Химия

Интеллект человека позволил ему менять окружающий мир под себя, что, к сожалению, часто приводит к негативным последствиям для других обитателей планеты. Проблема в том, что мы чаще всего не замечаем этих катастрофических для экологии и биосферы изменений, пока не будет совсем поздно. Одними из важнейших для человека существ на Земле являются медоносные пчелы, которые участвуют в опылении растений, в том числе и сельскохозяйственных культур. Однако их численность сильно сокращается ввиду снижения продолжительности цветения, урбанизации и других факторов, которые приводят к голодания. Использование пищевых заменителей пыльцы не дают желаемого результата, так как они не содержат важные для производство расплода стерины, которые присутствуют в настоящей пыльце. Ученые из Оксфордского университета (Оксфорд, Великобритания) разработали новый тип пищевых добавок, которые содержат все необходимое не только для поддержания популяции, но и ее многократного увеличения. Из чего сделана данная пищевая добавка, и насколько она эффективна в спасении пчел? Ответы на эти вопросы мы найдем в докладе ученых.

Современная наука, как может, борется с трением, представляющим в ряде применений существенную проблему (не всегда, иногда, трение — это даже хорошо). 

Обычно, с трением борются двумя наиболее распространёнными подходами: подбором пар трения и разработкой смазочных материалов (в реальности, даже ещё больше на самом деле - например, динамические методы, вроде той же вибрации; магнитные подвесы, воздушные подшипники и прочее). 

Однако, современная наука предлагает теперь и ещё один, весьма удивительный подход: реализацию сверхтекучести при комнатной температуре!

Важнейшим компонентом микроэлектронного устройства и всей электронной системы является надёжные электрические контакты. В зависимости от класса устройства нашли применение как сравнительно дешёвые алюминий и медь, более дорогие цветные и редкие металлы (хром, титан, рений и др.), так и – в особо ответственных случаях – благородные золото и платина. Про золото и рений мы уже рассказывали на Хабре. 

Данный материал посвящён платине.

Даже самый значимый с точки зрения биологии процесс может протекать столь быстро, что мы его не замечаем. В попытках запечетлеть его мы либо улавливаем стадью «до», либо стадию «после», но особый интерес вызывает то, что происходит между ними. Особенно это важно для изучения работы клеток. Ученые из Осакского университета (Осака, Япония) разработали уникальную систему криооптической микроскопии, которая буквально замораживает клетки во время работы, что позволяет детально рассмотреть их в любой желаемый момент времени. Из чего состоит система, как именно она работает, и что нового она позволит узнать? Ответы на эти вопросы мы найдем в докладе ученых.

Что может быть важнее, чем учить студентов качественно - давать им актуальные знания о современном мире и его тенденциях. К счастью, находятся люди, готовые нести этот свет молодым, желающим учиться. В частности, такие есть и в одной из развивающихся научных областей: вычислительной и квантовой химии. Результаты ее исследований нашли применение в разных сферах: от разработки новых материалов и лекарств до анализа химических процессов на производстве и поиска новых и эффективных катализаторов

Недавно в Томском государственном педагогическом университете вышла методичка “Современные методы компьютерной химии” за авторством декана Биолого-химического факультета, Фатеева Александра Владимировича, в которой изложена вводная база по вычислительным методам химии и ее практикам для новичков в этой области. На беглый взгляд методичка действительно уникальная, потому что содержит неплохое описание того, что и как нужно учитывать и убирать, чтобы расчеты отвечали на поставленный исследователем вопрос. Мало того, работа свободно доступна к скачиванию без регистрации и СМС, просто с сайта университета, что не может не радовать. Но вместо того, чтобы стать широко рекомендованной к прочтению студентами во всех возможных пабликах, об этой методичке как-то не было слышно, пока крупный канал о науке “Зоопарк из слоновой кости” не рассказал пикантные подробности об этой работе. Внезапно, под шкурой авторского контента Фадеева оказался целый ряд ресурсов… 

Вакуумом (от лат. vacuum «пустота») в идеале называют пространство, свободное от вещества. На практике под вакуумом понимают состояние, при котором давление газа значительно, на порядки, ниже атмосферного. Например, самый простой вакуум, технический, принято считать существующим с давления около 1 мм рт. ст. (нормальное атмосферное примерно 740-760). Ну и далее, вплоть до сверхвысокого. Получение вакуума ниже 10^–5 паскалей (Па) или обеспечение большой скорости откачки при среднем вакууме являются сложными техническими задачами. Сверхвысокий вакуум в английском часто пишется как UHV. Это режим, характеризующийся давлением ниже 10⁻⁷ Па. Именно его применяют передовые заводы микроэлектроники. Собственно, о вакууме в электронике мы сегодня и расскажем. 

Переработка — это удобно. Удобно верить, что бросил бутылку в синий бак, и всё: цикл замкнулся, совесть чиста. Но если смотреть на цифры, картина другая. Большая часть пластика никогда не возвращается обратно. А всё, что рассказывают о переработке, чаще всего — просто красивая легенда.

