Как стать автором
Обновить
54.09

Химия

Наука о веществах, их строении и свойствах

Сначала показывать
Порог рейтинга
Уровень сложности

Строго о новой системе единиц СИ

Время на прочтение 7 мин
Количество просмотров 35K
Недавно вышла статья Пересмотр системы единиц СИ: новые определения ампера, килограмма, кельвина и моля от юзера alizar. В комментариях возникла дискуссия. Я понял, что эта статья alizar'а некачественная, а также заметил, что многие комментаторы ошибаются в известных вещах. Поэтому я пишу эту статью.

Статья будет посвящена разъяснению базовых вещей. В качестве источников я использовал знания по физике и химии, полученные в школе, статьи из Википедии, действующий СИ (8-е издание) и черновик нового СИ (9-е издание), который собираются принять. Я постараюсь быть объективным, я просто объясню то, что физики уже знают.

Не используйте упомянутую статью от alizar в качестве источника информации. В ней неверно первое же предложение (точнее, подпись к первой картинке: «Сфера из кремния-28 с чистотой 99,9998% может быть принята как эталон единицы измерения количества вещества»), к нему мы ещё вернёмся (UPD от 2017-11-05 19:30: исправлено). В качестве хороших источников информации предлагаю статью в английской Википедии о новом СИ, оригинальную статью Nature, старый СИ, черновик нового СИ, FAQ о новом СИ.
Читать дальше →
Всего голосов 112: ↑111 и ↓1 +110
Комментарии 391

Пересмотр системы единиц СИ: новые определения ампера, килограмма, кельвина и моля

Время на прочтение 6 мин
Количество просмотров 71K

Сфера из кремния-28 с чистотой 99,9998% может быть использована для вычисления максимально точного числа Авогадро, которое войдёт в определение единицы измерения количества вещества, известной как моль. Фото: Национальная физическая лаборатория Великобритании

Международное бюро мер и весов планирует провести самую значительную реформу в международной системе единиц (СИ) со времени последней большой ревизии этого стандарта в 1960 году, пишет Nature. Придётся принимать новые ГОСТы, а также внести исправления в учебники физики в школе и вузах.

В настоящее время СИ (современный вариант метрической системы) принята в качестве основной системы единиц большинством стран мира и почти везде используется в области техники. Полное определение всех единиц СИ приведено в официальной брошюре (8-е издание) и дополнении к ней от 2014 года. Нынешний стандарт утверждён в СССР 1 января 1963 года ГОСТом 9867-61 «Международная система единиц».
Читать дальше →
Всего голосов 57: ↑57 и ↓0 +57
Комментарии 203

Вступила в строй первая в мире ТЭС с отрицательным выбросом CO₂

Время на прочтение 4 мин
Количество просмотров 24K

Модуль прямого улавливания диоксида углерода из воздуха с башенным охладителем на геотермальной электростанции Хедлисхейди в Исландии. Фото: Climeworks

Человечеству никак не удаётся снизить выбросы парниковых газов и остановить спираль разогрева планеты из-за парникового эффекта. Политики договариваются хотя бы удержать количество CO₂ на нынешнем уровне, чтобы спасти планету от самых разрушительных последствий глобального потепления. Но у них не слишком получается: последние 200 лет углекислый газ продолжает накапливаться в атмосфере со скоростью примерно 4 гигатонны в год. Накопление не останавливается. Более того, оно грозит принять необратимый характер, когда выделения газа из почвы начнут расти с ростом температуры, ещё больше раскручивая спираль. Сейчас растения и растения Земли не в силах переработать, а мировой океан — растворить то количество CO₂, которое выбрасывают земные ТЭС и транспорт на ДВС.

