Химия

Я думаю постоянные читатели моих заметок уже заметили достаточно скептическое мое отношение ко всевозможным, с позволения сказать, пищевым и диетологическим девиациям вроде сыроедения, моноедения, праноедения («тысячи их»). Но сегодня я хочу поговорить о таких «нутриентах» картофеля, которые в большинстве случаев доступны только тем, кто употребляет картофель в сыром виде (ну или делает картофельный сок) и не принесет особой пользы «варщикам и жарщикам всех мастей» (к коим относится, кстати, и автор этих строк). Должен же быть праздник и на улице Сыроеда. Вот этот день и настал…

В общем, чтобы узнать, как картошечкой вылечить артрит и снизить артериальное давление, какой размер у картофельного генома и где нынче производят картофельный квас — нужно заглянуть под cut.

Если верить статистике, то самыми страшными врачами являются стоматологи. Эти адепты бормашины и веселящего газа готовы на все, чтобы сделать себе бусы из ваших зубов. По крайней мере, так думают люди с дентофобией. На самом же деле труд стоматологов важен и нужен. Но вот кому стоматолог не нужен так это хитонам — панцирным морским моллюскам. Их зубы настолько прочны, что фраза «грызть гранит науки» приобретает буквальный смысл. Зубы на радуле хитонов покрыты минералом магнетитом, который эти морские обитатели вырабатывают самостоятельно. И вот ученые решили более детально изучить этот процесс в надежде получить новые сведения, которые могут помочь в создании новых сверхпрочных материалов. Как ученые проводили свои исследования «улыбок» хитонов, что им удалось обнаружить и как их открытия могут помочь людям — ответы на эти вопросы имеются в докладе исследовательской группы. Поехали.

В этой статье я вернусь к теме радиации, затронутой в своем посте о счетчике Гейгера.

… В конце восьмидесятых, начале девяностых годов люди часто ходили на рынок с дозиметром, выбирая с его помощью «чистые», как они думали, овощи и фрукты. Иногда и сейчас в тематических пабликах и форумах встречается вопрос: какой дозиметр купить, чтобы ходить на рынок за продуктами. И если в сообществе есть компетентные люди, они дадут правильный ответ: никакой. И объяснят, что дозиметром радиоактивность продуктов питания обнаруживается только при уровнях, многократно превышающих предельные, дозиметр не отличит безвредную активность калия-40 от эквивалентной по показаниям дозиметра, но убийственной при регулярном потреблении активности стронция-90, а альфа-активные и очень радиотоксичные плутоний с америцием и вовсе не увидит, а для оценки пригодности продукта к употреблению необходимо исследование в специальной лаборатории.

Часть 4. Дороги и перекрёстки.

Предыдущая часть и её краткое содержание.


Читая этот раздел, следует понимать: всё, здесь перечисленное, либо не работает, либо… потенциально опасно. Ибо всякая возможность направлять и концентрировать энергию находит в первую очередь военное применение. Чингисхан подчинил полконтинента, направив энергию растущей травы (через лошадей) на военные нужды. Англия колонизировала половину планеты, оседлав энергию ветра. Первые быстрые концентраторы химической энергии — нефтяные зажигательные снаряды и пороховые бомбы. Двигатель внутреннего сгорания таскал на себе броню двух мировых войн по полям и болотам, и продолжает обслуживать бесчисленные столкновения по всему миру. А атомная энергия сначала принесла миру бомбу, и лишь затем — мирный реактор. Любая возможность обуздать новые потоки энергии, сконцентрировать её, либо быстро высвободить наверняка отслеживается военными.

Но если каждый пункт в разделе — фантазия или война, то зачем писать? Не лучше ли промолчать?

Мда… «Хотелось бы побыть страусом, да пол бетонный.» Я верю, что писать надо. Если что-то работает, пусть об этом знают все. Если нет — что ж, пусть задумаются тоже все.

Как-то так.

Приступим.

Часть 3. Цивилизация пружин

^{[Image credit: By Lothar Spurzem — Own work, CC BY-SA 2.0 de, commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=39574590]}

Предыдущая часть. Краткое содержание предыдущей серии.

Итак, какие же ещё есть способы хранения энергии, помимо химического топлива? Пусть даже не для ракет, а вообще?

Начнём с электрической батареи. Вот хотя бы литиево-ионной. Откуда в ней берётся энергия?

Всё просто, там идёт^[210] электрохимическая реакция:

LiC₆ + CoO₂ <-> C₆ + LiCoO₂

Идёт налево — песнь за заряжается. Направо — разряжается.