Соль у нас с давних времен получали поморы (используя приливы и отливы), добывали ее в Старой Русе, Соли‑Галиче, Нерехотском районе, в Городце на Волге. В XV веке появляются соли Ростовские, Переяславские, Тотемские и Вычегодские солеварни. С XVI веком связано освоение солепромыслов в Прикамье, Чердыни. Некоторые города буквально выросли на соли — Соликамск, Усолье, Сольвычегодск.

Но проблема была одна, причем чуть ли не до 20 века — наша соль на длительную засолку не годилась.

Оптоэлектронные устройства, содержащие в цепи сигнала оптические звенья, обеспечивают электромагнитную совместимость отдельных частей аппаратуры, стойкость к воздействию электромагнитного излучения и помехозащищенность приборов. Вместе с тем оптоэлектронным устройствам присущи недостатки, связанные с низкой стойкостью к воздействию ионизирующего излучения, что ограничивает их использование в радиационно-стойкой аппаратуре. Основными элементами оптоэлектронных устройств являются источники и приемники излучения, а также оптические среды. Эти элементы применяются как в виде различных комбинаций, так и в виде автономных устройств и узлов с самостоятельными частными задачами. О них мы сегодня и поговорим.

Картинка: ArtPhoto_studio, Macrovector, Freepik

Мы живём в постоянно дорожающем мире: с каждым годом какой-либо очередной компонент нас «радует» своей повысившейся стоимостью. 

Не исключение и моторное топливо — которое у многих, имеющих машину, уже превратилось в отдельный «объект инвестирования», так же как и «работа на фаянсового друга» :-D

Но на самом деле смешного здесь мало.

Тем не менее, потенциально есть практически неисчерпаемый океан энергии, для доступа к которому не нужно быть «правильным человеком, знающим правильных людей и владеющим правильным участком с запасами нефти в правильной стране», так как к этому океану имеют доступ все: это воздушный океан над нашей головой!

Он содержит просто огромное количество потенциального топлива в виде газов! 

Конечно, не всё так просто, однако, даже известная нефть является «углеводородом» — чуете, куда ветер, то бишь «газ» дует? ;-) 

Горючие вещества можно получать из газов! Попробуем прикинуть, как это можно было бы осуществить, и есть ли в мире подобные аналоги, так как получить собственную «нефтяную скважину», которая качает «просто из воздуха», уж очень заманчиво... 

Сапфиры довольно широко применяются при производстве электроники. Они обладают уникальными физическими свойствами. По мере развития технологий потребители ищут устройства с превосходной производительностью, повышенной долговечностью и исключительным качеством изображения. Сапфировые полупроводники, известные своей высокой теплопроводностью, химической стойкостью и твёрдостью, представляют собой замечательную альтернативу традиционным материалам. О сапфирах в электронике мы сегодня и поговорим. 

Среди множества разновидностей монотипии стоит особо отметить метод, позволяющий быстро получать изящные узоры. Данный метод получил известность под названием «фрактальная монотипия».

Читая состав продукта в магазине, мы часто ужасаемся напечатанному с задней стороны набору слов. У нас промелькает мысль (с явно негативной окраской): «да тут одна сплошная химия». Такая житейская неприязнь ко всему химическому объясняется простым отвращением к неестественному и сложному. Смотря на названия перфторан, метилпреднизолон, сульфасалазин, становится как‑то не по себе.

(для справки: это незаменимые фармацевтические препараты, без которых не обходится лечение некоторых серьезных заболеваний и травм. Например, перфторан — это временный искусственный заменитель крови с функцией газообмена)

Забавно, но подобная ситуация наблюдается и в сфере, оторванной от бытовых вопросов — в сфере венчурных инвестиций. Конечно, нельзя переносить обыденное на корпоративное и говорить, что поголовно все управляющие фондов ненавидят и презирают химию. Ведь если это может приносить деньги, то все равно, что это. Но реальность такова: смотря на статистику капиталовложений и отчёты фондов, складывается впечатление, что химия буквально избегается (не просто так). Химические стартапы получают «мизерные» деньги при необходимости огромных затрат на запуск проекта.

Однако и этому есть простое объяснение (как и в случае с «житейской неприязнью»). Вкратце: долго и сложно. Несмотря на инновационность и необходимость исследований в химии и их дальнейшую коммерциализацию с потенциальными «иксами».

Разберем поподробнее. Отличительною особенностью запуска химического стартапа является гиперфокус на R&D (Research and Development/НИОКР). Разработка и изучение молекулы, материала занимает много времени. Для R&D нужны реагенты, оборудование, лаборатория, да и химики, в конце концов. И это всё совсем недешево. К примеру, хроматограф (базовый аппарат для анализа вещества) стоит от двух миллионов рублей.

