Химия

Наука об обонянии древняя, ей больше двух тысяч лет. Если оставить в стороне гипотезу Платона, согласно которой запахи «различаются только как болезненные и приятные, причем один из них раздражал и тревожил всю полость, расположенную между головой и пупком, а другой оказывал успокаивающее воздействие и приводил ту же область в приятное и естественное состояние», то по свой сути современную парадигму этой науки сформулировал Теофраст в III веке до н.э., писавший в своем трактате «О запахах», что в отличие от огня и воды «земля – это единственная элементарная субстанция, которая обладает запахом, или, по крайней мере, она обладает им в большей степени, чем другие, потому что имеет более сложный характер».

Если учесть, что во времена Теофраста «элементарные субстанции» уже два века как считались состоящими из атомов, отличными друг от друга по форме и размеру, которые  при соединении между собой, изменяют природу этого соединения, то именно это открыли в начале 1990-х годов Ричард Аксель и Линда Бак, показав, как элементарные субстанции – лиганды белковой природы, экспрессируемые генами обонятельных рецепторов, кодируют запахи, окончательно и строго научно подняв нижнюю границу органа обоняния Платона от пупка до нашей верхней губы, то бишь до носа. За что получили Нобелевскую премию.

Но самое интересное здесь в том, что к этому времени искусственный распознаватель запахов – электронный нос – уже был изобретен и сделан в начале 1980-х годов, то есть за десять лет до открытия Акселя и Бак. Пусть пока плохонький, реагирующий не на все запахи, но реагирующий и измеряющий не концентрацию вещества с тем или иным запахом, а на сам запах и чувствующий его силу, как наш с вами нос.

Пластик — главный ненавистник современной экологии. Пластик — очень полезный и самый распространенный материал в мире. Дилемма пластика как раз и заключается в том, что его полезные свойства, экономичность производства и широкая востребованность перевешивают его негативное влияние на окружающую среду. Замена пластика на другие материалы хоть и имеет некий смысл, но также сопряжена со сложностями: большие затраты на производство, меньшие объемы сырья и, порой, даже более сильное негативное влияние на экологию. Если перейти от пластика к другим материалам, скажем к металлу, нельзя по ряду причин, то нужно изменить сам пластик, сделав его более экологичным. Ученые из Университета Флиндерса (Аделаида, Австралия) разработали новый тип пластика, в состав которого входит молочный белок. Скорость разложения нового материала в почве составляет всего 13 недель. Какие ее необычные ингредиенты были использованы, какими свойствами обладает новый пластик, и какие показатели экологичности показывает? Ответы на эти вопросы мы найдем в докладе ученых.

Одним из самых распространенных ресурсом в энергетике является природный газ. Он также является источник парниковых газов, ввиду его применения, что зачастую заканчивается его сжиганием. Метан, как один из основных составных элементов природного газа, привлекает внимание ученых в качестве потенциального источника полезных химических соединений. Однако из-за его "интровертности", то бишь нежелания вступать в реакции с чем-либо, и чрезвычайной стабильности достичь подобного весьма сложно. Ученые из Университета Сантьяго-де-Компостела (Испания) разработали новый способ превращения природного газа в ценные химические соединения для фармацевтики и других отраслей. Что стало основой данной методики, как именно она работает, и насколько она эффективна? Ответы на эти вопросы мы найдем в докладе ученых.

В этой статье решим следующую задачу с МХТ 2023:

Второе начало термодинамики "нарушается" практически во всех биологических системах,цена тому— энергия в виде молекул АТФ. Рассмотрим следующую ситуацию: транспортный белок кинезин способен за счёт энергии АТФ переносить из одной везикулы в другую определённое вещество.В исходной везикуле оно находилось в быстро устанавливающемся равновесии с другим веществом.При переносе порции вещества из одной везикулы в другую равновесие реакции смещается,и в одной везикуле происходит выделение тепла,а в другой — поглощение.Возможен ли такой“холодильник”в живой клетке?Как будет зависеть его КПД от выбора реакции и концентраций веществ?Сравните КПД"биологического холодильника"с КПД домашнего холодильника(около 60%).

