В области асимметрического катализа не хватает теоретических обоснований: часто непонятно, какой катализатор сработает, а какой нет, и почему. А о рациональном дизайне катализаторов речи вообще не идет. Недавно химики из МФТИ, ИНЭОС РАН и ВШЭ опубликовали статью о синтезе хирального катализатора на основе рутениевого комплекса. Один из авторов исследования, Михаил Бойм, рассказывает о том, каково это — разрабатывать хиральные катализаторы вслепую.
Химия
Наука о веществах, их строении и свойствах
Алюминий, морская вода и кофеин: производство водорода
Ископаемые ресурсы, используемые для выработки энергии и топлива, имеют свойство заканчиваться. Пока это не произошло, но неизбежность исчерпания запасов неоспорима. Если же учесть экологическое влияние использование таких ресурсов, то поиски зеленой альтернативы являются одной из приоритетных задач современной науки. Но процесс этот не так прост как кажется, ведь необходимо найти источник, способный давать желаемое количество выходного материала, быть гомологичным и, что не мало важно, экономически выгодным. Ученые из Массачусетского технологического института (Кембридж, США) нашли способ использовать алюминий, морскую воду и кофеин для производства водорода, способного быть отличным топливом, не генерирующим выбросов углерода. Какие принципы легли в основу исследования, как именно ученые объединили столь разнообразные компоненты, и насколько их методика эффективна? Ответы на эти вопросы мы найдем в докладе ученых.
Какими силами закручиваются в вихри разрушительные смерчи и тропические ураганы?
Сколько весят дождевые облака?
На этот странный вопрос с непонятными исходными условиями есть большое количество ответов в интернете с пугающими цифрами в сотни и тысячи тонн воды.
Самое занятное, что это является правдой!
Вот только смысла в этих больших цифрах крайне мало, так как их просто не с чем сравнить. Ведь облаков великое многообразие, и все они различаются, как размерами, так и структурой. (см.рис.1)
Контроль срока службы и биоразложения: имплантируемая электроника
Научные изыскания и технологический прогресс показывают, что между разными ветвями науки всегда есть связь, которая может быть крайне важной для реализации того или иного изобретения. Искусственный интеллект используется для оценки урожая в полях, биология используется в качестве вдохновения в робототехнике, современная медицина успешно пользуется достижениями в области физики и электроники и т. д. Говоря о медицине, стоит упомянуть о вживляемой электронике, используемой для диагностики, лечения и поддержания здоровья пациентов. Такие устройства могут за определенный период выполнить все свои функции и стать более ненужными, а потому они должны быть удалены из организма. Инвазивные методы, хоть и прямолинейно эффективны, все же являются пережитком прошлого, потому ученые ищут способы избавления от таких устройств без применения скальпеля. Один из таких методов нашли ученые из Университета штата Пенсильвания (США), разработавшие материал, позволяющий контролировать процесс биоразложения внедренных устройств, дабы те не разлагались раньше нужного срока. Из чего сделан этот материал, каковы принципы его работы, и насколько он эффективен? Ответы на эти вопросы мы найдем в докладе ученых.
Истории
Самодельный холодильник?
Чем ближе к середине лета, тем температура выше, и все мы начинаем искать более холодные места. А что может быть холоднее холодильника? И что может быть желаннее самодельного холодильника? :-) Посмотрим, насколько он реален…
Играем в GOLF. Как обучить нейросети точно предсказывать геометрию молекул, используя малое число данных
Привет! Меня зовут Артем Цыпин, я исследователь в Институте искусственного интеллекта AIRI. Наша команда занимается применением глубокого обучения в науках о жизни. В сферу наших интересов входят такие задачи как поиск новых лекарственных препаратов, дизайн материалов, анализ растворимости и другие.
Как вы уже наверное догадались, мы не химики и молекулы в лаборатории не синтерзируем. Вместо этого мы учимся предсказывать их свойства на компьютерах, причём, привлекаем для этого нейросети — оказывается, так выходит сильно быстрее, чем с помощью традиционных квантовохимических пакетов.
Но, есть и обратная сторона медали: чтобы нейросеть точно предсказывала энергии молекул, ей нужно очень много данных. Однако, мы нашли способ, как сильно ослабить это ограничение, и сегодня я вам о нём расскажу.
Гидрид германия для полупроводников
Мы продолжаем рассказывать о различных химических веществах, их применении в электронике и, разумеется, патентом аспекте. На этот раз речь пойдет о GeH4 чистотой 6 девяток. Это простейший гидрид германия и одно из наиболее полезных соединений германия. Подобно родственным соединениям — метану и силану — герман (ударение на последнем слоге, к мужскому имени Герман и «Пиковой даме» Пушкина никакого отношения не имеет) обладает тетраэдрическим строением.
