Химия

Гуминовые вещества есть почти повсюду в природе – это сырье будущего.
Эти вещества проявляют уникальные биологические свойства, не нанося никакого вреда природе. Гуминовые вещества (от лат. humus — земля) впервые были выделены в 1786 году немецким учёным Францем Ашаром из торфа.  Водные гуминовые вещества были впервые выделены в 1806 году из родниковой воды  Йёнсом Якобом Берцелиусом.
Природное органическое вещество – это стык живого и неживого. Гуминовые вещества (ГВ) – это продукт разложения всей живой органики, в который превращаются растения после отмирания при разложении растительных и животных остатков под действием микроорганизмов и абиотических факторов среды. Представляют собой макрокомпоненту органического вещества почвенных и водных экосистем, а также твёрдых горючих ископаемых. Авария на резервуаре № 5 ТЭЦ-3, принадлежащей Норильско-Таймырской энергетической компании (НТЭК) — дочернему предприятию «Норникеля», привела к утечке около 21 тысячи тонн дизельного топлива.  Авария была вызвана сочетанием технологических, климатических и человеческого факторов. Основной причиной стала разгерметизация резервуара № 5 на ТЭЦ-3 вследствие проседания свайного основания, вызванного таянием вечной мерзлоты. Топливо попало в близлежащие реки Амбарная и Далдыкан, а также озеро Пясино, создав угрозу для экосистемы Северного Ледовитого океана. Разлив нефтепродуктов стал одним из крупнейших в Арктике за всю историю и привёл к значительному экологическому ущербу.

Организм человека — это, как часто говорят, сложный механизм, состоящий и множества систем, каждая из которых выполняет определенную функцию. Результат работы некоторых из них мы даже не замечаем либо не задумывается о них, другие же нам очень даже заметны. Боль тоже является важным аспектом жизни, так она сигнализирует о нарушении работы той или иной системе ввиду травмы, заболевания или других факторов. Однако есть виды боли, которые мы бы хотели никогда не испытывать, несмотря на всю важность этого сигнала организма. Одним из таких является боль при камнях в почках. Ученые из Американского химического общества (Вашингтон, США) провели исследование рептилий и того, как они справляют нужду. Как оказалось, змеи и другие рептилии образуют мелкие кристаллические шарики мочевой кислоты. Почему рептилии это делают, и какая связь между туалетными привычками змей и борьбой с камнями в почках человека? Ответы на эти вопросы мы найдем в докладе ученых.

^{_{Amolen, Into‑Serendipity}}

В прошлой статье мы подняли такой интересный вопрос, как создание ткани своими руками. 

Мы увидели, что это более чем реально, собственно, как об этом не просто утверждает, а, можно сказать, «вопиет» вся история человечества.:‑). 

Создание ткани само по себе, надо думать, достаточно «медитативное» занятие, и хорошо разгружает голову (с пользой для домашнего хозяйства). 

Однако, в ходе рассмотрения, был и ещё один очень любопытный вопрос, который мы так и не затронули: а как вообще управлять «холодностью» или «тёплостью» тканей?

И вопрос этот, как мы увидим далее, достаточно нетривиальный, но, в то же время, очень интересный, так как если мы научимся управлять теплотой тканей, поймём основные принципы, то, это поможет, как в деле гипотетического постапокалиптического «выживальчества», так и может дать ряд новых интересных идей... 

Итак, посмотрим, как это всё работает...

Принято считать, что человек, «Венец эволюции», и, наверное, это правда, ведь только человеку может прийти в голову такая дерзновенная мысль, чтобы начать повторять и улучшать природные решения, которые природа разрабатывала миллионы лет! 

Человек изучает природу, и старается использовать её достижения в своих целях, в процессе создания искусственных объектов. 

Одним из таких интересных направлений инженерного искусства являются, так называемые «биомиметические подходы»...