Некоторые учёные считают, что нужно не только полагаться на природу, но и вносить активный вклад в очистку воздуха, иначе природа не справится: сейчас растения и деревья перерабатывают в разные годы от 20 до 80% выбросов CO₂. Так вот, учёные предлагают активнее вводить в строй модули прямого улавливания диоксида углерода из воздуха. Они связывают атмосферный CO₂ и откладывают его в базальтовую породу, то есть загоняют под землю, откуда он и появился.
Читать дальше →
Всего голосов 28: ↑26 и ↓2 +24
Комментарии 78

Через канализацию Швейцарии ежегодно проходит 43 кг золота и 1070 кг гадолиния

Время на прочтение 3 мин
Количество просмотров 20K

Ежедневный слив в канализацию 62 различных элементов на одного жителя Швейцарии. Иллюстрация: Федеральный институт водных наук и технологий

Швейцарию вполне заслуженно называют золотым хабом мира. Ежегодно через эту страну проходит около 2600 метрических тонн золота (статистика за 2011 год). При том, что мировая добыча золота составляет 2700 метрических тонн (2011 г). Здесь же находятся четыре из крупнейших в мире очистительных заводов для очистительной переработки драгоценного металла до до высокой чистоты 99,99% (проба 999,9). Поскольку в страну поступает не только официально добытые слитки, но и металл, скупленный у населения, то эксперты примерно оценивают, что в средний год Швейцария перерабатывает 70% мирового золота.

Не секрет, что в отходах человеческой жизнедеятельности, как и мировом океане, можно найти половину таблицы Менделеева, в том числе редкоземельные и драгоценные металлы, которые содержатся там в небольшой концентрации. Ничего удивительного, что в «золотой столице» мира канализация тоже богата благородным металлом. Вполне возможно, что в швейцарских отходах концентрация золота гораздо больше, чем в московских. Но только в России этим вопросом пока не задавались, а швейцарские учёные тщательно измерили концентрацию золота, серебра и других элементов в сточных водах.
Читать дальше →
Всего голосов 27: ↑21 и ↓6 +15
Комментарии 22

Истории

Создан первый биогель-герметик, который заживляет раны без швов

Время на прочтение 3 мин
Количество просмотров 21K

Сканирующая электронная микрофотография (слева) и гистологическое окрашивание (справа) оба показывают, как гель MetRo (сверху) накладывается на повреждённую область лёгкого, связывает и блокирует поверхность ткани. Эластичная ткань плотно запечатана без использования швов или скоб

Для заживления порезов на человеческом теле традиционно используются швы и скобы. Они удерживают ткани близко друг у другу, значительно ускоряя заживление и оказывая сопротивление механическим нагрузкам на ткань. Хотя швы повсеместно применяются после операций, но часто возникают ситуации, когда они не помогают остановить утечку из органа. Например, утечка воздуха из лёгкого — одно из самых распространённых осложнений после операции.

Кроме того, наложение швов проблематично в критических условиях нехватки времени или на труднодоступных участках тела. Наконец, швы со скобами наносят физические повреждения окружающим тканям около раны и увеличивают риск инфекции, что тоже не есть хорошо.
Читать дальше →
Всего голосов 31: ↑30 и ↓1 +29
Комментарии 33

Фотонно-фононная память временно преобразует свет в звук для обработки

Время на прочтение 3 мин
Количество просмотров 8K

Базовый принцип и установка фотонно-фононной памяти. а. Процесс хранения: импульс с оптическими данными истощается сильным импульсом на запись в противоположном направлении, на несколько наносекунд сохраняя информацию в виде акустического фонона. b. Процесс извлечения: импульс на чтение истощает акустическую волну, преобразуя данные обратно в оптическую форму. c. Упрощённая схема экспериментальной установки. На вставке показан халькогенидный чип рядом с 50-центовой австралийской монетой. Чип содержит более 100 спиральных волноводов различной длины (8,6; 11,7 и 23,7 см). Полная схема экспериментальной установки опубликована в научной статье.

