Химия

Перед тем, как мы перейдем к главному предмету, позвольте я немного отойду в сторону к ранее обсуждаемому измерителю толщины мононити, на который меня вдохновил и помог с составлением аппаратной базы @nikolz . Ключевым элементом которого является ПЗС TCD1304 (краткие ТТХ: ширина матрицы 29,2 мм., количество пикселей 3948, расположены линейно, размер пикселя 8х200 мкм., 16 бит, диапазон длин волн 330-100 нм.). Мы много обсуждали варианты таких устройств. В текущей момент в продаже, укажу всем известный Aliexpress, существует множество вариантов дорогих лазерных измерителей ,что по определенным причинам не подходит. Конструирование движется и, в ближайшей перспективе, я представлю готовое к свободному копированию устройство, но речь сейчас пойдет о способах увеличении точности. Исходя из текущего разрешения матрицы, напрашивается прямое решение "в лоб" - подсчет засвеченных и не засвеченных пикселей, при этом точность составит 8 мкм. (~ 0,008 мм.), но используя программно субпиксельную обработку (методы интерполяции по краям объекта: поиск точки пересечения сигнала с порогом, аппроксимация линейного участка фронта сигнала) позволит увеличить точность до 1-2 мкм.

Пример: Устанавливаем порог (например, уровень АЦП = 1500), и если сигнал выше — считаем пиксель "засвеченным" - это решение "в лоб" или второй вариант (для объекта диаметром ~1.0 мм.):

Репутация листового стекла как функционального, изящного и многоцелевого материала продолжает укрепляться. Оно активно применяется при строительстве зданий и сооружений, производстве мебели, изготовлении различных интерьерных предметов, аксессуаров и атрибутов современной жизни. Но в электронике ему место тоже нашлось.

На страницах этого блога я пару раз пытался говорить с вами о том, в чём заключается разница между биологическими и псевдобиологическими системами, то есть, между одноклеточной «жизнью» и «нежизнью». В частности, большой интерес вызвала статья «Вы, конечно, шутите, мистер Нейман! Страшная сказка о серой слизи» (+41, 11 тысяч просмотров). Также на Хабре есть отличная статья «Что такое Жизнь во Вселенной: четыре базовых принципа вместо трёх характерных функций» в переводе уважаемого Дмитрия Диля @MetromDouble: в ней рассматриваются базовые биохимические предпосылки для возникновения альтернативной жизни, которая в оригинале называется «lyfe». В сегодняшней статье я хочу рассказать о современных взглядах на абиогенез, а именно о «суббиохимических» свойствах коацерватных капель. Интересную обзорную статью на эту тему опубликовал на сайте «Биомолекула» уважаемый Кирилл Вакулин, я же под катом рассмотрю, как дождевые капли могли поспособствовать возникновению жизни, и какую роль эти идеи играют сегодня при проектировании синтетических клеток.

Никто не делает пасту так, как итальянцы, — это может подтвердить каждый, кто пробовал настоящую пасту «качо э пепе». Это простое блюдо: только макароны тоннарелли, твёрдый овечий сыр пекорино и чёрный перец. Но простота эта обманчива. Качо э пепе («сыр и перец») чрезвычайно трудно приготовить правильно, потому что соус легко образует неаппетитные комки с текстурой, скорее напоминающей тягучую моцареллу, вместо гладкой текстуры со сливочным вкусом.

Команда итальянских физиков пришла на помощь, разработав безошибочный рецепт, основанный на их многочисленных научных экспериментах, говорится в новой статье, опубликованной в журнале Physics of Fluids. Хитрость заключается в использовании кукурузного крахмала для приготовления соуса из сыра и перца вместо того, чтобы полагаться на крахмал, который выделяется в кипящую воду при варке макарон.

«Умное» стекло (smart glass) — стекло с изменяющимися оптическими свойствами, такими как опалесценция (матовость), коэффициент светопропускания, коэффициент поглощения тепла, и другими качествами, проявляющимися при изменении внешних условий, например, освещенности, температуры или при подаче электрического напряжения. Иными словами, «умное» стекло — материал, обладающий функцией переменной прозрачности. О нем мы и поговорим в нашем материале. И, разумеется, не забудем про патентный аспект. 

Важными направлениями помощи людям-пациентам является протезирование органов, трансплантология и регенерация
Протезирование органов — это медико-техническая дисциплина, которая занимается проектированием, изготовлением и применением протезов для восстановления утраченных форм и частично функций отдельных органов у больных и инвалидов.

Существуют:
– Эндопротезы — функциональные устройства, которые вживляют в организм. 
– Экзопротезы — изделия, которые закрепляются снаружи и выполняют задачи потерянного органа. 
– Эктопротезы — косметические протезы без функциональной нагрузки, которые также закрепляются снаружи. 

Трансплантоло́гия — раздел медицины, изучающий проблемы трансплантации органов (в частности, почек, печени, сердца), а также перспективы создания искусственных органов.
Трансплантация органов - это медицинская процедура, при которой  орган 
извлекается из одного тела (донора) и помещается в тело реципиента для замены поврежденного или отсутствующего органа. 
Трансплантация – это операция по имплантации и замене в организме реципиента отсутствующих или необратимо поврежденных тканей, или органов (потерявших способности выполнять свои функции) с помощью неповрежденных, здоровых и физиологически правильно функционирующих тканей или органов, взятых у донора.
– Аутотрансплантация: донор и реципиент– это одно и то же лицо. Например, трансплантация кожи в случае сильных ожогов или трансплантация костного мозга после высокой дозы противоопухолевой химиотерапии.
– Изотрансплантация: донор и реципиент являются идентичными близнецами, что означает, что они генетически и иммунологически идентичны.
– Аллотрансплантация: донор и реципиент являются генетически и иммунологически неидентичными людьми. Этот вид трансплантации является наиболее распространенным.
– Ксенотрансплантация: донор – это организм другого биологического вида (животного).