Часть 2. Very Heavy Fuel

Предыдущая часть 1



Перед вами — Международная Космическая Станция. Массой в 420 тонн и стоимостью^[20] в $150 миллиардов:



Её кинетическая энергия, старое доброе E = mv²/2, составляет 1.3*10¹³ джоулей. Добавив потенциальную энергию на высоте 400 километров, получим 1.4*10¹³ Дж.

Сколько бензина надо сжечь, чтобы получить эту энергию? Оказывается, не так уж и много. 350 тонн всего. Это примерно^[200] однодневный энергетический бюджет Улан-Удэ.

Как же так получается, что далеко не самый богатый город мира за один-единственный день распоряжается энергией, достаточной для разгона МКС до орбитальной скорости, однако же станция у нас на весь мир одна, и стоит неприлично бешеных денег?

Организм человека можно спокойно сравнивать с очень сложным и порой запутанным механизмом, к которому не прилагалась инструкция, посему ученым приходится самим во всем разбираться. В нашем теле много систем, от нервной до иммунной, каждая из которых выполняет свои определенные функции и связывается с другими системами, что позволяет организму эффективно функционировать. В научно-исследовательском сообществе львиная доля внимания приходится на нервную систему. Всех тянет раскрыть секреты нашего мозга, который так часто сравнивают по загадочности с Вселенной. Но другие системы не менее интересны, сложны и важны. Сегодня мы с вами рассмотрим исследование, объединившее в себе математику, биохимию и много любопытства. А целью сего исследования является эпидермис, то бишь кожа человека. Как математика помогла ученым понять чего им не хватало в процессе выращивания кожи и что у них получилось в результате? На эти и другие вопросы мы попытаемся ответить с помощью доклада исследовательской группы. Поехали.

Кого можно назвать одним из самых известных классических монстров в литературе и кино? Конечно же Дракулу — графа из Трансильвании, сидящего на гемоглобиновой диете и страдающего от аллергии на солнечный свет и чеснок. Каким бы мифическим не казалось это существо, у него есть исторический прародитель — Влад III Цепеш. Человек он был вспыльчивый, не любил вранья и обожал сажать на кол своих врагов. Подобная кровавость и стала основной причиной приписать его к числу «адских отродий». Но в дикой природе, задолго до рождения Дракулы, уже давно существовало семейство, чье пристрастие к крови было реальностью, а не фольклорным вымыслом — вампировые летучие мыши.

Сейчас эти маленькие крылатые вампирчики не вызывают у нас первобытного страха, скорее наоборот, живейший интерес. Сегодня мы с вами ознакомимся с исследованием, в котором ученые изучили яд мышей-вампиров (да, мало того, что они кровь пьют, так еще и ядовиты, но не совсем буквально), который может стать фундаментом для разработки новых средств лечения различных заболеваний у человека. Почему ученые обратили свой пристальный взор именно на вампиров, что делает их столь особенными и как эти особенности можно применить в медицине — на эти и другие вопросы мы найдем ответы в докладе исследователей. Поехали.

Anfangen ist leicht, Beharren eine Kunst (Начинать — легко, продолжать — искусство)
Немецкая пословица

Думаю, тема банана уважаемым хабра-читателям уже порядком поднадоела. Пора бы с одной стороны закончить наконец с этим бананом, да написать про какой-нибудь чеснок. Но что поделать, ситуация как в том анекдоте про "мыши кололись, плакали, но все равно жрали кактус", ведь с бананом мы еще не закончили. Поэтому, чтобы наконец замкнуть круг и узнать про связь банана и тайского бокса, про адреналин из банана, и про то, почему закусывать нужно бананом, а не лимоном и про дельфинчиков из банана — следуем под кат!

Какое существо частенько ассоциируется в культуре человека с трудолюбием, выносливостью, коллективностью и даже ответственностью? Если вы подумали про пчел, то вы правы, но сегодня не о них. Сегодня мы поговорим о муравьях, и не о «простых», а о листорезах. С чего это мы вдруг решили поговорить о каких-то насекомых? Разве нет чего-то важнее. Не спешите с выводами, ибо эти маленькие трудоголики, усердно работающие на благо колонии (без внутривенного впрыскивания кофе) практически без отдыха, играют далеко не последнюю роль в формировании целой экосистемы. Вот что значит — маленький, да удаленький.

Конкретнее говоря, листорезы, как выяснили ученые, вырабатывают N₂O (оксид азота), объем которого на три порядка превышает вырабатываемый резервуаром для очистки сточных вод. Таким образом листорезы играют одну из центральных ролей в механизме парникового эффекта неотропики. Как ученые проводили замеры, что конкретно им удалось выяснить, и что они предлагают делать с муравьями-листорезами? Ответы мы найдем в докладе исследовательской группы. Поехали.

