Химия

Структура идеального графена — исключительно шестиугольные ячейки. Пяти и семиугольные приводят к дефектам различного характера (Источник: festa/Shutterstock.com)

Команда ученых из Университета Глазго заявила о разработке технологии получения больших листов графена, с себестоимостью в 100 раз ниже, чем у прочих современных техпроцессов. Наиболее распространенный метод получения графена основан на химическом осаждении паров (chemical vapour deposition, CVD), когда газообразные реагенты, конденсируясь, осаждаются на специальный субстрат и образуют графеновую пленку.

Исследователи разработали схожий процесс, который позволяет получать листы качественного графена с минимум дефектов на обычной медной фольге. Этот материал широко распространен, а используется для создания катодов в литиевых аккумуляторов. Очень гладкая поверхность листов меди — практически идеальная подложка для формирования листов графена.

Полевые испытания Chemical Laptop на Mars Yard. «Ноутбук» установлен на тестовом ровере

Если нужно искать признаки жизни на других планетах, иных мирах, полезной может оказаться портативная система с большим количеством возможностей. Именно такую систему сейчас разрабатывают в NASA, называя ее «Химическим лептопом» (Chemical Laptop). На самом деле это миниатюрная химическая лаборатория, которая анализирует образцы с целью поиска соединений, которые связаны с живыми организмами. По словам разработчиков мини-лаборатории, на данный момент это самое функциональное и чувствительное устройство такого рода, первая система, способная определять наличие аминокислот и жирных кислот.

Наподобие трикодера из «Star Trek», Chemical Laptop является портативной лабораторией, которую исследователи надеются отправить на иную планету или спутник планеты — например, Марс или Европу. Размер лаборатории сравним с размером обычного ноутбука, только толщина системы намного больше, поскольку внутри должно быть место для размещения химических соединений и проведения химических анализов отобранных образцов. При этом лабораторию можно перепрограммировать на выполнение различных функций. Здесь есть определенные программы для проведения определенных анализов, например, поиск аминокислот и жирных кислот.

Всем привет.
Меня зовут Сергей.

И хочу поведать короткую историю про свою головку.

Доктор Франсуа Грей
CNNM, Университет Цинхуа, Пекин, Городской Центр Кибернетики Китая, Женева, Швейцария
6 июля 2015

Краткое резюме
Команда «Вычисления „Чистая Вода“ обнаружила, что вода может проходить через тончайшие нанотрубки намного свободнее, чем ранее предполагалось. Это инновационное понимание фундаментальных физических процессов может послужить повышению доступности чистой воды для миллионов, через более эффективные методы фильтрации и опреснения воды. Так же, это возможно применить в сферах медицинской и чистой энергетики. Данное открытие уже опубликовано в Nature Nanotechnology, наиболее авторитетном журнале о натонехнологиях.

На площадке Российского Государственного университета нефти и газа им. Губкина компания Solix Algredients совместно с Роснано открыла R&D-центр. Установленный фотобиореактор Lumian AGS260 позволяет контролировать основные параметры культивирования микроводорослей, которые послужат источником антиоксидантов, пигментов и антибиотиков. Конечный продукт используют в косметике, детском питании и пищевых добавках. Над проектом работает международная команда исследователей.

Генеральный директор «Соликс БиоСистемз Восток» Денис Кузьмин ответил на вопросы пользователей Geektimes.

Физики впервые смогли отследить движение отдельных электронов в молекуле и показали, что эти процессы возможно контролировать. В будущем это позволит управлять ходом химических реакций и биологических процессов, чтобы получать желаемый результат из нескольких возможных вариантов реакции одних и тех же химических веществ.

Результаты исследования, проведённого в швейцарской Высшей технической школы в Цюрихе при участии доктора физико-математических наук Московского физико-технического института Олега Толстихина, а также теоретиков из Дании, Бельгии и Канады, опубликованы 22 октября 2015 г в журнале Science.

На площадке Российского Государственного университета нефти и газа им. Губкина установили фотобиореактор Lumian AGS260 – прибор позволяет контролировать основные параметры культивирования микроводорослей, включая температуру, кислотность, интенсивность перемешивания и подачу углекислого газа.

Новый R&D-центр на площадке университета открыл фонд Роснано совместно с американской компанией Solix Algredients с целью трансфера биотехнологий для выращивания микроводорослей в промышленных масштабах и выделения из них антиоксидантов, пигментов и антибиотиков.

Конечный продукт используют в косметике, детском питании и пищевых добавках.