Химический IT кентавр – хемоинформатика
В 21 веке мы сталкиваемся с бурным развитием мультидисциплинарных наук, где информационные технологии играют ключевую роль. Одной из привлекающих внимание областей, где эти технологии активно применяются, является хемоинформатика (от анг. chemoinformatics). Определение, данное И.Гастайгером, звучит так, хемоинформатика — это применение методов информатики для решения химических задач [1].
Клетка ХIX. Метаболизм
Среди важнейших признаков живой материи ее субъекты (объекты, организмы) выделяются из всех возможных обменом информацией, веществом и энергией с внешней средой, которые служат основой жизнедеятельности организмов. Помимо этого совокупность процессов регуляции, превращения веществ и трансформация энергии происходит и непосредственно в самих субъектах-живых организмах.
Такие потоки информации (управления, регуляции), вещества и энергии между неорганической средой и биосферой, образуемой живыми организмами, всегда контролируются и регулируются многоуровневыми регуляторными информационными системами. А они обеспечивают упорядоченное во времени и в клеточном пространстве протекание химических реакций с множеством разнообразных ферментов.
Самодельные элементы питания
Представим, что нам нужен источник питания, а никаких иных возможностей для получения электрического тока, кроме химических элементов, у нас под рукой нет…
Так как, честно говоря, с самого детства меня мучает вопрос, как устроен и работает элемент питания, думаю, что многим это будет интересно, поэтому мы попробуем разобраться, как мы могли бы собрать такой элемент самостоятельно.
Примечание: здесь и далее мы будем говорить в основном о гальванических элементах питания.
Всё ещё нерешённая загадка замерзания воды
В школе нас учат, что вода замерзает при нуле градусов Цельсия, но так бывает редко. Учёные обнаружили в облаках переохлаждённые капли воды до температуры -40 °C, а в 2014 году в лабораторных условиях они охладили воду до целых -46 °C без замерзания. Вы можете переохладить воду и дома: засуньте бутылку дистиллированной воды в морозилку, и она вряд ли кристаллизуется, пока вы её не встряхнёте.
Обычно замерзание не происходит ровно при нуле градусов практически по той же причине, по которой дрова в поленнице не возгораются спонтанно. Чтобы разгореться, огню нужна искра. А льду нужно ядро — зерно льда, вокруг которого всё больше и больше молекул воды выстраиваются в кристаллическую структуру.
Формирование таких центров называется льдообразованием. Для чистой воды при нуле градусов оно происходит столь медленно, что с тем же успехом могло и не происходить вовсе. Но в природе поверхности для льдообразования создают примеси, и эти примеси могут существенно влиять на скорость и температуру образования льда.
Несмотря на свою кажущуюся обычность, процесс льдообразования остаётся на удивление загадочным. Химики не могут точно прогнозировать влияние конкретной примеси или поверхности, не говоря уже об их создании для замедления или ускорения формирования льда. Но они постепенно работают над этой задачей. Они создают компьютерные модели, которые могут точно симулировать поведение воды, и ищут подсказки в природе — лучшими из известных учёным центров льдообразования становятся белки, производимые бактериями и грибками.
Моносилан в электронике: патентный аспект и не только
Мы продолжаем рассказывать о различных химических веществах, их применении в электронике и патентом аспекте. На этот раз речь пойдет о SiH4.
В борьбе с вирусами: древесина
Биосфера планеты Земля полнится самыми разнообразными организмами, связь между которыми обусловлена эволюционным взаимодействием и небезызвестной пищевой цепочкой. Те или иные экосистемы по своей сложности и хрупкости порой напоминают механические часы, и если какой-то вид вдруг исчезнет, то механизм перестанет работать. Однако у человека к определенным соседям по планете весьма предвзятое отношение, хотя и не лишенное более чем веского обоснования. К таким «не любимчикам» относятся, естественно, вредоносные бактерии, грибки и вирусы, которые могут вызывать целый ряд заболеваний, далеко не все из которых поддаются лечению. В ходе изучения вирусов ученые часто обращают внимание на его выживаемость вне носителя, ибо это имеет прямое отношение к его способности быстро и эффективно инфицировать новых жертв. Насколько долго вирус может прожить на какой-либо поверхности зависит и от факторов окружающей среды, и от физико-химических свойств поверхностей. Ученые из Американского химического общества (Вашингтон, США) провели исследование, в ходе которого подтвердили, что древесина обладает не только антибактериальными свойствами, о чем было известно и ранее, но и антивирусными свойствами, которые варьируются в зависимости от вида дерева. Какие опыты проводили ученые, что они показали, и как данное исследование может помочь в борьбе с быстро распространяющимися вирусами. Ответы на эти вопросы мы найдем в докладе ученых.