Исследователям из Нанонаучного центра Сиднейского университета удалось значительно (на пять порядков) замедлить передачу данных в оптическом чипе, переведя информацию из оптических волн в акустические. То есть информация надёжно передаётся внутри микрочипа в виде звука, а затем конвертируется обратно в свет. Микросхема одновременно работает на разных длинах волн.
Читать дальше →
Всего голосов 12: ↑12 и ↓0 +12
Комментарии 13

Как устроено автоматизированное тоннажное производство гелей

Время на прочтение 4 мин
Количество просмотров 12K
На этом производстве мы делаем гели для УЗИ, ЭКГ и другие массовые продукты. Сейчас наибольшая загрузка приходится на Блефарогель 1 и Блефарогель 2, которые используются при профилактике и лечении синдрома сухого глаза. Наверное, за это надо сказать спасибо вам, компьютерщикам.



Первая стадия: набухание геля, служащего основой для формулы. Она (в зависимости от синтезируемого вещества) может длиться несколько часов или суток. А почти финал выглядит так:



Если прошлое мелкосерийное почти ручное производство было интересно самим процессом работы с гелем, то это полуавтоматизированное — уже тем, как мы организовывали процесс.

Для начала примерно десять лет назад надо было сделать так, чтобы линия работала. Мы настраивали и калибровали её примерно два месяца.
Читать дальше →
Всего голосов 35: ↑34 и ↓1 +33
Комментарии 13

Водные преграды TEPCO

Время на прочтение 9 мин
Количество просмотров 30K
Наверное, будет не слишком большим упрощением сказать, что вода является основой современной атомной энергетики. Это универсальный теплоноситель подавляющего большинства атомных реакторов, практически настолько же универсальный хладагент и противопожарная жидкость, ну и наконец вода имеет весьма важные нейтронно-физические характеристики, служа замедлителем и отражателем нейтронов.


В частности, ввод в строй реакторов ВВЭР начинается с «пролива воды на открытый реактор», на фото эту процедуру проходит реактор 4 блока Ростовской АЭС

В случае радиационных аварий вода еще служит универсальным транспортировщиком радионуклидов, позволяя проводить дезактивацию объектов.

Сегодня мы проследим за проблемами, возникающими с водой в процессе ликвидации аварии на Фукусимской АЭС, так как эта тема плотно окружена мифологией в стиле “загрязнили весь океан”.
Читать дальше →
Всего голосов 77: ↑77 и ↓0 +77
Комментарии 188

Гомеопатический «целебный браслет» отравил ребёнка свинцом

Время на прочтение 3 мин
Количество просмотров 28K

«Целебный браслет» со свинцовыми шариками

Центр по контролю и профилактике заболеваний США (Centers for Disease Control and Prevention, CDC) опубликовал информационное сообщение, которое касается детского «гомеопатического магнитного целебного браслета с гематитом» ручной работы. Плановое обследование 9-месячной девочки из города Манчестер (штат Коннектикут) выявило у неё нормоцитарную анемию — заболевание крови, которое характеризуется сниженным уровнем гемоглобина и красных клеток крови, а также высокий уровень свинца в крови 41 мкг/дл (микрограмм на децилитр) при норме не более 5 мкг/дл.

Специалисты провели эпидемиологическое расследование, чтобы выявить источник свинца. Девочка постоянно находилась в доме 1926 года постройки. Эксперты обнаружили в помещении два окна, с отшелушивающейся краской с содержанием свинца, но в отделе здравоохранения решили, что эта краска вряд ли могла стать источником отравления, потому что участки отшелушивания недоступны для 9-месячного ребёнка. К тому же, у трёх братиков и сестричек в возрасте 3-5 лет уровень свинца в крови был менее 3 мкг/дл.

Расследование пришлось продолжить.
Читать дальше →
Всего голосов 23: ↑21 и ↓2 +19
Комментарии 83

Найден фотофермент, который преобразует жирные кислоты в углеводороды под воздействием света

Время на прочтение 3 мин
Количество просмотров 10K

Структурные особенности фотофермента, который называется фотодекарбоксилаза жирных кислот (FAP) со светочувствительным элементом FAD

Свет вовлечён во многие биологические процессы, которые идут в живых организмах, независимо от наличия фотосинтеза. Это такие процессы как рост, развитие, метаболизм и суточные биоритмы. В большинстве случаев свет влияет на клеточную физиологию через «посредников» — фотоактивные белки, в том числе светочувствительные ионные каналы, фоторецепторы, светособирающие комплексы и светозависимые ферменты. Последние можно разделить на два типа: 1) ферменты с фотоактивацией, которым нужна только кратковременная вспышка света, чтобы перейти в активное состояние; 2) фотоферменты, которым требуется постоянный поток фотонов для поддержания каталитической функции. Фактически, последние работают на фотонах как на топливе.