Мной было предложено следующее решение:

Нарисуем схему этой задачи(её физическую модель):

В этойстатье рассмотрим следующую задачу с МХТ 2023:

Цветные принтеры для печати используют минимум 4 разных красителя‑ циан,маджента,жёлтый,чёрный(CMYK).Любой из них может закончиться в самый неподходящий момент,и бежать в поисках нового картриджа‑ то ещё приключение. Можно ли заменить четыре контейнера в принтере на один с веществом или смесью веществ,способных менять цвет при определённых внешних воздействиях (температура, электрическое/магнитное поля и др.)? В зависимости от выбранного воздействия на бумаге должна появляться точка одного из четырёх цветов CMYK.При необходимости можно добавить второй контейнер с дополнительным реагентом, который будет расходоваться в пренебрежимо малых количествах по сравнению с основным «красителем».

Мной было предложено следующее решение:

Во‑первых определим, что такое тонер. То́нер — обладающий особыми свойствами чёрный или цветной порошок, который переносится с помощью электрографического принципа на заранее специальным образом заряженный фотобарабан и формирует на нём видимое изображение, которое затем переносится на бумагу.

В этой статье рассмотрим следующую интересную задачу с МХТ 2022:

В мифологиях есть много разнообразных версий происхождения и развития мира вокруг нас, но сейчас наши знания стали куда конкретнее. Одним из значимых событий в истории планеты была так называемая кислородная катастрофа. Тогда в атмосфере Земли начал образовываться кислород, и это определило как дальнейшее развитие жизни, так и последующее образование новых минералов. Предположим, однако, что в то время эволюция пошла по другому пути, организмы начали бы выделять не кислород, а хлор, и вместо кислородной катастрофы произошла хлорная. Опишите, какие минералы могли бы сформироваться к настоящему времени, и каким образом бы это произошло.

Мной было предложено следующее решение:

,,Кислородная катастрофа" произошла в самом начале протерозоя около 2,5 млрд лет назад. Это связано с деятельностью фотосинтезирующих бактерий. Кислород резко стал накапливаться в атмосфере.

Металлоорганические каркасы (МОК) на основе лантанидов имеют большие перспективы для применения в газосорбции, катализе, создании люминофорных материалов. Однако представлены они преимущественно урановыми и ториевыми материалами. Число же известных МОК на основе трасплутониевых элементов исчезающе мало, хотя для них уже найдено применение в качестве автолюминесцентных материалов для фотовольтаических источников тока.

Причина в том, что наиболее распространенный в настоящее время метод синтеза таких каркасов  – сольвотермальный - дорог, трудно масштабируем, а также предполагает использование аппаратов с повышенным давлением (например, автоклавов). Автоклавы высокого давления могут спонтанно разгерметизироваться, что недопустимо при работе с радиоактивными элементами. Поэтому крайне актуален поиск альтернативных стратегий синтеза, более энергоэффективных и безопасных как для персонала, так и окружающей среды.

Одной из самых важных задач медицины является не лечение заболеваний, а их предотвращение. Чем раньше будет проведена успешная диагностика, тем быстрее будут приняты необходимые меры, предотвращающие развитие заболевания. Проблема в том, что далеко не все недуги имеют выраженные и заметные симптомы на ранних стадиях, а когда они проявляются, то может быть поздно. К таким относится онкология, которая может долгое время развиваться, не давая о себе знать. Ученые из Университета Тунцзи (Шанхай, Китай) разработали световой датчик, способный обнаруживать чрезвычайно малые количества биомаркеров рака в крови пациента. Из чего сделан данный сенсор, как именно он работает, и насколько он точен? Ответы на эти вопросы мы найдем в докладе ученых.

В этой статье решим следующую задачу с межрегионального химического турнира

2023:

Привет, Хабр! Меня зовут Екатерина Чумакова, я геммолог в LA VIVION. Это международный ювелирный бренд, который производит и продает украшения с бриллиантами. А геммолог — это специалист, который изучает драгоценные камни и может не только определить вид, но и происхождение, возраст, состав и многое другое.