Всех много, а всего мало. Такой короткой и весьма утрированной фразой можно описать состояние нашей цивилизации и нехватки ресурсов. И это касается не только энергетических ресурсов, но и пищи. Выращивание сельскохозяйственных культур в нужном для людей количестве требует использования тех или иных техник, обеспечивающих хороший урожай, защиту от внешних факторов (погода, паразиты и т. д.) и, что немаловажно, сохранение окружающей среды. Рис является одним из лидеров по потреблению в мире следи сельхоз культур, Однако его выращивание сопряжено с рядом экологических, климатических и экономических нюансов. Группа ученых из Массачусетского университета в Амхерсте (США) провели исследование, в котором было установлено, что использование селена в наномасштабе позволяет снизить количество необходимых удобрений, улучшить питание и рост риса, а также повысить микробное разнообразие почвы и сократить выбросы парниковых газов. Как именно был использован селен, как работает данный метод, и насколько он эффективен? Ответы на эти вопросы мы найдем в докладе ученых.

Множество ученых по всему миру объединились, чтобы составить и опубликовать всеобъемлющую дорожную карту разработки межатомных потенциалов машинного обучения в области материаловедения и инженерии. Они подробно описали, как машинное обучение должно привести к революции в нашем понимании в проектировании и открытии новых материалов, позволяя проводить компьютерное моделирование атомов.

Научный прогресс влияет на многие аспекты жизни человека, от методов передвижения и связи до одежды и продуктов питания. Консервы, к примеру, стали невероятно важным открытием, позволившим не просто долго хранить продукты питания, но и обеспечивать людей едой в местах, где ее добыть было бы сложно или невозможно. Конечно, ранние примеры использования не всегда были гладкими, Экспедиция Франклина тому яркое подтверждение, но со временем любой процесс пришлифовывался и совершенствовался. Порой новые методы обработки пищи становились более быстрой и выгодной заменой традиционным методам, которые обладали не только богатой историей, но и богатым вкусом. Ученые из Копенгагенского университета (Дания) провели детальное исследование необычного традиционного рецепта йогурта, ранее распространенного в Турции и Болгарии. Необычность заключается в использовании муравьев в качестве ферментаторов. Что удалось выяснить ученым, что именно делает муравьев столь эффективными ферментаторами, и вкусный ли такой йогурт? Ответы на эти вопросы мы найдем в докладе ученых.

Ничто не бывает столь смертоносным как обычный грипп. По сути, любое заболевание может оказаться смертоносным, если оно не было выявлено на раннем этапе и/или не лечилось должным образом. Когда речь заходит о заболеваниях, которые имеют высокую степень инфицируемости, то важным является раннее выявление больных еще до того как начнут проявляться первые симптомы. Классические методы диагностики хоть и действенны, но не всегда доступны ввиду экономических или других факторов. Потому группа ученых из Американского химического общества (Вашингтон, США) разработали доступный и эффективный диагностический инструмент раннего выявления гриппа, который выглядит как обычная жевательная резинка. Из чего состоит жвачка-диагност, как именно она работает, и насколько точна ее диагностика? Ответы на эти вопросы мы найдем в докладе ученых.

С тех пор, как в 1870-е годы Джованни Скиапарелли и Персиваль Лоуэлл стали рассуждать о природе каналов на Марсе, учёные, фантасты, философы, а в последнее время и успешные инженеры мыслят о Марсе как о некой «Земле 2.0» или, как я писал в одной из моих первых статей на Хабре, о «планете, которую можно отремонтировать». Предполагается, что когда-то на Марсе был целый океан воды, такую гипотезу действительно можно сформулировать, исходя из уже известных данных о марсианском рельефе. Сейчас планета Марс исключительно сухая (заметные запасы поверхностного водяного льда, вероятно, найдутся только в марсианских полярных шапках). Можно предположить, что Марс высох, поскольку вся вода с него улетучилась в космос, однако есть и другая гипотеза, объясняющая как современный марсианский климат, так и рельеф, очертания которого напоминают «береговые линии». Возможно, мы наблюдаем лишь следы древнего марсианского углеродного цикла. Подробнее — под катом.