Фотоферменты — редкий тип катализаторов. В природе есть только два семейства белков такого типа: ДНК-фотолиаза, которая у многих организмов ремонтирует ДНК поле повреждения ультрафиолетом, и протохлорофиллид.
Читать дальше →
Всего голосов 9: ↑9 и ↓0 +9
Комментарии 30

Разработан метод хранения данных в отдельных молекулах при относительно высокой температуре −213 °C

Время на прочтение 3 мин
Количество просмотров 6.7K

Синтез и молекулярная структура комплекса молекул [Dy(Cpttt)2][B(C6F5)4] с диспрозием (Dy)

Учёные Манчестерского университета разработали метод хранения данных, который позволяет добиться информационной плотности примерно в 100 раз выше, чем с помощью существующих технологий. То есть примерно 25 терабайт информации можно хранить в устройстве объёмом примерно с пятирублёвую монету.

Метод предусматривает хранение данных в одномолекульных магнитах с атомами диспрозия, которые в ходе эксперимента проявили магнитный гистерезис — эффект памяти, как у феромагнетиков в постоянных магнитах и на поверхности жёстких дисков.

Гистерезис в молекулах с атомами диспрозия проявляется при самой высокой температуре, какой только удалось достичь к настоящему моменту — при 60 К, то есть −213 °C. Это концептуальный эксперимент, который призван продемонстрировать жизнеспособность метода. Учёные предполагают, что создание коммерческих систем с использованием этой технологии станет возможно в ближайшем будущем при условии «рассудительного молекулярного дизайна».
Читать дальше →
Всего голосов 14: ↑13 и ↓1 +12
Комментарии 14

«Джеймс Уэбб» изучит органику в выбросах водяного пара Европы и Энцелада

Время на прочтение 3 мин
Количество просмотров 11K

Возможные результаты спектроскопии одного из водяных «плюмов» на Европе, который предположительно состоит из смеси горячего водяного пара и органики. Это пример данных, которые может вернуть телескоп им. Джеймса Уэбба

В октябре 2018 года планируется вывести на орбиту инфракрасную обсерваторию нового поколения — космический телескоп имени Джеймса Уэбба. Эта станция с зеркалом диаметром 6,5 метра и тепловым экраном размером с теннисный корт должна стать преемником нынешнего самого мощного телескопа «Хаббл» (диаметр зеркала 2,4 м). Ни один земной телескоп не сможет сравниться по своим возможностям с «Джеймсом Уэббом».

Целями международного проекта станут поиск экзопланет (со спектральными линиями экзопланет и их спутниками), обнаружение первых звёзд и галактик, сформированных после Большого взрыва в эпоху Реионизации, и другие цели. В июне 2017 года НАСА опубликовала список из 2100 первых целей для наблюдений.
Читать дальше →
Всего голосов 15: ↑15 и ↓0 +15
Комментарии 4

Мета-материалы: оптические иллюзии структурного цвета

Время на прочтение 6 мин
Количество просмотров 11K


Говорят, что у нано- и микромира нет цвета, потому что размер частиц меньше длины волны. Соответственно волновые свойства света, такие как дифракция и интерференция, превалируют над обычным поглощением, отражением. Однако есть в природе масса удивительных примеров, когда цвет формируется именно за счёт микро-структур, как например, у бабочек или в кристаллах опала.

