Новости науки

[Scyther]

Иркутске обсудят вопросы матмоделирования и информационных технологий
http://www.sbras.info/news/v-irkutske-obsudyat-voprosy-matmodelirovaniya-i-informatsionnykh-tekhnologii

В Институте динамики систем и теории управления им. В. М. Матросова (г. Иркутск) открылась XVIII Всероссийская конференция молодых ученых по математическому моделированию и информационным технологиям. Это традиционное мероприятие проходит в научных центрах Сибирского отделения РАН уже более 20 лет

 Как рассказал директор ИДСТУ СО РАН академик Игорь Вячеславович Бычков, основными организаторами молодежного научного форума, кроме его института, являются Институт вычислительных технологий СО РАН, Институт вычислительной математики и математической геофизики СО РАН, Институт вычислительного моделирования СО РАН, Новосибирский государственный университет, Новосибирский государственный технический университет и Сибирский государственный университет телекоммуникаций и информатики. География участников конференции весьма широкая — от Санкт-Петербурга до Владивостока.
 
На конференции представлены самые актуальные направления в области вычислительной математики и информатики. Структура научного форума традиционно состоит из пленарных заседаний, где известные ученые представляют последние достижения в тех областях наук, в которых они являются лидерами, и из секционных заседаний, где планируется заслушать более семидесяти докладов молодых исследователей.
   
В частности, открывая конференцию, доктор физико-математических наук Сергей Петрович Шарый (ИВТ СО РАН) представил доклад по интервальной математике — очень важному разделу современной науки, позволяющему обрабатывать нечеткое представление данных, которые не поддаются обработке другими методами. Кандидат физико-математических наук Олег Эдуардович Якубайлик (ИВМ СО РАН) продолжил пленарные доклады и рассказал про создание геоинформационных веб-систем и сервисов на основе геопортала. Надо отметить, что крайне актуальная на сегодняшний день тема цифровых денег вызвала всеобщий интерес — криптографические их основы в своем сообщении постарался раскрыть доктор физико-математических наук Андрей Николаевич Фионов (ИВТ СО РАН).
 
В работе конференции принимают участие не только российские ученые, но и зарубежные исследователи. Так, доктор технических наук Димитър Неделчев Карастаянов (Институт информационных и коммуникационных технологий Болгарской академии наук) познакомил аудиторию с современными технологиями в робототехнике и автоматизации.
 
Помимо научной конференция включает и культурную программу: участники прогуляются по историческому центру Иркутска, посмотрятна озеро Байкал, посетят знаменитый Байкальский музей Иркутского научного центра СО РАН, а также Иркутский авиазавод, известный всему миру истребителями марки СУ.

[Scyther]

Сибирские ученые научились получать дизельное топливо из отходов канализации
http://www.sbras.info/articles/overview/sibirskie-uchenye-nauchilis-poluchat-dizelnoe-toplivo-iz-otkhodov-kanalizatsii
Технологию по переработке канализационного ила в биотопливо разработали ученые ЦСМ, СО РАН и СФУ. Процесс переработки отходов в дизельное топливо для автомобилей происходит в специальном реакторе. Ученые уже запатентовали технологию и провели экономические расчеты по коммерциализации проекта.

   Сейчас технология отработана в лабораторных условиях, полупромышленные испытания запланированы на 2018 год. Если они пройдут успешно, реактор поможет решить одну из важнейших экологических проблем Красноярска — размещения осадков канализации на полях вокруг города.

«Сегодня эти отходы не уничтожаются, а складируются на так называемых иловых картах, в связи с чем ценные земли вокруг города на долгие годы выводятся из хозяйственного оборота. Новая технология позволит решать две задачи: важнейшую по обеззараживанию и утилизации осадков и попутную — по производству биодизеля из бросового сырья, который можно будет применять в качестве автомобильного топлива», — рассказал заместитель директора по науке Института биофизики СО РАН Михаил Гладышев.

Добавим, по словам ученых, аналогов этой разработки нет нигде в мире. При наличии должного финансирования через 2–3 года технология может быть выведена на рынок.

[Scyther]

«Клеточное оптоволокно» позволит передавать сигнал в мутной воде и крови
http://naked-science.ru/article/sci/kletochnoe-optovolokno-pozvolit

Физики обнаружили, что цианобактерии в воде выстраиваются вдоль лазерного луча, образуя аналог оптоволокна и позволяя свету распространяться дальше.

Взвешенные в воде частицы песка и пыли, глина и пыльца, микробы и планктон делают ее мутной и рассеивают свет, в том числе и лазерное излучение. Однако в новой статье, опубликованной журналом Physical Review Letters, Чжиган Чэнь (Zhigang Chen) и его коллеги из Университета штата Калифорния в Сан-Франциско продемонстрировали способ частично обойти это ограничение.

