Обновить

Миллиардные индустрии зависят от того, чего нет: фраза, которую нельзя было пропустить

Уровень сложностиСредний
Время на прочтение21 мин
Охват и читатели8K
Всего голосов 13: ↑11 и ↓2+9
Комментарии18

Комментарии 18

Название статьи - кликбейт космического уровня, а статья - скучнейший мусор

В примечании к статье всё подробно описано, если вы открываете с телефона — Хабр скрывает примечание. Никакого обмана нет — человек получает то, зачем открывает статью. Оптимизация Хабр под телефон — не моя проблема.

Вы можете нажать в браузере «Версия для десктопа» и смотреть статьи с анонсами, поэтому не будете открывать скучный или сложный для вас материал.

R2 больше трёх девяток, а расхождение между ранами - 2%.

И между разными приборами 10%.

Это вообще как?!

Хороший вопрос, на первый взгляд действительно парадокс.

R² > 0.999 — это качество линеаризации BET на одном измерении. Показывает, что точки ложатся на прямую, модель работает.

±2-3% внутри лаборатории — это воспроизводимость между повторными измерениями одного образца на одном приборе. Сюда входит: точность взвешивания, стабильность температуры,
дегазация.

±5-10% между лабораториями — добавляется: разные приборы (калибровка, конструкция), разные операторы (интерпретация диапазона BET), разные партии образца.

Это как GPS: точность определения координат — метры, но если измерить одну точку дважды разными приёмниками — разброс больше.

R² говорит о качестве модели, а не о воспроизводимости измерения.

Хороший ответ, а можо теперь от кожаного? ;)

Я знаю как работает нацчнавя статистика, но не понимаю ,как при такой классной внутренней повторяемости от сэмпла к сэмплу (а именно это и значит высокий R^2) мы имеет такую ущербную повторяемость от рана к рану.

Точность взвешивания, изначальная дегазация у вас как отправная точка — она в ходе эксперимента не меняет точность линеаризации, но при разных экспериментах будет менять точность получаемых значений — это же понятно из моего предыдущего ответа?

Не бывает двух одинаковых начальных условий, хотя сам процесс идет из этой точки одинаково. Представьте, что вы бросаете камень — он каждый раз упадет в разные точки, хотя траектория будет гиперболическая во всех случаях.

Ну, я сейчас занимаюсь ЯМР белков. И выращиваю, чищу, концентрирую и смешиваю разные бэчи белка. И если бы мои пики расходились бы на 2% я бы не смог работать вообще! Моя сходимость - 0.05% обычно.

Не бывает двух разных начальных условий. Все начальные условия в чём-то одинаковые. И если задать чётко входные параметры пробоподготовки, задать диапазоны и погрешности, то условия будут считаться одинаковыми с заданной заранее точностью.

И, да, думаю именно из-за этого сотрудник сколтеха, наверняка аналитический химик или физик, говорил, что пористость померить нельзя. Разброс в 5% - это не измерения, это прикидки.

А вам требуется с точностью до долей градуса поддерживать температуру в районе 77 K? У вас есть параметры, которые меняются динамически в процессе измерений? Почему вы сравниваете две совершенно разные методологии?

Я где-то слышал определение дилетанта: это не тот, кто некомпетентен, это тот, кто не может определить границы своих компетенций и не чувствует их.

Природа конденсации газа в порах при низких температурах похожа на образование пробок в час пик — если у вас есть термодинамический процесс конденсации, он не идет всегда совершенно одинаково даже на абсолютных копиях начальных условий.

В то же время ЯМР не зависит от таких условий, как мне кажется. Вы сравниваете стохастический процесс и монохромное когерентное излучение орбиталей — это не одно и то же.

А вам требуется с точностью до долей градуса поддерживать температуру в районе 77 K?

Да, конечно. Как ещё работает система стабилизации магнитного поля в сверхпроводящем магните спектрометра?!

Почему вы сравниваете две совершенно разные методологии?

Чтобы понять, какая работает, а какая - нет.

У вас есть параметры, которые меняются динамически в процессе измерений?

Белок, особенно в таких концентрациях - не очень стабильная сущность. Имеет склонность терять структуру, агрегировать, выпадать в осадок. Иногда мы даже именно эти процессы и изучаем.

Природа конденсации газа в порах при низких температурах похожа на образование пробок в час пик — если у вас есть термодинамический процесс конденсации, он не идет всегда совершенно одинаково даже на абсолютных копиях начальных условий.

Вот вы сами и описали, почему молекулы газа - не надёжный инструмент для изучения пористости. Могу ещё добавить, что сама пористость материала - очень гетерогенная и ненадёжная штука, которая не имеет ни повторяющихся паттернов, ни строгой структуры.

И вот именно поэтому, с точки зрения структурщика, (структурного биолога, физика, строймольщика) пористость померить нельзя. Её можно только грубо оценить, примерно прикинут, статистически охарактеризовать по ISO.

Благословляю вас на изобретение нового подхода к измерению пористости, возможно, ваша идея с ЯМР очень пригодится науке. =)) Может быть, эта статья специально для вас, и ваш метод будет лучшим на протяжении многих сотен лет... Однако важно учитывать, что самое главное в пористости — это площадь поверхности, а ее ЯМР сложно измерить, поэтому до вас серьезных открытий в этой области не было, вы обязательно будете первым. =)

Бред, конечно, но от чего бы не повестись на челлендж и не придумать метод измерения площади поверхности ЯМРом. Вот вам первая идея:

Мы в качестве молекулы газа используем фтор. В газовой фазе у него время релаксации - десятки миллисекунд. Будучи сорбированным он преобретает дополнительные пути рассеяния энергии и T2 резко падает. Если мы замеряем сигнал от фтора спустя 10мС (может больше) после первого пулься, то видим только свободный фтор, не видим связанный.