Ближайшие события
Никотин — объективный обзор
При слове “никотин” у многих возникают негативные ассоциации, но что если рассмотреть никотин с другой точки зрения, отдельно как вещество, без стереотипов и предвзятости?
На связи RISE: Сообщество про ноотропы и биохакинг. Сегодня разберем никотин, как рабочий инструмент для биохакера и посмотрим на него с другой стороны.
Гексафторид вольфрама в электронике
Мы продолжаем рассказывать о различных химических веществах, их применении в электронике и патентом аспекте. На этот раз речь пойдет о WF6 или гексафториде вольфрама.
Шахматная доска: самосборка наноскопических структур
Современная наука обладает множеством возможностей, которые используются для достижения множества целей. Порой они противоречат друг другу, но это лишь на первый взгляд. Некоторые исследования нацелены на достижение максимального контроля над системой, другие же пытаются достичь выполнения поставленной цели самой системой с минимальным вмешательством со стороны человека. И те, и другие необходимы для упрощения какого-либо процесса с параллельным увеличением его производительности. Ученые из Калифорнийского университета в Сан-Диего (США) создали систему наноскопических элементов, способных самостоятельно собираться в структуры шахматной доски при контакте с водой. Какие принципы стали фундаментом для данного исследования, в чем были сложности реализации, и какое практическое применения у созданной системы? Ответы на эти вопросы мы найдем в докладе ученых.
Как я пытался создать электрохимические датчики на тканой основе
В 2016 году я решил проверить, смогу ли создать электрохимические датчики, которые бы были гибкими и изготавливались как ткань (или печатались на ней). Это исследование продолжалось вплоть до эпидемии COVID, но за все эти годы я так и не задокументировал свои достижения.
На момент начала проекта у меня был опыт работы в аналитической электрохимии: в колледже я проводил исследования с кафедрой биоинжиниринга Флоридского университета (выражаю благодарность моему наставнику, доктору Эрику Маклеймору). Моя основная цель заключалась в проектировании носимого датчика, который бы неинвазивным образом мог распознавать различные мелкие молекулы в жидкостях наподобие пота.
Главный вывод после всех моих экспериментов: создание чего угодно вне традиционного пути развития электроники — это очень сложная задача. В процессе исследований я смог изготовить работающие датчики, но ни у одного из них не хватало разрешения для распознавания мелких молекул (например, глюкозы или спирта) в концентрациях, присутствующих в жидкостях кожи. Тем не менее, я многому научился и думаю, что стоит подробно описать мой путь.
Перечислю различные исследованные мной подходы:
- вытравливаемый на тканях лазерно-индуцированный графен (laser-inscribed graphene, LIG);
- вплетаемые в ткань металлические нити;
- вышивание металлическими нитями;
- трафаретная печать по ткани чернилами на основе металла и графена.
В статье представлено более подробное описание каждого из этих исследований.
Хранение данных на ДНК/РНК: возможности и перспективы
Приветствую всех айтишников и технарей. Выпустив очередную часть саги про ЯМР, я словил катарсис и почувствовал за собой моральное право опять пографоманить на отвлеченные темы. И сегодня мы с двух ног ворвемся в тему хранения данных на ДНК/РНК. Тема интересная, и намного ближе к айтишечке, чем все предыдущие опусы, поэтому погнали!
Дитя Земли для солнечных панелей: как и где сегодня применяют теллур
Мы продолжаем рассказывать о различных химических элементах, истории их открытия, применении и патентом аспекте. На этот раз речь пойдет о теллуре.
Альтернативные технологии производства печатных плат
Сегодня мы продолжим препарировать альтернативные технологии производства печатных плат, так как любая эволюция, будь то человеческого общества или технических процессов это определённый путь, со множеством видоизменений, в ходе которого рассмотрение даже самых невероятных вариантов может быть интересным (потенциально дать новое ответвление полезного применения технологии).
Вклад авторов
steanlab 4228.0Dmytro_Kikot 3901.0DAN_SEA 2369.0alizar 1966.0gjf 1721.0Meklon 1212.0eugeneb0 1073.0jar_ohty 981.0Nucl0id 903.0HamsterTime 642.0