Для этого ученые использовали морскую воду с цианобактериями Synechococcus, заметив, что благодаря им луч зеленого лазера распространяется гораздо дальше. Показатель преломления микробной клетки отличается от воды, и свет отражается от их стенок. Это создает давление, заставляющее бактерии смещаться в сторону центра луча, где оно меняет направление и снова выталкивает клетки прочь. Все это создает нечто вроде динамично выстраивающегося «оптоволокна», которое окружает луч лазера и позволяет ему распространяться в воде с бактериями дальше обычного.

Чжиган Чэнь и его соавторы считают, что находка позволит создать «экологически чистые» решения для массы полезных применений в биологических и физических исследованиях, а также в медицине и микрофлюидике. Они добавляют, что, несмотря на использование в экспериментах довольно мощного лазера, подавляющее большинство цианобактерий выжило. Теперь ученые проводят новые опыты, чтобы выяснить, происходит ли нечто подобное с использованием не бактериальных клеток, а красных кровяных телец нашей крови. Такая возможность сделает «клеточное оптоволокно» еще более полезным на практике.

[Scyther]

Система распознавания речи Microsoft теперь так же хороша, как и человеческая
http://naked-science.ru/article/concept/sistema-raspoznavaniya-rechi

Исследователям из Microsoft удалось понизить уровень ошибок до 5,1 процента, что стало новым рекордом.

Год назад группа ученых из Microsoft по речевым и диалоговым исследованиям улучшила свою систему распознавания речи, достигнув 5,9-процентного коэффициента ошибок. Ранее это считалось средним значением для частоты ошибок самих людей, однако позднее было показано, что коэффициент в 5,1 процента больше подходит для людей, способных цитировать то, что было услышано в беседе.

Чтобы снизить частоту ошибок системы распознавания речи, исследователи из Microsoft включили ряд усовершенствований в свои акустические и языковые модели на основе нейронной сети. Помимо общих обновлений для всех компонентов системы, размер словаря коммутатора увеличили с 30 000 слов до 165 000.

Наиболее важным нововведением стала так называемая «долговременная память на основе сеанса диалога». Это означает, что новая языковая модель позволяет системе использовать весь предыдущий разговор как историю при попытке четко определить конкретные фразы. Другими словами, система намного быстрее понимает, что разговор идет, например, о спорте или политике, и находит подходящие под эту тему фразы.

«Мы работаем над обучением компьютеров, чтобы не просто расшифровывать сказанные слова, а также понимать их смысл, — пишет технический сотрудник Microsoft. — Переход от распознавания к пониманию речи — следующий важный рубеж для речевых технологий».

Системы распознавания речи Microsoft в настоящее время используются в таких сервисах, как Cortana и Speech Translator. Компания предоставила документ, в котором описаны особенности новой версии системы.

[Scyther]

«Яндекс» запустил обновленный поиск с алгоритмом «Королев»
http://www.mk.ru/science/2017/08/22/yandeks-zapustil-obnovlennyy-poisk-s-algoritmom-korolev.html
Российская интернет-компания «Яндекс» запустила обновленную версию поисковика, основанную на поисковом алгоритме «Королев». Он позволяет с помощью нейронной сети сопоставлять смысл запроса с полным содержанием веб-страницы, а не просто с ее заголовком, как прежде.

Сеть при обучении учитывает оценки пользователей и статистику поиска, объясняется в блоге компании. Для оценки качества поиска теперь используют пользователей сервиса «Яндекс.Толоки» - распределенной сети ассессоров, в которой более миллиона человек.

Нейронная сеть учится выявлять смысловую близость запроса и документа по статистике переходов и времени, проведенному на странице. Новый поиск к примеру, поймет, что по запросу «ленивая кошка из Монголии» пользователь ищет манула, а по запросу «картина, где небо закручивается» - картину Ван Гога

[Scyther]

К концу года мировые мощности солнечных станций сравняются с мощностями АЭС
http://greenevolution.ru/2017/08/23/k-koncu-goda-mirovye-moshhnosti-solnechnyx-stancij-sravnyayutsya-s-moshhnostyami-aes/

К 2022 году этот показатель может удвоиться.

Несмотря на то, что в 2017 году установят на 4 ГВт солнечных мощностей меньше, чем прогнозировалось, этот год все равно станет рекордным по добавленным солнечным мощностям. Снова.

Те 81 ГВт мировых солнечных станций, которые запустят до конца года, — это в два раза больше, чем было запущено в 2014 году, и в 32 раза больше, чем 10 лет назад, пишет GTM Research.

По прогнозам аналитиков, к 2022 году общая установленная мощность солнечных станций достигнет 871 ГВт. А это на 43 ГВт больше, чем прогнозируется к этому времени для ветровых мощностей. И в два раза больше, чем объемы мощностей атомных электростанций на сегодня.

В GTM Research уверены, что в конце 2017 года солнечные станции по своим установленным мощностям превысят мощности АЭС. В мире в 2017 году работает 391,5 ГВт атомных электростанций. А к концу года будет работать 390 ГВт солнечных установок. Но окончательные цифры, по подсчетам GTM Research, могут быть и выше, так как темпы роста солнечной энергетики в Китае снова превышают прогнозы.