Каждое чудо должно найти свое объяснение, иначе оно просто невыносимо…
К.Чапек

Я практически не касаюсь в своих статьях вещей, которые повсеместно описаны и легко доступны, к примеру макро- и микроэлементный состав фруктов/овощей. Но вот для банана решил сделать исключение. В банане много калия! Подними любого среди ночи и спроси, что полезное есть в банане — получишь ответ "калий для сердца" (утрирую, но не далеко от истины). А калий, он элемент непростой, "с ноткой радиоактивного...". В общем, чтобы узнать так ли велика радиоактивность от банана и так ли она страшна — идем под кат.
p.s. заметка "по просьбам..."

Банан велик, а кожура еще больше…
(журнал «Техника — молодежи» №8 за 1986 год)

Кожуре банана досталась незавидная участь. Если кожицу яблок используют хотя бы для получения яблочного пектина, то в случае банановой кожуры путь один — в мусорный контейнер… А ведь вещь непростая, она и поскользнуться поможет, и этилен для созревания выделит. И кроме того, с такой простой и незамысловатой штукой как кожура связаны такие глобальные вещи, как АНТИпитательные вещества, нелетальный наркотик бананадин и почернение кожи от загара. В общем, предлагаю разобраться и восстановить фитосправедливость.
За подробностями — под кат.

Как то уж так повелось со времен голодной студенческой юности, что я чаще на остатки денег покупал себе бананы, а не чипсы или гречку. Причин этому наверное может быть много, от "в Беларуси бананы дешевле картошки", до "банан как и шоколад способствует мозговой активности". Но факт остается фактом. Если хурма фрукт сезонный, то банан — это такая штука которая сопровождает нас по жизни постоянно. Как не отдать долг и не черкнуть заметку. Кроме того, про проведенному мной среди знакомых мини-опросу, одним из основных фруктов, которые с вероятностью 99% будут практически на каждом Новогоднем столе, также является банан. А ведь правильный банан еще нужно найти...

В общем, для "разогрева" предлагаю экспресс-тест. Как вы думаете, какой из бананов на картинке обладает максимальными лечебным эффектом по версии китайских исследователей? Для начала просто выберите и запомните число под понравившейся картинкой.

Ну а за ответом — традиционно, под кат.

Пока в России аббревиатурой ГМО пугают детей, как бабайкой, исследователи из Вашингтонского университета вовсю генномодифицировали самое распространенное домашнее растение – комнатный плющ. Ему пересадили гены кролика, и научили убирать канцерогены, хлороформ и бензол, из окружающего воздуха. Их дьявольский плющ теперь умеет производить белок-цитохром 2e1, встречающийся у млекопитающих. Тот преобразует вредные соединения в полезные ресурсы, которые растение использует для собственного роста.

«Всё — яд, всё — лекарство; то и другое определяет доза»
Парацельс

Удивительно, но после публикации статьи Заметки фитохимика. Хурма мой facebook ЛС-ящик просто взорвался от десятков сообщений. Для меня это стало настоящим открытием, то что так велик и многонационален "клуб почитателей хурмы". Одними из самых часто встречающихся вопросов были "Кому нельзя есть хурму? Сколько можно есть хурмы детям? Что за закупорка может быть от хурмы ?" и т.п. Собравшись силами я написал очередную статью, в которой постарался развернуто ответить на эти вопросы. Кроме того, если интересно как "вяжущий вкус" хурмы связан с рыбой, что лечат дубильными веществами и почему можно не бояться "желудочного камня" — традиционно прошу под кат.

Пришельцы из далекого космоса, роботы-убийцы, монстры из ночных кошмаров, демоны и прочая нечисть — эти персонажи частенько становятся причиной уничтожения (ну или попыток) человечества в кино и литературе. Однако это все фантастика. Реальные же монстры это болезни, которых очень и очень много. И для борьбы с каждой из них нам нужно, как правило, уникальное оружие. Одним из самых ужасных «монстров» среди недугов по праву можно назвать ВИЧ — вирус иммунодефицита человека, который получил статус чумы ХХ века не просто так. На протяжении многих лет ученые по всему миру ищут способы борьбы с вирусом и способы защиты от него. И вот на горизонте появился маленький лучик надежды. А именно исследование, подтвердившее выработку иммунитета к одному из штаммов ВИЧ у приматов. Каким образом ученым удалось достичь этого, какие результаты показали опыты и как скоро нам ждать вакцину от ВИЧ? Источником ответов на эти вопросы будет доклад исследовательской группы. Поехали.