Сегодня я вновь затрону полюбившуюся моим читателям тему знаковых иллюстраций в науке и напомню об одной из важнейших идей на стыке химии и физики, появившихся в XX веке. Это недостижимый (пока?) «остров стабильности» — область дальних трансурановых химических элементов, период полураспада которых значительно дольше, чем у более лёгких атомов, расположенных между ураном и «ближней отмелью» этого «острова». Гипотеза о существовании «острова стабильности» была выдвинута в середине 1960-х, а получением элементов, теоретически расположенных на этом «острове» в 2000-2010 занимались группы физиков из Дубны, Дармштадта и Ливермора. Благодаря их усилиям, удалось достроить последний полный период таблицы Менделеева, известный в настоящий момент. Он начинается с франция (Fr), открытого в 1937 году и радия (Ra), открытого в 1898 году, а заканчивается оганесоном (Og), открытым в 2002-2005 годах под руководством Юрия Цолаковича Оганесяна.

Репутация листового стекла как функционального, изящного и многоцелевого материала продолжает укрепляться. Оно активно применяется при строительстве зданий и сооружений, производстве мебели, изготовлении различных интерьерных предметов, аксессуаров и атрибутов современной жизни. О разного рода кмных стеклах (и не только) мы расскажем в серии материалов.

Что общего у поджаристого стейка, мумифицированного тела и автозагара? А у пармезана, испражнений динозавров, катаракты и темного пива?

Все эти вещи из разных вселенных объединяет одна-единственная, но очень важная для человеческой цивилизации химическая реакция. Еде она придает румяность и приятный вкус, мумии и бледных людей делает загорелыми, скрытые вещи — явными, а древние предметы — хорошо сохранившимися. Это, конечно же, реакция Майяра, открытая в 1912 году французским химиком Луи Камилем Майяром. 

Миру реакция Майяра известна прежде всего тем, что делает еду поджаристой и вкусной. Но на самом деле ее влияние на нашу жизнь гораздо сильнее, а изучение начиналось и вовсе с медицины — с исследования нарушений обмена веществ. В этом тексте мы рассмотрим легендарную реакцию, не ограничиваясь готовкой: с нее начнем, но также уйдем и в другие области и даже затронем гипотезу о влиянии этой реакции на зарождение жизни на Земле. Будет новое и интересное — и полезные лайфхаки тоже будут.

Современная наука генерирует большие объемы данных, доступны значительные вычислительные мощности, но парадоксальным образом скорость научных открытий не растет пропорционально этим ресурсам. Основное ограничение ― человеческий ресурс. Количество высококвалифицированных научных сотрудников сильно отстает от масштаба исследований, которые технически можно проводить. Развитие искусственного интеллекта для науки пытается охватить полный цикл проведения научных исследований ― от формулировки новых исследовательских гипотез до реализации всех этапов их проверки. Возможность генерации новых научных идей и постановки гипотез звучит многообещающе, хотя пока сама по себе остается скорее научной гипотезой, которая требует исследования и проверки. Тем не менее, создание ИИ, который помогает ученым в повседневных задачах, уже становится реальностью.

Мы в исследовательском центре «Сильный искусственный интеллект в промышленности» ИТМО решили проверить это на собственном опыте и занялись разработкой ИИ-ассистента ученого-химика, который позволит с использованием различных вычислительных инструментов и data-driven методов быстро и эффективно решать задачи, требующие построения цепочек рассуждений. 

В основе нашей разработки ― большие языковые модели. Но мы не ограничивались ими и пошли по пути создания мультиагентной системы, которая значительно эффективнее универсальных языковых моделей при решении специализированных химических задач. Рассказываем, что у нас получилось.

PLD или pulse laser deposition – технология нанесения тонких плёнок на подложку с помощью импульсного лазерного луча. О ней мы и поговорим в сегодняшнем материале. 

Пластик — это удобно, но производство и особенно утилизация пластмасс оставляют желать лучшего. Для их создания применяют компоненты, получаемые из ископаемого топлива, а это увеличивает нашу и без того крайне сильную зависимость от нефти и газа. К тому же в природе пластик распадается на все более мелкие частицы, загрязняя окружающую среду.

Сама природа предлагает вариант решения этой проблемы. Науке известны бактерии, которые умеют переваривать некоторые виды пластика, плюс ученые уже разработали новые ферменты, ускоряющие этот процесс. Теперь шаг вперед в отрасли производства пластмасс сделали исследователи из Южной Кореи. Им удалось «сконструировать» специальные бактерии нового типа и научить их синтезировать полимеры, используя глюкозу как источник энергии. Причем перерабатывать такой пластик несложно.

Высокая теплопроводность алмаза обусловлена исключительно сильной межатомной связью, массой углерода и простой структурой его кристаллической решетки со слабым ангармонизмом. В теплопроводности алмаза при комнатной температуре в отличие от многих других материалов важную роль играют нормальные трехфононные процессы и рассеяние фононов на дефектах решетки (точечных и протяженных). Теплопроводность алмаза при комнатной температуре выше, чем у любого другого объемного материала (однако, у двумерного графена она выше, чем у алмаза). Для наиболее совершенных природных кристаллов алмаза теплопроводность достигает 2400 Вт/м·К. Это свойство обеспечивает алмазу место теплоотводящих подложек в многослойных интегральных микросхемах.

Об этом и не только в нашем материале.