Впервые в истории солнечная и атомная энергетики будут наравне. По крайней мере, в отношении установленных мощностей, сообщает greentechmedia.com

Конечно, установленные мощности — это еще все. Так, например, АЭС генерируют 2 млн 476,671 ГВт-ч электроэнергии в год (что покрывает 11% мирового производства электричества).

Тогда как солнечные станции генерируют 375 000 ГВт-ч элекроэнергии, и покрывают 1,8% от мировой электрогенерации.

Еще в 2014 году Международное энергетическое агентство (МЭА) опубликовало прогноз по развитию солнечной энергетики до 2050 года. И тот сценарий, который тогда считался «оптимистичным» сегодня уже можно причислять к «базовому». Согласно прогнозу, к 2050 году 16% электроэнергии в мире будет генерироваться солнечными (фотовольтаическими) установками. Еще 11% будет поступать с концентрационных (гелиотермальных) СЭС. То есть, у солнечной энергии с сегодняшними темпами роста есть все шансы стать доминирующим источником электроэнергии к середине столетия.

Ранее сообщалось, что только за июль 2017 Китай построил 10,52 ГВт солнечных мощностей.

[Scyther]

Популярность песен связали с работой «системы вознаграждения» мозга
https://naked-science.ru/article/sci/populyarnost-pesen-svyazali-s-rabotoy

Ученые выявили особенности гармонических структур, присутствующих в большинстве популярных песен. Исследователи предположили, что такие структуры могут вызывать «дофаминовый ответ» в мозге.

Почему те или иные песни становятся хитами? Возможно, причина не только в изменчивых вкусах публики и усилиях продюсеров. Ученые из Университета Джорджтауна проанализировали 545 популярных песен и выявили гармоническую структуру, общую для многих композиций.

Исследователи изучили песни, с 1958 по 1991 год входившие в «горячую сотню Billboard». Это еженедельный чарт из 100 песен, наиболее популярных в США. Степень популярности композиций измеряли исходя из того, до какой позиции в чарте смогла добраться песня и долго ли она находилась на пике известности.

По мнению ученых, ключ к популярности песни — комбинирование привычных сочетаний аккордов и «гармонических сюрпризов» в пределах одной композиции. «Сюрпризами» исследователи назвали редкие и непривычные для поп-музыки гармонические ходы, которых слушатель не ожидает.

Например, в западной эстрадной музыке за аккордом до мажор чаще всего следуют либо соль мажор, либо фа мажор. Если композитор изменит эту последовательность, слушатель будет воспринимать гармонию как «сюрприз».

В наиболее популярных песнях такие «сюрпризы» встречались куда чаще, чем в песнях-аутсайдерах. При этом в большинстве хитов-лидеров присутствовали и достаточно продолжительные фрагменты привычных слушателю гармонических ходов.

Исследователи считают, что причины популярности такой схемы связаны с работой «системы вознаграждения» человеческого мозга. Более ранние исследования показали, что новая информация вызывает в организме «дофаминовый ответ» — выделение нейромедиатора дофамина, связанного в том числе с ощущением удовольствия. Неожиданный гармонический ход, по мнению ученых, может вызывать ту же реакцию.

[Scyther]

Ученые создали бактерии-киборги, пожирающие свет и производящие уксус
http://www.mk.ru/science/2017/08/23/uchenye-sozdali-bakteriikiborgi-pozhirayushhie-svet-i-proizvodyashhie-uksus.html

Аналогичным образом можно создать и более «полезные» микроорганизмы

Группа американских специалистов из Калифорнийского университета в Беркли представила бактерии, способные эффективно синтезировать органические соединения с помощью света. Бактерии содержат в себе полупроводниковые нанокристаллы, за что из уже прозвали «микробами-киборгами».

За основу своей работы учёные взяли нефотосинтетические бактерии Moorella thermoacetica, производящие уксусную кислоту из углекислого газа в процессе дыхания. Добавив к питательной среде, на которой росли микроорганизмы, кадмий и аминокислоту цистеин, содержащую атом серы, учёные добились формирования наночастиц сульфида кадмия, функционирующих как своего рода солнечные батареи.

В результате модифицированные микроорганизмы, получившие обозначение M.thermoacetica-CdS, обрели способность синтезировать уксусную кислоту из диоксида углерода, воды и солнечной энергии, передаёт lenta.ru. При этом исследователи отмечают, что бактерии-киборги используют солнечный свет значительно «эффективнее», чем это происходит в природе при фотосинтезе.

Как утверждают специалисты, теоретически с помощью генетических модификаций можно создать и других бактерий, схожим образом производящих «из солнца и воздуха» питательные вещества, топливо или какие-либо другие полезные соединения, причём подобная технология обещает быть безотходной.

О полученных результатах учёные рассказали в ходе 254-й конференции Американского химического общества.

Ранее многие другие учёные предлагали целый ряд самых разнообразных способов производить доступное биотопливо. К примеру, в прошлом апреле международная группа исследователей придумала, как получать его из водорослей, а несколько месяцев спустя группа исследователей под руководством Даниэля Носера из Гарвардского университета вывела бактерию, способную превращать содержащиеся в воздухе углекислый газ и водород в спиртосодержащие вещества. В октябре прошлого года Адам Рондинона из Национальной лаборатории в Оак-Ридж и его коллеги объявили о создании особых «нано-игл», такж способных получать спирт «из воздуха».