Некоторое время назад на Reddit завирусилась эта фотография. Это сравнение пальца шимпанзе и пальца человека. Она подтверждает, что отпечатки пальцев — наше древнее эволюционное приобретение. Узоры на пальцах действительно являются уникальным биометрическим идентификатором не только у человека, но и у горилл, и шимпанзе. Отпечатки пальцев как биометрический идентификатор привлекли внимание чиновников и криминалистов Британской империи в середине 19 века. Систематическое изучение узоров на подушечках пальцев (дактилоскопия) развивается с конца 19 века, когда количество жителей в мегаполисах, частота и плотность совершаемых преступлений способствовали развитию дактилоскопии как одной из первых областей «больших данных». В тот же период (1880-е годы) развивалась альтернативная техника под названием «бертильонаж», изобретённая французским юристом Альфонсом Бертильоном (1853 — 1914). Бертильонаж был прототипом биометрии, и в таком качестве сейчас даже возрождается, но в своё время проиграл дактилоскопии по практичности, точности и информационной ёмкости. Но сколько времени существует дактилоскопия — столько времени предпринимаются попытки в принципе избавиться от отпечатков пальцев, как хирургическими, так и химическими методами. Об этом мы расскажем в статье.

История этого открытия — это путь от теоретической идеи до ее практической реализации, растянувшийся на десятилетия. Пионером выступил австралиец Ричард Робсон, который еще в 1989 году сконструировал первую модель MOF, используя ионы меди и органические молекулы. Его работа доказала саму возможность такого архитектурного подхода в химии, однако созданные им конструкции были хрупкими и нестабильными, напоминая дом без фундамента.

Прорыв совершили Сусуму Китагава и Омар Яги, чьи исследования, по сути, дополнили друг друга. Китагава из Киотского университета открыл, что металл-органические каркасы могут быть не статичными, а гибкими — они могут «дышать», изменяя свою структуру в зависимости от того, какие молекулы в них проникают.

Всем привет! Меня зовут Николай Никитин, я руковожу лабораторией автоматического машинного обучения в Институте ИИ ИТМО. Сегодня я бы хотел сделать небольшой экскурс в то, как методы и модели ИИ позволяют автоматизировать решение прикладных задачам в разных областях науки.

Нейросети уже достигли впечатляющих результатов ― вспомним хотя бы Нобелевскую премию по химии прошлого года, выданную за методы фолдинга белков, проработанные с участием AlphaFold. И различные полезные для ученых решения, появляются каждый день во многих областях.

Под катом ― о том, как AI4Science выглядит сегодня, почему всю науку нельзя отдать на откуп LLM и в какой форме они наиболее полезны.

Вроде бы все понятно из названия, да? А раз понятно, казалось бы, так и чего трепаться? Однако санитары, когда освобождают меня из смирительной рубашки, советуют, чтобы я переносил травмирующий опыт на бумагу.

Штош, почему бы и нет.

За последний год наш скромный уютный стартап вместо кормления инвесторов обещаниями начал... просто кормить. Так что в какой-то момент мы получили некоторое предложение, из вида тех, от которого не отказываются. Экономические, логистические, юридические и иные -ические нюансы прошли мимо меня, оставив в сухом остатке простую и элементарно выполнимую задачу: за три месяца произвести массу белкового экстракта, пригодного для приготовления одной тонны текстурированного продукта.

В течение XX-XXI века физики и философы продолжают искать универсальный признак, отличающий живую материю от неживой. Этот признак, вероятно, помог бы сузить круг поисков внеземной жизни и упростил создание искусственной. Одним из наиболее перспективных свойств такого рода кажется метаболизм, то есть обмен веществ между организмом и окружающей средой, в результате чего отработанная энергия выделяется в окружающую среду в виде тепла, а энтропия всей системы возрастает. На Хабре недавно появилась отличная статья «Теория хаоса, синергетика, неравновесная термодинамика – науки о сложных адаптивных системах» от уважаемого @dionisdimetor, затрагивающая круг этих взаимосвязанных вопросов. Тем интереснее, что около 10 лет назад удалось получить кристаллы, которые в присутствии катализатора демонстрируют процесс, очень похожий на дыхание: они забирают из атмосферы газообразный кислород и могут его запасать. Такой «обмен веществ» не является «метаболизмом», поскольку он полностью обратим, но открывает удивительные технологические возможности, о которых мы поговорим под катом.