В комментариях задавайте генеральному директору «Соликс БиоСистемз Восток» Денису Кузьмину: мы свяжемся с ним и подготовим ответы.

Включения графита в цирконе

Геохимики Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе (UCLA) утверждают, что нашли косвенное доказательство возможности зарождения жизни на нашей планете 4,1 миллиарда лет назад, что на 300 миллионов лет раньше, чем это считается сегодня. Они основывают своё доказательство на отношении содержания в цирконе различных изотопов углерода.

Циркон (ZrSiO₄) – особо прочный кристаллический минерал. Он в изобилии встречается в земной коре, при этом благодаря своей прочности переживает многие другие минералы. Самые ранние из найденных кристаллов датируются 4,4 миллиардами лет – при том, что примерный возраст планеты Земля оценивается в 4,5 млрд. лет.

В связи с этим, кристаллы циркона – это всё, что есть у геологов для изучения самых ранних эпох формирования нашей планеты. Благодаря своей прочности из них можно извлечь ценную информацию, недоступную для получения другими средствами. Например, благодаря циркону геологи выдвинули гипотезу о существовании жидкой воды на нашей планете ещё 4,4 млрд. лет назад, в древнейшую геологическую эпоху катархей.

Геохимики из Лос-Анджелеса изучали образцы циркона, полученные в холмах Джэк Хиллс на западе австралийского континента, в поисках включений углеродных минералов вроде алмазов и графита. Присутствие этих минералов самих по себе не является доказательством наличия жизни, но их строение может дать ответы на некоторые вопросы.

Update
Новый вариант порошка и более подробный разбор во второй части: DIY порошок для посудомойки: разбираем промышленные средства и улучшаем рецепт

Сейчас расскажу, как из соды и стирального порошка сделать порошок для посудомоечной машины. Такой же по составу, только дешевле на порядок.

Есть очень много областей нашей жизни, где наше представление формирует исключительно маркетинговый буллшит. Увы, большинство людей даже не пытаются задумываться о том, что лежит в основе всего этого. Очень часто рыночная ситуация приводит к тому, что себестоимость продукта составляет 0.5% от его цены. Остальное маркетинг, наценки, логистика, упаковка и тому подобное. Почти все в курсе про концепцию продажи чернил для принтера по цене слез гималайских девственниц и настойчивые рекомендации производителей использовать только оригинальные расходные материалы. Например, совсем недавно меня озарило, что 1.5 грамма сухого вещества во флаконе удобрений для растений не могут стоить 200-250 рублей. А ведь именно такое количество может уместиться в относительно стабильном состоянии в виде раствора. Я сразу представил себе гектары полей и грузовики, которые везут тонны порошка. В результате перешел на расфасовки по 1 кг Буйских комплексных сухих удобрений. Можно ванну раствора приготовить.

Сегодня будем создавать ультра-дешевый порошок для посудомойки. Уменьшение реальной зарплаты и удорожание импортной бытовой химии заставило перерыть учебники, просмотреть кучу материалов с форумов химиков и попытаться найти способы экономии на расходниках. Очень уж ощутимо стал стоить порошок. Результаты вдумчивого исследования и экспериментов сильно удивили. Для промышленного применения чаще всего химиками-технологами создаются индивидуальные рецептуры в зависимости от качества воды и задач. Почему бы нам не попробовать разобраться во всем этом?

TLDR:

70% прокаленной соды и 30% стирального порошка вместо моющего средства.
Если очень лень возиться с содой, то просто порошок Биолан или его аналоги. Сода удешевляет.
Пищевая соль «Экстра» вместо соли.

Это перевод статьи Пола Паттона, опубликованной на сайте www.universetoday.com.

В левой части изображения можно видеть мозаику из снимков, сделанных космическим аппаратом Кассини в ближнем инфракрасном диапазоне. На снимке видны полярные моря и отражающийся от их поверхности солнечный свет. Отражение расположено в южной части Моря Кракена, самого крупного водоема на Титане. Заполнен этот водоем вовсе не водой, а жидким метаном и смесью других углеводородов. В правой части изображения можно видеть снимки Моря Кракена, сделанные радаром Кассини. Кракен – это имя мифического чудовища, обитавшего в северных морях. Такое название как бы намекает на то, какие надежды связывают астробиологи с этим загадочным инопланетным морем.

Может ли на большом спутнике Сатурна, Титане, существовать жизнь?