[Scyther]

В 2018 году состоится первый полет солнечного самолета в стратосферу
http://greenevolution.ru/2017/08/24/v-2018-godu-sostoitsya-pervyj-polet-solnechnogo-samoleta-v-stratosferu/

Крупнейший в мире самолет на солнечной энергии PlanetSolar готов отправиться в стратосферу уже в 2018 году, на год раньше первоначальных планов.

Если миссия будет произведена успешно, для создателей самолёта, работающего на солнечной энергии, это может стать мощным толчком к реализации более грандиозных проектов. И SolarStratos станет первым пилотируемым самолетом на солнечной энергии, которому удалось это сделать.

Поедполагается, что полет в стратосферу займет около 5 часов, а на осмотр панорамы Земли будет отведено 15 минут.  Пилот должен будет надеть специальный скафандр, так как кабина не будет отапливаться. Такие меры необходимы для облегчения корпуса.

Самолёт SolarStratos обладает длиной в 8,5 метров и имеет размах крыльев равный 24,9 метра, что позволяет ему медленно парить, используя энергию восходящих потоков, и тем самым минимизируя расход электрической энергии.

[Scyther]

После Дарвина и Энгельса
http://www.sbras.info/articles/editors/posle-darvina-i-engelsa

Научная биография Чарльза Дарвина начиналась негромко. Вернувшись в 1836 году из кругосветного плаванья, он с 1838 года работал секретарем Лондонского геологического общества. И только в 1859-м опубликовал работу «Происхождение видов путём естественного отбора, или Сохранение благоприятствуемых пород в борьбе за жизнь», ставшую основой теории эволюции и самого понятия «дарвинизм»

Ушедший от нас в начале августа доктор биологических наук Николай Николаевич Колесников работал в Институте цитологии и генетики СО РАН,  затем в выделившемся из него Институте молекулярной и клеточной биологии СО РАН, преподавал в НГУ — и неоднократно рассказывал о своих исследованиях и умозаключениях изданию «Наука в Сибири». Ученого можно было бы назвать цитологом-энциклопедистом: он изучал различные элементы живой клетки, от митохондриальной ДНК до микроРНК. Научные интересы профессора Колесникова развивались в очень востребованной практической плоскости: вместе с коллегами им была создана  платформа тест-систем для ранней диагностики некоторых онкологических заболеваний — в частности, рака щитовидной и молочной желез. Эта разработка сибирских ученых, в числе других, была отобрана для спецвыпуска журнала «В мире науки» (Scientific Russia) к 60-летию СО РАН.   
 
Да, но при чем здесь Дарвин? При том, что, исследуя генетические предпосылки превращения нормальных клеток в раковые, Николай Колесников пришел к эволюционной гипотезе бесконтрольного деления как причины возникновения онкозаболеваний. «Чтобы понять природу  раковой клетки, мы должны оглянуться примерно на 600 миллионов лет назад, когда из одноклеточных организмов, царивших на Земле, возникли многоклеточные», — писал биолог. Логично, что сама эволюция как процесс видовой трансформации стала предметом более широких изысканий профессора Колесникова.
 
Ученый задавал вопросы и искал ответы на них. Что дало старт эволюции живых существ? Кто и как в ней выигрывает? Влияют ли  на геном изменения образа жизни? На каком этапе эволюции её можно считать ведущей к появлению человека? Что окончательно отделило предков Homo Sapiens от животных? Главный же вопрос Н. Колесников сформулировал так. «Пускай не  важно, который  переход будет признан принципиальным, но  каким был основной эволюционный фактор, приведший к нему? Воздействия внешней среды (климат, пищевые цепочки) или же, в большей степени, внутрисоциальные процессы (миграции, новые модели поведения и т.п.)? И что вызвало «скачок к началу человечества» в геномном плане: накопление генетически-наследственных изменений либо яркая новая мутация? Ещё 30 лет назад наша прекрасная марксистская наука со ссылкой на Фридриха Энгельса давала простой и однозначный ответ: «труд сделал из обезьяны человека». Сегодня, исходя из множества данных, можно предложить другую формулу».
 
Формула Колесникова революционна в лучшем смысле слова. Анализируя фенотип, рацион и среду обитания одного из палеоприматов, ардипитека, ученый пришел к выводу, что выпрямление тела при ходьбе и использование передних лап как рук (хватание, переноска предметов) были связаны не с добычей пропитания, а с доставкой его самке с детенышами, не способным на самостоятельный промысел. «Такое поведение свойственно видам, в процессе эволюции избравшим так называемую “регенеративную стратегию K” — максимизированную заботу о немногочисленном потомстве — а не “стратегию R”, нацеленную на  количество приплода и его частоту, — отмечал Николай Колесников. — Соответственно, генезис прямохождения и использования рук теперь выглядит не по Фридриху Энгельсу (длительные миграции по открытой местности и изготовление орудий труда), а как новые инструменты реализации “стратегии К”».
 