Мы откроем нашим чадам
Правду — им не всё равно,
Мы скажем: "Удивительное рядом,
Но оно запрещено!"
В.С. Высоцкий

Занимаясь решениями в области "зеленой химии" мне часто приходится иметь дело с растениями (и с их химическими составными частями). Многие знакомые об этом знают и при случае интересуются, а что вот в этом овоще интересного, а что вот в этом фрукте. И как правило ответ вроде "витамины и минералы" — не удовлетворяет человеческое любопытство. Поэтому я, периодически занимаясь тем или иным представителем флоры, писал в своем facebook заметку с указанием интересных фактов/химических соединений, которые можно найти в этом растении.

Вот и сейчас, в ожидании Нового года многие закупаются хурмой. Знают, что она полезна. А вот чем, кому? Мне с одной стороны приятно, что существует большое количество людей, которым недостаточно видео-ролика или пару слов "на отцепись" в описании, а с другой — грустно из-за этой повальной тенденции к упрощению. Поэтому… поэтому если хотите узнать больше про природные антиоксиданты, расширить свои знания по лекарственным свойствам хурмы и понять почему хурма и Coca-Cola созданы друг для друга — проследуйте под кат...

Введение

О чём этот текст

Если человек услышит о «симуляции реальности», то в наиболее вероятно ему в голову придут или разные научно-фантастические произведения (типа Матрицы, Темного города, или Теоремы Зеро), или компьютерные игры. В случае людей, чьи головы засорены инженерным образованием, возможно всплывут пакеты типа КОМПАС-3D AutoCAD, Solid Edge или NX. Человек, слушающий научпоп, возможно вспомнит о всяком моделировании разных космических штуковин.

А ведь есть ещё один уровень Реальности, который окажется незаслуженно забытым: тот, на котором происходит вся химия — это уровень атомов и молекул. Его тоже можно вполне успешно моделировать на компьютере. Поскольку в данном срезе Реальности всем заведует квантовая механика, то подобные расчёты часто называют квантовой химией. И вот о её связи с Реальностью, изучаемой экспериментальными методами, мы и поговорим.

Этот текст будет об элементарнейших вещах. Но, практика чтения научных журналов и слушания различных докладов показывает, что об этом надо постоянно напоминать.

Текст рассчитан на людей понимающих и/или интересующихся тем, как живут атомы и молекулки.


Взято из xkcd.com

Исследование какого-либо организма — процесс сложный и требующий точности. Современные методы сканирования преуспели в этом. Сегодня мы можем достаточно детально изучить организм или отдельный орган на трехмерных изображениях. Лет 100 назад трехмерный вид органов можно было получить только вынув их из организма и рассмотрев в живую, так сказать. Однако всегда есть какое-то «но». Но даже самые точные сканеры и микроскопы не могут дать 100% точности. Вот если бы можно было сделать все ненужное невидимым, а ту часть организма, которую мы хотим изучить, оставить видимой. Звучит, как научная фантастика, не правда ли? Согласен. Но теперь это реально. Сегодня мы с вами будем знакомиться с исследованием нового метода сканирования организмов на примере дрозофилы. Как ученым удалось сделать обычную фруктовую мошку «невидимой», насколько точен их метод сканирования и как это поможет в диагностике заболеваний человека? Ответы на эти и другие вопросы мы можем получить только в докладе исследователей. Так не будем же тянуть. Поехали.

Куда не посмотри, так или иначе наткнешься взглядом на что-то требующее энергии: начиная от мобильных телефонов, заканчивая куда более важными носимыми устройствами медицинского назначения. Десятки, если не больше, исследовательских групп по всему миру устраивают мозговой штурм в поисках новых методов получения и хранения энергии. Кто-то фокусируется на пластике, кто-то на бумаге, а кто-то так и вовсе предлагает использовать бактерии, находящиеся в состоянии «спящая красавица» покуда не потребуется подзарядить телефон. Сегодняшние наши герои решили более буквально подойти к понятию «носимых энергоносителей». Что мы носим практически всегда? Конечно, одежду. Внедрить в нее какого-то рода «батарейки» можно и уже не так сложно, как кажется. Но не круче ли саму ткань сделать энергоносителем? Только представьте себе эти диалоги из будущего: «Дорогая, а где зарядка от моей футболки?» или «Я тебе перезвоню, а то у меня джинсы скоро разрядятся». Ну да ладно, от плоских шуток перейдем к сути исследования. Как ученые создали «энергичную» одежду, насколько их творение эффективно и какие перспективы? Погружаемся в доклад исследователей за поисками ответов. Поехали.