Если Природе потребовались долгие миллионы лет эволюции, чтобы создать всё многообразие цветов, то учёные материаловеды и физики за последние несколько десятков лет научились в прямом смысле слова «синтезировать» цвета в лаборатории. За достижениями науки в области мета-материалов и цветными, но бесцветными микроструктурами добро пожаловать под кат!
Сезам откройся!
Всего голосов 16: ↑16 и ↓0 +16
Комментарии 11

Ближайшие события

Московский туристический хакатон
Дата 23 марта – 7 апреля
Место
Москва Онлайн
Геймтон «DatsEdenSpace» от DatsTeam
Дата 5 – 6 апреля
Время 17:00 – 20:00
Место
Онлайн

Sony и IBM Research уместили 330 ТБ в ленточный картридж

Время на прочтение 3 мин
Количество просмотров 18K


Компания Sony сообщила о новом рекорде плотности записи на магнитную ленту. Совместно с IBM Research (Цюрих) они добились плотности 201 Гб на квадратный дюйм. Это означает, что на ленту в стандартном картридже TS1155 JD размером 109×125×24,5 мм поместятся не стандартные 15 ТБ, а 330 ТБ информации (с учётом удлинения ленты на 6,4% благодаря уменьшению её толщины). Что такое 330 ТБ? Например, этого достаточно, чтобы вместить 3379 сжатых копий всех Википедий (на всех языках). Или 330 миллионов книг.

Совместное достижение стало возможным благодаря инновационной магнитной ленте, новой смазке и точному позиционированию магнитной головки.
Читать дальше →
Всего голосов 19: ↑18 и ↓1 +17
Комментарии 134

Про похудение с точки зрения химика. Как я перепрограммировал свой организм

Время на прочтение 13 мин
Количество просмотров 227K


Аннотация: Рассказ о том как я подошел к процессу оздоровления своего организма с «точки зрения химика» и что из этого получилось. Вкратце :– сильно похудел пока на 28кг(процесс сильно замедлился и вполне управляем), многие элементы физического состояния сильно улучшились. В общем – много плюсов, особенно при сидячей работе, как это и бывает при работе с компьютерами. Неожиданно – что удалось обойтись без угнетающих и неприемлемых для меня диет. Минусы – для этого процесса мне пришлось выделять очень много времени. Особенно в начале, когда организм еще не настроился должным образом. Бывает трудно заснуть, Однако, у меня получилось то что получилось, и это оказалось много лучше того, что я ожидал.

Цель написания:Среди знакомых эмоциональное воздействие моего примера расходится кругами, естественно, все хотят знать Секрет (секрет Полишинеля на самом деле). К сожалению, если объяснять в двух словах суть моих действий – ходьба и питание, хоть и досыта, но не часто, это приводит только к непониманию и отрицанию.-«Для меня это невозможно». Для меня это тоже было невозможно, вот потому-то я и решил написать эту статью, в которой постараюсь изложить мои рассуждения, предпринятые действия и способы облегчить процессы расщепления накопленных организмом жиров, при этом не страдая от голода и с минимальным риском для здоровья.

Если Вам это интересно – пожалуйте под кат, обещаю много букв и мало картинок.
Читать дальше →
Всего голосов 83: ↑80 и ↓3 +77
Комментарии 563

Как иприт начал лечить рак (более-менее)

Время на прочтение 7 мин
Количество просмотров 39K
Недавно случайно разговорился в поликлинике с человеком, больным лейкозом, и меня это подтолкнуло к мысли написать немного об одних из первых, и до сих пор главных, химиотерапевтических препаратах лечения рака. А самое главное – как они были созданы.

Но сначала немного об ипритах. Иприт далеко не один, их несколько и о них о всех я расскажу.
Первый иприт, примененный сначала немцами, а потом Союзниками в Первую мировую — 2,2'-дихлордиэтилсульфид — имел формулу – S(C2H4Cl)2 или

image
Читать дальше →
Всего голосов 54: ↑50 и ↓4 +46
Комментарии 103

Cветоотверждаемый пластик Bondic

Время на прочтение 4 мин
Количество просмотров 14K
В век победившего маркетинга запланированное устаревание, к сожалению, никого уже не удивляет. Хлипкий пластик, бездарное сопряжение несущих элементов, неразъёмные соединения… всё годится, если пользователю придётся купить новый гаджет.