Вчера мы опубликовали большой фоторепортаж про уникальный метод выделения и анализа наночастиц пыли. У читателей возникли вопросы относительно значимости и необходимости использования данной технологии. Мы обратились к нашему ведущему ученому П.С. Федотову, который является одним из самых известных ученых в области методов концентрирования, разделения и выделения неорганических и органических веществ, а также одним из авторов создания данного метода, аналогов которого нет в мире, с просьбой написать для нас экспертное мнение именно в научно-популярном формате о методах разделения и концентрирования нано- и микрочастиц. Будем рады, если этот материал качественно дополнит уже опубликованный фоторепортаж и позволит полноценно погрузиться в узкоспециализированную отрасль аналитической химии.

Сегодня мы вам расскажем про уникальный метод выделения и анализа наночастиц пыли. Существующие на сегодняшний момент методы не позволяли анализировать наночастицы пыли на должном уровне, но предложенный П.С. Федотовым и его коллегами метод дает возможность решить ряд научных, в том числе экологических, задач.

Мы подготовили большой фоторепортаж, который поэтапно рассказывает о методе выделения наночастиц пыли, с запечатлением каждого этапа эксперимента и комментариями старшего научного сотрудника лаборатории Михаила Ермолина. Также Михаил дал экспертный комментарий, в котором изложена суть метода. В заключении данной публикации вас ждет комментарий аспиранта о необходимости применения и актуальности данного метода.

В данной статье я хочу поделиться своими изысканиями на тему слабых источников радиации, которые можно встретить в повседневном обиходе. Я не буду рассматривать всякую экзотику типа изделий из уранового стекла, приборов со радиолюминисцентной краской на шкале и ионизационных датчиков дыма. Речь пойдет о самой обычной посуде, стройматериалах и продуктах питания, слабую и неопасную для здоровья радиоактивность которых можно обнаружить простейшим бытовым дозиметром.

Тема радиации заинтересовала меня после прочтения статьи про брелок Гейгера. Как справедливо заметил в комментариях KbRadar, брелок является сигнализатором опасности, а не поисковым прибором для сравнения мощности фона излучения в разных местах. Поэтому мне захотелось обзавестись простейшим дозиметром-радиометром с экраном. Я написал в Даджет и заказал для обзора дозиметр Defender СОЭКС. Оказалось, что прибор уже снят с производства, и мне достался последний имевшийся в наличии экземпляр. Поэтому далее в статье не буду подробно описывать данный конкретный гаджет, а лишь приведу результаты проведенных с его помощью исследований.

17 сентября самые весёлые учёные со всего мира собрались в Гарвардском университете, где прошла церемония вручения 25-й Шнобелевской премии (Ig Nobel или Игнобелевская, Антинобелевская премия).

Она ежегодно вручается за невероятные, удивительные и смешные научные исследования, опубликованные в официальной научной прессе. По аналогии с Нобелевской премией её юмористический аналог присуждается в тех же номинациях: физика, химия, биология и т.д. Всего десять номинаций.

По традиции, на церемонию приехали настоящие нобелевские лауреаты. В этом году их было шестеро, в том числе Дадли Хершбах (Нобелевская премия по химии 1986 года) и Фрэнк Вильчек (Нобелевская премия по физике 2004 года).

Правда что ли, скажете вы, природный уран никому не нужен? Давайте посмотрим на потребление.

В данный момент спросом в мире пользуются следующие виды обогащенного урана:

• 1. Природный уран (0,712%). Тяжеловодные реакторы (PHWR), например CANDU
• 2. Слабо-обогащенный уран (2-3%, 4-5%). Реакторы типа вода-графит-цирконий, вода-вода-цирконий, реакторы ВВЭР, PWR, РБМК
• 3. Средне обогащённый уран (15-25%), Быстрые реакторы, реакторы транспортных (ледоколы, ПАТЭС) ЯЭУ
• 4. Высокообогащенный уран (>50%), ТрЯЭУ (подлодки), исследовательские реакторы.

Природный уран проходит только по первому пункту. Если предположить, что у нас в мире потребители урана это только коммерческие реакторы, то PHWR из них — это менее 10%. А если считать все остальное (транспортные, исследовательские) то… короче говоря природный уран ни к селу ни к городу. А значит почти любой потребитель требует наращивания процентного содержания легкого изотопа в смеси 235-238. Более того, уран используется не только в ядерной энергетике, но и в производстве брони, боеприпасов, и еще кое-чего. А там лучше иметь обедненный уран, что в принципе требует тех же процессов, только наоборот.