В этом блоге я не раз затрагивал вопросы происхождения жизни, вернее, наши представления и аналогии, позволяющие экстраполировать зарождение и развитие земной жизни на условия характерные для других планет и спутников. Опуская всяческие детали, сейчас считается, что для запуска биохимических процессов на планете или спутнике должны быть кислород, вода и магнитное поле — причём в случае спутника последнее требование может удовлетворяться, даже если он просто защищён магнитосферой родительской планеты. Но до сих пор не вполне понятно, что послужило толчком к насыщению древних земных акваторий кислородом и, как следствие, подготовило почву для победы аэробных организмов над анаэробными. Господствующие теории, объясняющие насыщение океана (а затем и атмосферы) кислородом связаны с расцветом цианобактерий, спровоцировавших так называемую «кислородную катастрофу» или «великое окисление» (Great Oxidation Event). В подробной статье уважаемой Елены Наймарк на сайте «Элементы» разобрана история этого понятия, а также объяснено, почему данное явление сложно считать как «катастрофой», так и «событием». Это не отменяет базового факта — до недавнего времени избыток молекулярного кислорода на Земле считался кумулятивным эффектом от жизнедеятельности зелёных растений. Но около года назад появились исследования, позволяющие предположить, что на дне океана могут существовать обильные небиологические источники кислорода. Данную гипотезу выдвинул и обосновал профессор Эндрю Суитмен (Andrew K Sweetman), руководитель кафедры экологии морского дна и биогеохимии в Шотландской ассоциации морских наук. Группа под его руководством опубликовала в журнале «Nature Geoscience» статью о «тёмном кислороде».

Картинка brgfx, Freepik

Мы знаем, что при некоторых условиях, электрический ток может приводить к выработке тепла, а также поглощению его из окружающей среды — проще говоря, к охлаждению. 

Самый яркий пример таких систем — элементы Пельтье, которые позволяют, только за счёт протекания электрического тока, создать разность температур. 

Однако, думали ли вы когда-нибудь о том, что подобный эффект может быть достижим и при помощи всего лишь магнитного поля? 

Такое возможно и сам эффект известен под названием «магнитокалорического эффекта».

Ты не ты, когда голоден, — гласила реклама. Теперь ты не ты, когда веришь, что батончик с глицерином и изолятом — это забота о себе. О том, как из спортзалов США пришла мода на протеиновую еду, и почему это очередной великий обман.

Кремний — химический элемент IV группы Периодической таблицы, имеет 24 изотопа. Природный кремний представляет собой смесь трех стабильных изотопов: кремний-28 (92,254%), кремний-29 (4,672%) и кремний-30 (3,074%). Как известно, примерно 90% выпускаемых полупроводниковых приборов изготавливаются на основе кремния. Развитие электроники требует дальнейшей миниатюризации элементов микросхем и повышения тактовой частоты их работы, а также улучшения характеристик силовых полупроводниковых приборов. 

Несмотря на обилие способов заглянуть вглубь человека, не травмируя его, медицинская диагностика по-прежнему остается пространством догадок и интуиции. Байки о чудовищных диагностических промахах циркулируют с прежней силой. Да что там — снимают целые меддетективы об одержимых, но гениальных докторах, бросающихся на этическую амбразуру ради того, чтобы сложитьразгадать «диагностический пазл». 

Все дело в пресловутой физике — даже самый чувствительный оптический томограф не в состоянии изменить законы оптики. Наталкиваясь на неоднородные волокна и органеллы клеток, излучение рано или поздно рассеивается, затрудняя визуализацию. Но что, если попробовать радикально другой подход — изменить свойства самих живых тканей? Например, сделать их временно и обратимо прозрачными?

Рассказываем, как эту идею с нотками уэллсовской фантастики реализовал Валерий Тучин, патриарх мировой биофотоники и «Ученый года» по версии Национальной премии в области будущих технологий «Вызов». 

20 ноября 79 года больному человеку впервые в мире была перелита искусственная кровь. Это событие и сегодня остается важной вехой в медицине. С тех пор больные и медики могут меньше беспокоиться, проводя процедуру трансфузии (переливания). В частности, беспокоиться о совместимости крови. Ведь искусственная жидкость, как считается, подходит любому пациенту. К тому же ее гораздо проще сохранять. Снижает риск заражения вирусами.

Потребность в гемотрансфузиях с каждым годом растет, а заготовка донорской крови оказывается все более проблематичной. Годовая потребность в человеческой крови составляет 150 млн литров. Кровь необходима в самых различных случаях: женщинам с осложнениями во время беременности и родов, детям с тяжелой анемией, часто возникающей в результате эпидемий или голода, жертвам несчастных случаев, хирургическим и онкологическим больным. 

Несмотря на проводимую в течение последнего десятилетия ограничительную тактику применения гемотрансфузий, в России сохраняется большой дефицит эритроцитной взвеси. Становится все более очевидным, что решение проблемы лежит в концентрации научных и материальных усилий на создании искусственного заменителя крови биосовместимой среды с приемлемой кислородтранспортной функцией.

Чистое помещение (cleanroom) – это такое пространство, в котором контролируется концентрация аэрозольных частиц и которое спроектировано, построено и эксплуатируется так, чтобы свести к минимуму поступление, выделение и удержание частиц в нем. Чистая зона (clean zone) – определенное пространство, в котором контролируется концентрация аэрозольных частиц и которое построено и эксплуатируется так, чтобы свести к минимуму поступление, выделение и удержание частиц в нем. О том, где их применяют и, разумеется, патентном аспекте мы и расскажем в нашем материале.