Соответственно, самым главным эволюционным приобретением, выделившим Homo из животного мира, Н. Колесников считал свойство, которое назвал «эмоциональным интеллектом». «Если вы сострадаете, сочувствуете, переживаете, если у вас есть эмоциональная жизнь, то вы более вписаны в общество», — рассуждал ученый. В последние годы жизни у него начали складываться и обновленная картина эволюции живого мира, и подходы к исследованию этого процесса. «Сегодня мы знаем: гены влияют на поведение, а поведение — на гены, это однозначно, — утверждал ученый. —  Есть генетическая и социальная наследственность, первая заложена в материальном носителе — ДНК, вторая — в культуре, обычаях традициях, языке… Этике пора перестать быть чисто философской дисциплиной и стать «генЭтикой». Воссоздание сложнейшей структуры факторов, которыми обусловлены поступки человека, невозможно без междисциплинарного подхода, без интеграции гуманитарных и биологических наук».
 
Рассказывая школьникам об эволюции, профессор Колесников часто использовал такую аналогию: «Если взять всю историю жизни на Земле и превратить ее в часы, то появление человека произошло за 30 секунд до начала «нового дня». Возможно, что до существенного обновления постдарвинистской теории эволюции самому учёному тоже оставалось немного…

[Scyther]

Гринпис России показал, чем дышит Москва
http://www.greenpeace.org/russia/ru/news/2017/air-0823/
Гринпис России собрал данные со всех станций мониторинга качества воздуха в Москве и создал карту, удобную для пользователя. Теперь даже неспециалист в этой области сможет понять, где в столице самый грязный воздух.

С помощью карты «Чем дышит Москва?» можно проследить, как менялась концентрация 15 загрязняющих веществ в течение суток, увидеть, в какие часы и в каких районах города воздух был наиболее загрязнён. Информация на карту поступает из открытых официальных данных «Мосэкомониторинга» по 56 станциям, измеряющим качество воздуха в Москве.

«Мы хотим, чтобы воздух в Москве и других городах России стал чище. Но сперва нужно получить объективную информацию о его качестве, и в этом поможет наша карта. Узнать, чем дышит Москва, теперь очень просто», — комментирует запуск карты руководитель исследовательских проектов Гринпис России Василий Яблоков.

По данным Всемирной организации здравоохранения, загрязнение воздуха — один из основных факторов риска для здоровья, связанных с окружающей средой. Загрязнение воздуха вызывает респираторные и сердечно-сосудистые заболевания, рак, патологии беременности, репродуктивные осложнения.

По разным оценкам, в России загрязнение воздуха приводит к 80–140 тысячам преждевременных смертей (около 5–7% от общей смертности). По данным профессора Бориса Ревича, в Москве ежегодно от 5 до 7 тысяч преждевременных смертей связано с загрязнением воздуха.

В большинстве крупных российских городов источником 80–90% вредных выбросов является неэкологичный транспорт. С начала июля, когда Гринпис России начал разработку карты «Чем дышит Москва?», наибольшие превышения по диоксиду азота отмечались на станциях у третьего транспортного кольца (на улице Нижняя Масловка, Хамовническом валу и Кожуховском проезде) и Ленинградском проспекте около станции метро «Аэропорт».

«На нашей карте хорошо видно, что во многих районах Москвы каждый день превышаются предельно допустимые концентрации по диоксиду азота и озону, часто — по оксиду азота и сероводороду. Вред, который это наносит здоровью, накапливается. Пострадать может не только сам человек, но и его будущие дети», — описывает результаты измерений Василий Яблоков.

Данные мониторинга воздуха
https://arcgis.greenpeace.org/air/


Департамент природопользования Москвы проинформировал «Гринпис России»...
http://www.dpioos.ru/eco/ru/news/o_445490
Департамент природопользования Москвы проинформировал «Гринпис России» о том, что они предоставили методологически неверную информацию в публикации «Чем дышит Москва?»

Об этом говорится в письме Департамента за подписью заместителя руководителя Департамента природопользования и охраны окружающей среды Е.Г.Семутниковой, направленной 24 августа в адрес директора по программам «Гринпис России» И.П.Блокова.

Дело в том, что на карте, опубликованной 23 августа на официальном сайте «Гринпис России», приводятся показатели, полученные при сравнении разовых концентраций загрязняющих веществ со среднесуточными значениями ПДК по аналогичным загрязняющим веществам. Данный факт приводит к искажению информации, и вводит в заблуждение население.

«Учитывая изложенное, прошу Вас прекратить публикацию карты «Чем дышит Москва?» до приведения методологии расчета показателей в соответствие с методическими рекомендациями (сравнение с максимально разовой предельно допустимой концентрацией). О принятых мерах прошу оперативно проинформировать Департамент», - говорится в письме.