Про методы обогащения и будет статья.

Японские изобретатели показали полупрозрачный литий-ионный аккумулятор с очень тонкой плёнкой электродов, которые заряжают батарею. В перспективе, таким материалом можно покрывать окна зданий, стёкла автомобилей в качестве тонировки и другие полупрозрачные поверхности, которые будут генерировать электрический ток.

Разработка пропускающего свет аккумулятора началась в 2013 году (pdf), а 27 августа 2015 года на выставке Innovation Japan 2015 представили рабочий прототип.

Сегодня хочу рассказать об одном интересном процессе изготовления нестандартного изделия – безэховой волноводной камеры. На первой встрече с заказчиком выяснилось главное требование — сроки. Зарубежные исполнители нестандартных узлов, к которым обратился заказчик, указывали от полугода до восьми месяцев. В процессе общения с заказчиком постепенно вырисовывалась концепция изделия: определили внешний вид, в трех вариантах, в зависимости от технологии изготовления. Было проведено, так сказать, маркетинговое исследование по размещению заказов по деталям и узлам изделия. Сразу определилась основная проблема: заводы и небольшие фирмы, принципиально не отказываясь от единичного изделия, сам процесс затягивали до смешного. То есть, уже на стадии согласования частностей, мы понимали, что и здесь, в России, история потянет на месяцы. Объяснять этот известный факт, думаю, не надо, многие сталкивались. Нам же хотелось сдать готовое изделие уже летом. Поэтому решили, как это ни парадоксально звучит, применить пластики и технологию аддитивного производства.

Противоречие в том, что камера должна обеспечивать требуемую по ТЗ токопроводимость. Опять же, инженеры, например, принципиально отказывались браться за эту разработку (попросту сказать: думать на эту тему). Они не говорили мне в лицо, что я дилетант и несу чушь, нет. Они терпеливо обьясняли: «подобные вещи должны быть металлическими. Подобные изделия могут сделать только на паре номерных заводов в Москве и Московской области. И вообще, «оборудования в стране нет, оснастки нет, и кругом ходят идиоты»». В целом, такой была психологическая обстановка, в рамках которой мы взялись изготовить из пластмассы токопроводную камеру с шестым классом по шероховатости внутренних полостей.

По рабочим эскизам заказчика мы изготовили чертежи и 3D-модель. Размеры в чертежах согласовали по телефону и с помощью электронной почты. Это заняло три дня (чертежи были неполные). Подумали, подумали, да и запустили в печать изделие: посмотреть было очень любопытно, что же за штука будет. Печатали часть на Ultimaker 2 и половину на Пикассо (Российский изготовитель 3D-принтеров).

Учёные нашли способ превратить отходы кофе (кофейную гущу) в эффективный энергоноситель. После относительно простой обработки с помощью замачивания и нагревания кофейную гущу можно использовать для хранения метана.

В настоящее время сжатый метан принято хранить в баллонах под давлением. Это довольно опасный способ, учитывая взрывоопасность газа. Простая кофейная гуща выглядит как экологичная альтернатива. Правда, трудно будет найти кофейные отходы в промышленных масштабах. Может быть, когда-нибудь в будущем выжимку из выпитого кофе будут покупать у населения на пунктах сбора вторсырья, как сейчас собирают металлические отходы, стекло, макулатуру и ветошь.

Месторождение Nili Fossae (Credits: NASA/JPL-Caltech/JHUAPL/Univ. of Arizona)

Ученые, возможно, приблизились к решению довольно сложной проблемы — реконструкции процесса изменения климата Марса в течение миллиардов лет, с постепенным превращением Марса в ту Красную Планету, которую мы видим сейчас. Результаты анализа образцов карбонатных пород Марса показывают, что атмосфера планеты могла лишиться большей части углекислоты еще до того, как на Марсе сфомировалась сеть долин и рек.

Концентрация углерода в карбонатных отложениях Марса сейчас в два раза выше, чем в современной атмосфере Марса. Тем не менее, если даже объединить все известные запасы углерода, этого будет все равно недостаточно для формирования той плотной атмосферы, которая, согласно некоторым современным теориям, существовала в то время, когда на Марсе текли реки.

Фольга из перовскита. Масштабная линейка 1 см

Судя по всему, фотоэлементы из перовскита вместо кремния становятся одной из самых перспективных технологий изготовления солнечных панелей. В России такие исследования вести опасно, а вот зарубежные учёные добились определённых успехов.