Бриллианты — это, конечно, прежде всего красиво и дорого. Но мало кто задумывается, что стоит за этой красотой и роскошью. В своей первой статье я расскажу о том, какой путь проходит драгоценный камень, прежде чем оказаться на руке девушки (спойлер: не всегда, но часто этот путь длиннее экватора!), почему бриллианты такие дорогие и какие инженерные решения применяют технологи и ювелиры. 

Беспроводные технологии стали одним из самых распространенных аспектов современного мира. Возможность использовать устройство без необходимости постоянно быть привязанным к розетке — это прекрасно, но иногда все же требуется зарядить батарею, а этот процесс может варьироваться по длительности. Сокращение времени зарядки стало одной из задач, которую хотели бы решить не только ученые и инженеры, но и вечно спешащие куда-то пользователи. Ученые из Оксфордского университета (Великобритания) решили подробно изучить крайне важный, но часто игнорируемый, компонент внутри литий-ионных батарей — связующие агенты. Их наблюдения показали, что незначительные изменения в процедуру создания батарей, а именно в распределении связующих, могут значительно ускорить зарядку и повысить долговечность батарей. Что именно изучали ученые, какие изменения нужны для ускорения зарядки, и насколько эффективны они? Ответы на эти вопросы мы найдем в докладе ученых.

Поздний вечер. Лаборатория молекулярных биотехнологий. Я тысячный раз пересматриваю все полученные за месяц работы хроматограммы очистки фитазы, не понимая, почему целевой пик уехал куда‑то вбок, совершенно не туда, куда надо. Бывший одногруппник, нынешний коллега мощно отхлебывает дешевый кофе из автомата, почти в упор разглядывая на мониторе кристаллографический снимок комплекса белка с ДНК. Разноцветные спирали, точные координаты каждого атома, красивые торсионные углы. Бормочет:

‑Ну красота, балдеж просто...

‑Угу, — отвечаю, не отрываясь от ионнообменной колонки.

‑Забавно, что мы, по сути, просто развлекаемся со всей этой наукой...

Не понял. Я точно не развлекаюсь, послал бы ко всем чертям эту хроматографию и пошёл бы домой, дооткрывать персонажей в Lego Marvel Super Heroes 2. Интересуюсь, что это он такое говорит.

‑Вот эта красивая картинка, — показывает снова структуру белково‑нуклеинового комплекса, — это понятная нам визуализация, так? Спиральки, полосочки, палочки да точечки. Ничего этого ведь на самом деле нет... Всё это — модель на модели, и моделью погоняет. Понимаешь?

Понимаю.

На пригодность планеты для жизни влияют многие факторы. К наиболее очевидным из них относятся нахождение в зоне обитаемости звезды и наличие магнитного «щита», защищающего её от радиации. Но есть и другие важные факторы, которые менее очевидны.

Новые исследования показывают, что для поддержания жизни на планете необходимо правильное соотношение определённых химических факторов. В частности, при формировании экзопланеты в её ядре должно быть достаточное количество фосфора и азота. А для того, чтобы эти элементы были доступны на поверхности планеты, необходимо наличие кислорода.

Построена классификация анион-анионных взаимодействий комплексных соединений рения.
Подробно классификация изложена в оригинальной статье Новикова-Волкова:
DOI: 10.1016/j.pcrysgrow.2025.100687

Фазовые переходы в веществе с точки зрения строения атомного ядра по СТГ

Вода - это феноменальный объект нашего окружения, чудесные свойства которого мы все знаем, но не замечаем их Чудесности.

Вода – самая распространённая жидкость вокруг нас, она составляет большую часть нашего организма и является основой жизни всей нашей планеты.

Удивительными в воде является её огромная теплоёмкость в сравнении с другими веществами.

Также уникальной является её огромная энергия парообразования в сравнении с другими сходными по составу веществами. (см.рис.1)

Картинка: В.И.Классен — «Омагничивание водных систем», Москва, Издательство «Химия», 1978 г.

Сегодня мы поговорим о таком интересном эффекте, который, несмотря на кажущуюся необычность, исследуется далеко не первый год и даёт определённые результаты — магнитная обработка воды.