Замечание Scyther-a:
1. Величину уровня загрязнения можно выдавать в абсолютных и относительных (в единицах ПДК) значениях. От выбора единиц само загрязнение не зависит. Таким образом приложение выдает верные данные мониторинга, но по другому "причесанные", то есть в других единицах. 
2. Несмотря на открытость своих собственных данных Департамент просит прекратить публикацию важных экологических показателей и  проинформировать выполнении этой просьбы. Зачем тогда открывать данные, если их нельзя пересчитывать (менять нормировку)?
3. Ранее, до появления расчетов карты Яблокова, Scyther сообщал http://www.bolshoyforum.ru/index.php/topic,1696.msg62449.html#msg62449, что для оценки пересчитал упоминаемые выше открытые данные с нормировкой по среднесуточному ПДК, что не является нарушением некой "методологии расчета показателей в соответствие с методическими рекомендациями", ссылка на которую, кстати, Департаментом Москвы не приводится.

[Scyther]

Почему у лошадей на ногах по одному пальцу
https://www.nkj.ru/news/31997/

У предков лошадей дополнительные пальцы играли важную роль, помогая ногам выдерживать большую нагрузку во время бега, но потом все пальцы, кроме среднего, стали просто лишними.

Самые первые предки современных лошадей жили около 50 млн лет назад. Это были небольшие животные, размером с собаку, они бегали по лесам и на ногах у них было по четыре и по три пальца (по четыре – на задних, по три – на передних).

Потом случились изменения климата, и очередные разновидности лошадиных вышли на открытые пространства. Тут они стали увеличиваться в размерах, стали быстрее бегать, в их анатомии произошли серьезные изменения – так, среди прочего, у них постепенно исчезли все пальцы, кроме среднего, и появились копыта – роговые образования, эквивалент нашего ногтя, полностью закрывающие палец.

Эволюция лошадей хорошо изучена благодаря множеству костей, оставшихся от самых разных древних видов. На открытом пространстве степей, саванн и лугов лошадям нужно было быстро двигаться, и преимущество получали те особи, которые были крупнее, и исчезновение боковых пальцев хорошо совпадает с увеличением массы тела и удлинением ног. И все же – почему только один палец?

В статье в Proceedings of the Royal Society B исследователи из Гарварда анализируют историю лошадей с точки зрения биомеханики. Стефани Пирс (Stephanie Pierce) и ее коллеги с помощью компьютерной томографии попытались оценить, как кости ног тринадцати вымерших видов справлялись с нагрузкой.

В результаты авторы работы пришли к выводу, что у ранних лошадей боковые пальцы играли довольно существенную роль. Например, у парагиппуса, который жил как раз в то время, когда уменьшались леса и появлялись обширные равнины, пальцев было по три на каждой ноге, хотя они были слиты вместе и защищены одним копытом (хотя и не таким развитым, как у следующих лошадей). Парагиппус был уже довольно велик, около метра в холке, и два боковых пальца помогали распределять нагрузку так, чтобы не допустить травм – трещин, переломов костей и т. д.

Но лошади продолжали расти, их масса увеличивалась, ноги удлинялись, бегали они все быстрее, и нагрузка на пальцы становилась все сильнее. Растущую нагрузку в первую очередь чувствовал средний палец, который постепенно делался все больше. В конце концов появились лошади, у которых был очень разросшийся, массивный средний палец, а боковые в лучше случае оставались либо в виде рудиментов, либо совсем исчезали. Когда исследователи попытались приставить к ногам таких «однопальцевых» лошадей нормальные, хорошо развитые дополнительные пальцы, то оказалось, что с биомеханической точки зрения они почти никакого преимущества не дают – средний палец сам научился справляться со всей нагрузкой.

То есть нельзя сказать, что участь боковых пальцев у лошадей была предопределена с самого начала – до поры до времени они работали так же, как и средний палец, принимая на себя часть веса и защищая кости конечностей от травм. Но лошади делались все больше и быстрее, и в какой-то момент стало ясно, что средний палец стал главным, а та очень небольшая польза, которую могут принести боковые пальцы, уже не оправдывает те ресурсы, которые на них нужно тратить.

[Scyther]

Как пользоваться межклеточной почтой
https://www.nkj.ru/news/31990/

Мембранные пузырьки, в которых клетки передают друг другу химические сигналы, можно использовать в медицинских целях.

Наши клетки общаются по-разному, и если между ними, например, есть какое-то мало-мальски большое расстояние, то клетки либо просто выделяют сигнальные вещества наружу в расчете, что они доплывут до получателя, либо упаковывают сообщение в особые мембранные пузырьки. Они называются везикулами – добравшись до другой клетки, они садятся на ее внешнюю мембрану, и содержимое посылки оказывается в цитоплазме.

Сообщения в везикулах могут быть разные, однако известно, что клетка упаковывает в такие посылки вещества, которые сама же чаще всего и использует. Это значит, например, что стволовые клетки отправляют по везикулярной почте молекулы, которые стимулируют клеточное деление и некоторые другие процессы, свойственные стволовым клеткам.