Хорошо если девайс удаётся починить своими силами, и поломка не находится в области электроники: пластиковую деталь худо-бедно можно восстановить: клеи, эпоксидные смолы и 3D-принтеры помогут, если что. В крайнем случае есть непобедимая комбинация суперклея и пищевой соды, не очень удобная в работе, но действенная. Хайтек-альтернатива такому соединению — светоотверждаемый пластик. Быстро, чисто и легко контролировать. Проверять будем на разбитой гарнитуре SB Evo ZXR.
Читать дальше →
Всего голосов 22: ↑13 и ↓9 +4
Комментарии 40

Протеины синтезировали из углекислого газа и электричества

Время на прочтение 4 мин
Количество просмотров 20K
Перевод новости «Protein produced with electricity and carbon dioxide», опубликованной на сайте NanoWerk.

Пробная партия одноклеточного протеина была произведена из углекислого газа при помощи электричества в рамках совместного исследования Лаппеэнрантского технологического университета и исследовательского центра VTT в Финляндии. Произведенный таким образом белок может быть дополнительно обработан и использован в качестве еды или корма для животных. Этот метод снимает ограничения окружающей среды на производство еды. Протеин может быть синтезирован где угодно, где есть возобновляемый источник электроэнергии, например, солнечной. (Комментарий переводчика: для самого процесса нет никакой разницы откуда берется электроэнергия, однако стоит учесть, что при использовании ископаемого топлива мы произведем очень большое колчичество париниковых газов. По приблизительным оценкам для производства еды на 7.5 млрд человек ежегодно потребуется в 2 раза больше энергии, чем выработали все электростанции в мире в 2008 году.)

Произведенный белок в ложке
Читать дальше →
Всего голосов 33: ↑27 и ↓6 +21
Комментарии 137

NucInc: к чёрту технику безопасности

Время на прочтение 8 мин
Количество просмотров 40K

Иллюстрация Джоаны Эбертс (Joanna Eberts)

К сожалению, NucInc – это не новый стартап в сфере высоких ядерных технологий, который завтра подарит нам бесплатную электроэнергию для всех планируемых электрокаров. Это сокращение от nuclear incidents или ядерные инциденты, которые последнее десятилетие уж слишком часто происходят по ту сторону океана.

Нервных и сильно впечатлительных попрошу не открывать, но если вы готовы к тому, что ядерный апокалипсис может начаться в любую минуту не с ядерного удара, а по обыкновенной человеческой глупости, то милости просим под кат.
Читать дальше →
Всего голосов 49: ↑45 и ↓4 +41
Комментарии 95

Новая абляционная защита ракет и самолётов не испаряется даже при 3000°C

Время на прочтение 3 мин
Количество просмотров 26K


Сверхзвуковые самолёты будущего могут значительно сократить время трансконтинентальных перелётов: из Москвы в Нью-Йорк можно будет залететь за три часа, но одна из самых главных проблем в их разработке — защита критических компонентов, таких как носок крыла (передняя кромка), головной обтекатель (нос) и камеры сгорания реактивных двигателей. На скорости в 5 и более Махов они подвергаются мощному окислению и экстремальным температурам, которые достигают 2000-3000°C (число Маха соответствует скорости звука: например, на высоте 11 км она равна 295 м/с или 1062 км/ч).

В последние годы идёт активная работа над созданием керамических покрытий, но самым лучшим из них удавалось выдерживать только относительно невысокую температуру 1200-1500°C, после чего из вещества покрытия в результате абляции испарялись некоторые элементы, то есть нарушалась структура покрытия. Сейчас группа учёных из Института Ройса при Университете Манчестера (Великобритания) и Центрального южного университета (Китай) разработала новый материал с улучшенными характеристиками, который без структурных изменений выдерживает температуру до 3000°C. Это керамическое покрытие Zr0.8Ti0.2C0.74B0.26, которое накладывается на матрицу углерод-углеродного композита C/C с помощью реактивной инфильтрации расплава и цементации.
Читать дальше →
Всего голосов 41: ↑33 и ↓8 +25
Комментарии 53

Вклад авторов