Феномен этот интересен тем, что, несмотря на долгие годы исследований и большое количество успешного опыта применения на практике, единой стройной теории этого явления до сих пор нет, и исследователи расходятся во мнении о том, каков действительный механизм наблюдаемых явлений…

Итак, о чём же всё-таки идёт речь?

Обычно в Интернете на вопрос «почему небо синее?» отвечают «из-за рэлеевского рассеяния». Это правильный, но не особо полезный ответ. Знание терминологии сильно отличается от понимания явления. Но если понимание заключается не в знании терминов... то в чём? Я отвечаю на это так: в существовании модели, позволяющей нам создавать прогнозы. Если мы надёжным образом можем прогнозировать что-то, то, вероятно, понимаем это. В этой статье я исследую, почему небо синее; но мы настолько углубимся в эту тему, что после прочтения вы сможете прогнозировать, какой цвет неба будет на других планетах.

Давайте для начала зададимся вопросом: какого цвета ДОЛЖНО быть небо?

Всем добрый день!

Сегодня поговорим о цифровизации гальванического производства. На данный момент значительного уровня цифровизации участка гальванических покрытий мне наблюдать не приходилось. Многие производства в России до сих пор работают в ручном режиме, но ситуация меняется, хоть и не быстро.

Статью построю таким образом: сперва обзор того, что уже сейчас широко применяется, а потом краткие соображения, какие решения ещё можно применить.

Газ Кнудсена и Статическая теория газов (СТГ)

Публикации моих статей  на ХАБРе дают мне очень много ценной ответной реакции:

- кто-то с интересом читает мои статьи  и ставит мне + в карму, тем самым позволяя мне продолжать публиковаться на сайте,

- некоторые даже дают очень полезные ссылки на старые технические издания, до которых я сам мог бы никогда и не добраться (тому пример «Вихревые аппараты» 1985г. из прошлой и позапрошлой  статей);

-кто-то въедливо ищет изъяны в моих рассуждениях и расчётах, стремясь опровергнут меня с позиций «общепринятых  теорий» из школьных и ВУЗовских учебников физики.

Я искренне признателен всем категориям моих читателе!

Так мне удаётся  получить критический взгляд на свои теории, и найти новые аргументы в их пользу.

Иногда я настолько проникаюсь замечаниями, что даже  радикально пересматриваю свою позицию на почти противоположную.

Так  в предыдущей статье про «принцип работы ВТР» я  признал свою ошибку в вопросе  определения  температуры струи воздуха,  истекающей из дроссельного отверстия, которая оказалась не такой  холодной на  самом срезе дроссельного отверстия, как я считал ранее.

Признание моей прошлой неправоты позволило мне использовать  чуть изменённую модель расчёта температуры струи на разных её участках. При этом новая  модель начала давать куда более вразумительные цифры, подтверждаемые уже в эксперименте на конкретной ВТР.

Данная  статья посвящена ещё одному замечанию от «активного критика», который натолкнул меня на изучение  широкой темы физических явлений с газами, о существовании которых ранее я не знал, хотя и задумывался о возможности существования подобного в реальности.

Привет Хабр! Меня зовут Радион Зарипов, я — аспирант программы «Науки о материалах» в Сколтехе и прохожу в настоящее время стажировку в Sber AI. Значительная часть работы, о которой пойдет речь, была выполнена мной во время летней практики в AIRI, в группе «Дизайн новых материалов», которая исследует возможности применения вычислительных подходов к прогнозированию новых материалов. Совместно с моими коллегами из Сколтеха, AIRI, Sber AI, РХТУ и ИФХЭ РАН мы недавно опубликовали статью в Acta Materialia, где построили подробную фазовую диаграмму карбида технеция. Это не было бы возможным без применения графовых нейронных сетей, которые заменяют существенную часть вычислений.

Здесь мне хотелось бы подробнее рассказать, что именно мы делали и с какими сложностями столкнулись. Текст получился большим и подробным, но если вам интересно, как машинное обучение постепенно меняет материаловедение, эта статья для вас.