Графен – это монослой атомов углерода, в котором каждый атом связан с тремя соседними, образуя сотовую структуру. Международный союз теоретической и прикладной химии, International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC), определяет графен как единичный слой углеродных атомов графитоподобной структуры. 

Многие специалисты из разных стран видят перспективы графена в электронике. В частности, терагерцовые полевые транзисторы (TeraFET) на основе графена и углеродных нанотрубок уже хорошо показали себя как чувствительные, быстрые и малошумящие детекторы терагерцового диапазона. Собственно, о графене мы сегодня и поговорим. 

Имел честь, и почти уникальную возможность, для простого миноритария,  совершить небольшое путешествие на вертолете, на настоящую буровую установку, которая находится в Балтийском море и ищет нефть.

В 2004 году российский кристаллограф Артем Оганов применил принципы дарвиновской эволюции к поиску новых кристаллических структур. Его алгоритм USPEX позволил предсказывать устойчивые соединения без экспериментов — просто вычисляя, какие структуры «выживут» при заданных условиях. За 20 лет этот подход привел к открытию сверхпроводников, работающих при −23 °C, «невозможных» солей вроде NaCl₇, которые существуют только при экстремальных давлениях, и даже помог объяснить происхождение земных океанов через древние гидросиликаты.

История о том, как эволюционные алгоритмы изменили подход к созданию новых материалов — от случайных открытий к целенаправленному дизайну.

Что будет, если метеорит вдруг принесёт нам элемент, которого нет сегодня в таблице Менделеева? Куда его можно будет вписать? Казалось бы, всё просто и логично - где-то в конце. Но существует некоторый интересный предел, который определяет максимальный размер ядра атома. Там и таблица заканчивается. А почему это так работает? Об этом и поговорим. Обсуждаем ограничения современной модели и принцип устройства вещества

В науке есть целое направление, которое занимается изучением и разработкой электронных устройств на базе органических полупроводников. Эта область называется органоэлектроникой.

Удивительно, что если загуглить этот термин, выдача будет крайне скупа. Этой статьей хочу исправить сие недоразумение и рассказать не только о сильных сторонах направления, но и о проблемных. Подробности под катом.

Приветствую коллеги!

То, о чем пойдет речь в настоящей статье может на первый взгляд показаться совершенно невозможным, но это актуально для любых, нет не так, для ЛЮБЫХ полимеров, композитов и некоторых других соединений, веществ и т. п., о которых пока не могу сказать открыто и рассматривается результат работы только одного устройства, а ведь можно еще и осуществлять 3d‑печать с полученными свойствами и многое другое.

Для начала небольшое введение:

Я являюсь независимым исследователем, в силу сложившихся обстоятельств, занимаюсь изучением вопроса исключительно в свободное время, по технологии, которую разработал сам (патенты РФ № 2814722 и № 2821350).

Прочитав материал, попробуйте представить какие результаты можно получить не в скромной подпольной лаборатории на кухне (буквально, но это свидетельствует не о кустарности, а о очень простом механизме со сложной теоретической основой, работающем на фундаментальных принципах) на устройстве собранном «на коленке» из комплектующих с Aliexpress, обрезков старых магистральных водопроводных труб, кусков алюминия допиленных рашпилем, а в нормальной лаборатории, где не приходится искать дополнительную розетку и «на глаз» прикидывать вязкость и время релаксации расплава (раствора) полимера))))).

Кстати, если Вам тема интересна — присоединяйтесь, нам есть что обсудить и над чем вместе поработать, так как тут переплетается много сфер науки и очень высокая междисциплинарность: физическая химия, реология, материаловедение, физика сплошных сред, кристаллизация, текстильная физика, теплотехника и многое другое… и без одного из элементов этого красочного пазла теряется понимание картины в целом. Если у Вас есть знакомые интересующиеся темой — буду безмерно признателен, если вы расскажете им об этих материалах — это будет лучшей поддержкой!