40 км/ч.

Достижение было подробно описано в статье под названием «Транспортировка протонов с фабрики антивещества в ЦЕРНе», опубликованной в научном журнале Nature.

«Мы перенесли пойманные протоны из нашей экспериментальной зоны на AMF (фабрике антивещества) на грузовик и перевезли их через Мейрин в ЦЕРН, продемонстрировав автономную работу без внешнего питания в течение четырёх часов и перемещение протонов без потерь», — говорится в статье.

В США одобрен первый анализ крови на болезнь Альцгеймера

На прошлой неделе в США был одобрен первый анализ крови на болезнь Альцгеймера. Успешное тестирование может помочь пациентам раньше начать лечение недавно одобренными препаратами, замедляющими прогрессирование разрушительного неврологического заболевания.

Тест, разработанный компанией Fujirebio Diagnostics, измеряет соотношение двух белков в крови. Это соотношение коррелирует с наличием амилоидных бляшек в мозге — отличительной чертой болезни Альцгеймера, которую до сих пор удавалось обнаружить только с помощью сканирования мозга или анализа спинномозговой жидкости.

«Болезнь Альцгеймера поражает слишком много людей — больше, чем рак груди и рак простаты вместе взятые», — сказал комиссар Управления по контролю за продуктами и лекарствами Марти Макари.

«Зная, что 10% людей в возрасте 65 лет и старше страдают болезнью Альцгеймера, а к 2050 году это число, как ожидается, удвоится, я надеюсь, что новые медицинские препараты, такие как этот, помогут пациентам».

В настоящее время существует два препарата для лечения болезни Альцгеймера, одобренных Управлением по контролю за продуктами и лекарствами США: леканемаб и донанемаб, которые воздействуют на амилоидные бляшки и, как было показано, несколько замедляют снижение когнитивных способностей, хотя и не лечат болезнь.

Дайджест новостей из мира науки за прошедшую неделю