Теперь представим, что в какой-то ткани возникли проблемы, что в каком-то органе нужно срочно заменить погибшие клетки новыми, а собственных ресурсов органа почему-то не на это не хватает. В таком случае, если мы заставим какие-нибудь другие клетки послать туда химическую посылку, то проблему удастся решить быстрее. Иными словами, мембранные везикулы, которые клетки выделяют из себя, могли бы сыграть большую роль в медицине.

Действительно, их терапевтический потенциал уже успели оценить в экспериментах, в которых моделировались повреждения почек, сердца, печени и даже нервной ткани. Было бы очень удобно, если бы такие «посылки» можно было нарабатывать в лаборатории, чтобы потом применять в нужное время в нужном месте.

Некоторые вещества побуждают клетки выделять везикулы – к таким веществам относится цитохалазин В. Это токсин из грибов, который легко проникает в клетку и парализует некоторые процессы, связанные со сборкой и разборкой цитоскелета, вследствие чего, как мы только что сказали, клетки производят много мембранных пузырьков-«посылок».

Такие пузырьки, возникшие из-за цитохалазина, так же, как и обычные везикулы, вполне способны взаимодействовать с другими клетками – они несут на себе все необходимые рецепторы и аппарат «стыковки». Их можно собрать, заправить каким-нибудь веществом – например, молекулами лекарства или наночастицами – и отправить в организм.

Но что насчет их собственных свойств – несут ли они собственные вещества клетки, или из-за такого способа получения мембранные посылки теряют биологическую активность? Сотрудники Казанского университета вместе с коллегами из нескольких зарубежных научных центров использовали цитохалазин В на клетках нейробластомы человека.

Нейробластомная опухоль формирует в себе много кровеносных сосудов, а это значит, что ее клетки содержат много соответствующих сигнальных веществ; известно, что стволовые клетки соединительной ткани, оказавшись рядом с клетками нейробластомы, начинают активно строить капилляры.

В статье в Oncotarget Альберт Ризванов и его коллеги пишут, что везикулы, которые клетки нейробластомы активно выделяли под действием цитохалазина, по биологической активности оказались ровно такими же, как и ожидалось – они побуждали стволовые клетки к строительству сосудистой сети. В сигнальных «посылках» было много фактора роста эндотелия сосудов (этот белок активирует формирование кровеносных сосудов), по размеру и по другим параметрам они также были схожи с обычными везикулами.
Конечно, в данном случае эксперименты ставили со злокачественными клетками, однако результаты позволяют с уверенностью предполагать, что и все прочие типы клеток можно также «доить» цитохалазином. И если мы знаем, что вещество из какого-то типа клеток может помочь другому типу клеток, то нам не нужно манипулировать целыми клетками, переносить их из одного места в другое, опасаясь при этом побочных эффектов – достаточно воспользоваться везикулярной почтой, ведь мембранные пузырьки для того и нужны, чтобы передавать сообщения.

Те же раковые клетки не только заставляют другие клетки формировать сосуды для опухоли – известно, что они также рассылают особые сообщения, которые либо превращают здоровую клетку в раковую, либо готовят здоровую ткань к прибытию опухолевых метастазов. Но и раковые клетки, в свою очередь, можно бомбардировать сигналами от других клеток, которые будут понуждать их к гибели, и вполне вероятно, что противоопухолевая «пузырьковая терапия» в скором времени появится и в клинике.

[Scyther]

Сибирские ученые сумели увеличить производство водорода для выработки электроэнергии
http://scientificrussia.ru/articles/sibirskie-uchenye-sumeli-uvelichit-proizvodstvo-vodoroda-dlya-vyrabotki-elektroenergii

Ученые из Института неорганической химии имени А.В. Николаева СО РАН, Института катализа имени Г.К. Борескова СО РАН и Новосибирского государственного университета вместе с иностранными коллегами модифицировали катализаторы, состоящие из металла и графеновых фрагментов, атомами азота, сообщает Газета.ru. Это привело к значительному ускорению реакции, сопровождающейся интенсивным выделением водорода, который может быть использован для получения электроэнергии. Работа была проведена в рамках проекта, поддержанного Российским научным фондом, а его результаты были опубликованы в виде статей в журналах Journal of Materials Chemistry A и ChemSusChem, а также двух статей в журнале ACS Catalysis.

 Около 90% химических продуктов получают с помощью катализаторов — веществ, ускоряющих химические реакции. В важных промышленных реакциях в качестве катализаторов часто используют металлы платиновой группы (кроме платины, к ним относятся палладий, иридий, родий, рутений и осмий), главный недостаток которых — высокая цена. Активными центрами таких реакций обычно являются атомы на поверхности наночастиц металла.

Ученые создали катализаторы с моноатомными центрами. Такие центры представляют собой изолированные друг от друга атомы металла, стабилизированные носителем — обычно инертным веществом, на котором находятся активные центры катализатора. Это позволяет эффективно использовать каждый атом металла. В случае прочной связи атома металла с поверхностью носителя катализатор может стабильно работать в течение длительного времени.