Из бонусов - фтор может быть не единственным газом в системе, остальные "на его катушке" будут молчать.

Вот вам измерение сорбированного газа с точностью ЯМР. Дальше можно применить примерно ту же математику, с поправкой на то, что вакуумировать образец не надо - всё происходит просто при пониженном давлении.

Боюсь, что сам по себе фтор не инертный, он половину образцов разъест, нужно придумать с инертным газом, ксеноном, например. Есть инертные газы на основе фтора, но они могут не уместиться в поры. Площадь поверхности будет получаться другая. Площадь у нас эффективная выйдет. Сами по себе молекулы газа весьма крупные при большой молярной массе. N_2 именно поэтому хороший для таких измерений.

Вакуумировать надо в любом случае, иначе образец будет мокрым, в нем останется вода из атмосферы и другие примеси.

Поверхность должна освобождаться от абсорбции других газов, этот процесс очень тонкий — топология поверхности ведь мощный катализатор в химии.

Теперь по погрешности:

S_{\text{short}} = k\,N_{\text{tot}} \tag{1}S_{\text{long}} = k\,N_{\text{free}} \tag{2}S_{\text{ads}} = S_{\text{short}} - S_{\text{long}} = k\,N_{\text{ads}}, \qquad f = \dfrac{N_{\text{ads}}}{N_{\text{tot}}} = \dfrac{S_{\text{ads}}}{S_{\text{short}}}\delta S_{\text{short}} = \varepsilon_{\text{short}}\,S_{\text{short}},\qquad\delta S_{\text{long}} = \varepsilon_{\text{long}}\,S_{\text{long}}\delta S_{\text{ads}}^{2} = \delta S_{\text{short}}^{2} + \delta S_{\text{long}}^{2} - 2\rho\,\delta S_{\text{short}}\,\delta S_{\text{long}}\left(\dfrac{\delta S_{\text{ads}}}{S_{\text{ads}}}\right)^{2}=\dfrac{\varepsilon_{\text{short}}^{2} + \varepsilon_{\text{long}}^{2}- 2\rho\,\varepsilon_{\text{short}}\varepsilon_{\text{long}}}{f^{2}}\varepsilon_{\text{short}} = \varepsilon_{\text{long}} = \varepsilon,\ \rho \approx 0\quad\Rightarrow\quad\dfrac{\delta S_{\text{ads}}}{S_{\text{ads}}} \approx \dfrac{\sqrt{2}\,\varepsilon}{f}\varepsilon = 10^{-3},\ f = 0.1\quad\Rightarrow\quad\dfrac{\delta S_{\text{ads}}}{S_{\text{ads}}} \approx 1.4\times 10^{-2}\varepsilon = 10^{-3},\ f = 0.02\quad\Rightarrow\quad\dfrac{\delta S_{\text{ads}}}{S_{\text{ads}}} \approx 7\times 10^{-2}

Все упирается в долю абсорбированного газа. При 0.02 в лучшем случае получаем 7% погрешности на вскидку, и это в лучшем случае. 0.05% не получается даже в идеальном варианте, когда на поверхности сидит половина газа.

Проблема будет еще в том, что будет метастабильные упаковки газа — это не фиксированное состояние, оно постоянно меняется из-за тепловых процессов. Там все интересно будет.

Да, я понимаю, что газовая фаза - очень плохой зонд. И именно из-за идеи, что газ используется для анализа поверхности, мы получаем столь неутешительную погрешность. И именно это я и хочу вам донести: используя газы, особенно многоатомные, вступающие в контакт с поверхностью, мы не сможем ничего померить, только грубо прикинуть. Нужны другие свидетели. В соседней лаборатории, где изучают пористость костей, верят только в рентген, но, как вы говорили, этот метод хорош в узких пределах, требует сложной установки и плохо работает при высокой дисперсии размера пор.

Увы, я всё ещё склоняюсь к мысли, что померить пористость материала с приемлемой для современной науки точностью в общем случае невозможно.

И, да, измерение констант связывания, выявление мест связывания и, в случае полимеров, заселённости точек связывания методом ЯМР подходов и публикаций полно, тут я буду не первым, не десятым, и, думаю, даже не сотым.

Мне вообще очень понравилась (и была полезна) ваша статья. И я искренне рад, что вижу подобные публикации тут, на хабре.

Однако, я осмелюсь указать вам на то, что вот эта вот высокомерная позиция про осуждение коллег с Сколтеха, утверждающих, что измерение пористости материала в их понимании невозможно, может быть не от того, что они дилетанты, а вы самый знающий человек.Всегда может оказаться, что как раз наоборот ;)

Смотрите, дилетант — это не хорошо и не плохо, это не обзывательство... Это как есть ученые-теоретики, ученые-практики и ученые-дилетанты — просто способ размышления вне рамок, навязанных системой, — это и весело иногда бывает, я не хотел вас обидеть. Нанести личную обиду... Просто заметил интересный факт. У меня так мыслить творчески, как у вас, не получается, я всегда опираюсь на правила. Возможно, мы даже классная команда с вами. Просто вам нужно знать, что вы не всегда обращаете внимание на «красные линии» — границы применимости одних утверждений в незнакомой области. Без обид =)

Большое спасибо. Хорошая статья.

Как я говорю — если это даже одному человеку полезно, это уже отличный результат!

Зарегистрируйтесь на Хабре, чтобы оставить комментарий

Публикации