Ученые использовали углеродный носитель, состоящий из графеновых фрагментов. На концах таких фрагментов находятся атомы углерода, но в ходе исследования ученые провели модифицирование: они заменили некоторые атомы углерода на атомы азота. Это привело к многократному увеличению выделения водорода при разложении органической муравьиной кислоты (HCOOH), которая может быть легко получена из биомассы.

«Доказано, что модифицирование углеродного носителя (на котором закреплены металлы платиновой группы или меди) азотом ускоряет разложение муравьиной кислоты при контакте с катализатором. В процессе разложения многократно увеличивается выход водорода, который используют для получения электроэнергии. Модифицирование приводит к созданию атомов азота на краях графеновых фрагментов, которые способны надежно удерживать металлы в изолированном атомарном состоянии», — рассказала руководитель проекта Любовь Булушева, главный научный сотрудник Института неорганической химии СО РАН.

В ходе работы ученые использовали различные методы исследования катализаторов, а также квантово-химические расчеты. Обнаружение изолированных атомов стало возможным благодаря электронной микроскопии с атомарным разрешением. Этот метод играет значительную роль в развитии исследований в области катализа моноатомными центрами.

Исследователи полагают, что полученные результаты могут привести к разработке новых, активных и стабильных катализаторов для получения водорода из разных соединений. Ученые надеются расширить диапазон каталитических реакций, которые могут протекать с высокими скоростями на таких катализаторах с изолированными атомами металла, нанесенными на азотсодержащий углеродный носитель, и усовершенствовать методы приготовления указанных систем.

Работа проходила в сотрудничестве с учеными из Университета Лимерика (Ирландия) и Университета Пармы (Италия), а также исследовательских центров nanoGUNE (Испания) и SuperSTEM (Великобритания).

[Scyther]

Сибирские ученые разработали комплекс для сканирования нефтяных систем
http://www.sbras.info/news/sibirskie-uchenye-razrabotali-kompleks-dlya-skanirovaniya-neftyanykh-sistem
Ученые Института химии нефти СО РАН (Томский научный центр СО РАН) разработали прибор для измерения физико-химических характеристик нефтяных систем. Первый отечественный сканирующий тензиометр превосходит зарубежные аналоги по возможностям и стоит в три раза меньше.

Для повышения нефтеотдачи при добыче углеводородов в пласт закачивают поверхностно активные вещества (ПАВ) и полимеры. Это приводит к изменению ряда физико-химических свойств нефти. Для измерения важнейшего из них — межфазного натяжения, используют тензиометры. В России такие приборы сейчас не выпускают.
 
«Межфазное натяжение – важнейшая физико-химическая характеристика поверхности.  Есть насекомые, способные удерживаться на поверхности воды, это им удается как раз за счет сил межфазного натяжения. Молекулы воды, непосредственно граничащие с воздухом, формируют поверхность раздела фаз.— объясняет научный сотрудник ИХН СО РАН Иван Кожевников. — Между водой и нефтью также есть граница раздела, межфазное натяжение которой зависит от состава системы, в частности от содержания ПАВ. Этот параметр нужно контролировать для оценки эффективности действия той или иной композиции, а также для описания свойств добываемой нефти».
 
Главная особенность и преимущество томского сканирующего тензиометра — возможность его работы с вискозиметром «Виброскан», также разработанным в ИХН СО РАН. Вместе они образуют сканирующий комплекс. Он позволяет в одном эксперименте длиной всего 5-10 минут определить межфазное натяжение, вязкость/упругость межфазного слоя и другие параметры, для измерения которых «классическими» методами понадобились бы отдельные испытания на разных установках и не менее 30 минут.
 
«В прямоугольную прозрачную ячейку наливается сначала некоторое количество водной фазы, а сверху наслаивается масляная (нефтяная), — описывает принцип работы комплекса Иван Кожевников. — Затем происходит сканирование системы зондом, основной элемент которого – горизонтально натянутая струна. Зонд проходит из воздуха через масляную фазу в воду, вытягивая при этом мениск. Тензиометр определяет силу, которая в этот момент действует на зонд. Эта сила пропорциональна величине межфазного натяжения. Получаемые в эксперименте данные автоматически фиксируются, предаются на компьютер, затем обрабатываются».
 
По словам представителя ИХН СО РАН, у прибора нет полных аналогов, только частичные — например, немецкие весовые тензиометры Kruss K-20. При этом стоимость томского тензиометра составляет около 300 тысяч рублей, а цена устройств зарубежного производства начинается от миллиона.
 
«Динамические характеристики межфазной области, например, с помощью немецких приборов определить невозможно, у нашего тензиометра функциональность шире. По основным характеристикам он не уступает, а по стоимости существенно выигрывает по сравнению с измерительной техникой зарубежного производства», — подтверждает Иван Кожевников.
 
Сейчас тензиометр используется в основном лабораториях — в РГУ нефти и газа им. Губкина (Москва), Байкальском институте природопользования СО РАН (Улан-Удэ), подразделениях «Транснефти». Разработчики планируют сертифицировать комплекс для применения в производстве.