Новости науки

[Scyther]

Многозадачность снижает продуктивность мозга
https://www.nkj.ru/news/31281/


Некоторые участки нашего мозга работают хуже, когда нам приходится заниматься сразу несколькими вещами одновременно.

Многозадачность считается большим плюсом – разумеется, ведь человек, способный одновременно говорить по телефону, писать e-mail и сочинять, допустим, какой-нибудь доклад, кажется нам более продуктивным работником, чем тот, который будет выполнять все дела по отдельности.

Однако, как пишут в журнале Human Brain Mapping исследователи из Университета Аалто, хватаясь за много задач сразу, мы делаем наш мозг не слишком эффективным.

От участников эксперимента требовалось посмотреть несколько фрагментов из «Звездных войн», «Индианы Джонса» и «Джеймса Бонда». В одном случае все фрагменты были по шесть с половиной минут и шли они друг за другом, то есть человек сначала смотрел шесть с половиной минут про Бонда, потом сразу же – про Индиану Джонса, а потом – кусок из «Звездных войн».

В другом случае те же киноотрывки нарезали на кусочки по пятьдесят секунд, и смотреть их приходилось вперемешку, то есть, например, за пятьюдесятью секундами из «Звездных войн» следовали пятьдесят секунд «Индианы Джонса», потом возвращались «Звездные войны», потом возникал Бонд – и так до того момента, пока не будут отсмотрены целиком все шесть с половиной минут каждого фильма.

Когда мы смотрим кино, читаем, пишем и вообще занимаемся мало-мальски сложной умственной деятельностью, то в голове у нас все постоянно происходит формирование информационных цепочек: если мы смотрим кино, то к одному событию наш мозг добавляет другое, если пишем сообщение кому-то, то слова и мысли, что мы написали раньше, соединяются в единую последовательность.

Очевидно, что понимание материала, понимание того, что ты делаешь, зависит от того, как сознание обрабатывает последовательность событий. Авторов работы интересовало, что будет происходить в мозге, когда ему предъявят такой салат из разных, не связанных с собой историй.

Работу мозга тех, кто смотрел кино, оценивали с помощью функциональной магнитно-резонансной томографии (фМРТ). В итоге удалось выяснить, что во время чехарды пятидесятисекундных отрезков падала активность тех мозговых зон, которые отвечают за сращение информационных кусков в единое целое.

Напротив, если все три отрывка из разных фильмов смотрели сразу целиком, не отвлекаясь, то эти же зоны мозга работали активнее. Можно предположить, что невысокая активность участков, отвечающих за формирование целостной информационной картины, сказывалась на когнитивных функциях.

Вообще говоря, многие по своему опыту могут рассказать, что у них творится с памятью, эмоциональным состоянием и т. д., когда нужно делать сразу несколько дел. Однако, повторим, в данном случае интерес представляли не психологические последствия многозадачности, а то, что при этом происходит в мозге.

В эксперименте участвовало всего восемнадцать человек, и здесь, конечно, можно сказать, что многое зависит от конкретного случая: ведь есть люди, которые вполне успешно справляются одновременно с множеством дел.

 Однако речь идет не том, чтобы всем отказаться от многозадачности, а о том, что у каждого есть свой удобный режим работы, и что того, кто эффективно делает работу последовательно, не стоит понуждать заниматься всем и сразу – хорошо не будет никому.

Здесь, кстати, можно вспомнить недавнюю работу исследователей из НИУ ВШЭ, которые выяснили, что мужской мозг переключается между разными задачами с большим трудом и с дополнительным затратами энергии, нежели женский.

Возможно, в конце концов именно нейробиологи с психологами и сумеют разработать надежный метод, с помощью которого каждый сможет подобрать для себя наиболее удобный и эффективный режим работы.

[Scyther]

Госдума намерена упростить систему раздельного сбора мусора с целью экономии денег
http://greenevolution.ru/2017/05/13/gosduma-namerena-uprostit-sistemu-razdelnogo-sbora-musora-s-celyu-ekonomii-deneg/

Государственная Дума России намерена в ближайшее время принять пакет поправок к существующему законодательству

Целью нововведения является не только упрощение деятельности посреднических компаний, но и экономия денег для жильцов.

Чиновники располагают статистикой, в соответствии с которой обычные граждане переплачивают десятки тысяч рублей за вывоз отходов. Новые поправки настолько упростят регулирование этого вопроса, что ни у кого не возникнет вопроса: «Этим делом выгодно заниматься?».

Как следствие посредники, которые занимаются сбором мусора, получат прямую выгоду не только от сортировки вторичного сырья, но и возможности напрямую сдавать все на перерабатывающие заводы.   Заработанное позволит поэтапно снизить стоимость сдачи мусора для населения. В конечном итоге довольными должны остаться все: мусороперерабатывающие заводы будут завалены заказами на прием отходов, посредники заработают, население будет меньше платить, наслаждаясь чистотой дворов вокруг домов.

[Scyther]

Деревня в Германии производит электроэнергии на 500% больше, чем потребляет
http://greenevolution.ru/2017/05/13/derevnya-v-germanii-proizvodit-elektroenergii-na-500-bolshe-chem-potreblyaet/

Баварская деревня Вильдпольдсрид, в которой проживают около 2600 человек, является лидером в необыкновенном подъеме ВИЭ в Германии.

За последние 18 лет местная община инвестировала в целый ряд «зеленых» проектов, которые включают 5 МВт фотовольтаики, 5 биогазовых установок, 11 ветровых турбин и гидроэлектростанцию. В результате деревня вышла даже за рамки энергетической независимости – теперь она производит на 500% больше энергии, чем ей требуется и получает прибыль от продажи излишков электричества обратно в сеть.

Проекты в области возобновляемой энергетики в Германии в последние годы приобрели колоссальные масштабы. Не в последнюю очередь это случилось благодаря государственным субсидиям и стимулам, направленным на снижение издержек, сокращение зависимости от ископаемых видов топлива и полный отказ страны от ядерной энергетики. Последним результатом такой стратегии стлало достижение Германией доли «чистой» энергии в 30% от общего производства, информирует news.eizvestia.com.

Но этот показатель значительно превзошла Вильдпольдсрид, которая изначально стремилась производить 100% своей электроэнергии от возобновляемых источников энергии к 2020 году. В относительно небольшом сообществе единомышленников, где, как объясняют местные жители, существует особое понятие «бережливости», согласно которому не нужно покупать то, что можешь сделать сам, проекты продвинулись намного быстрее, чем кто-либо мог ожидать. Уже к 2011 году деревня производила 321% необходимой ей электроэнергии и получала $5,7 млн. в виде платежей за излишки.

Весь список проектов Вильдпольдсрид весьма примечателен: помимо биоустановок, солнечных панелей и ветряков, деревня имеет также несколько муниципальных и жилых систем отопления на биомассе и 2100 м² солнечных тепловых станций. Пять частных домов обогреваются геотермальными системами, а в некоторых новых зданиях используются технологии пассивных домов. Кроме того, на местных дорогах можно увидеть немало электромобилей.

[Scyther]

Солнечная стенка: малая гелиоэнергетика для экономии топлива
http://gosvopros.ru/territory/khozyaystvo/sun-wall/

Простейшая солнечная стена и солнечная стена, объединенная с солнечным полом. Левая сторона в обоих случаях остеклена.

Нагрянувшие в мае 2017 года в центральную Россию холода волей-неволей заставляют задуматься о системах отопления. Страна вообще холодная, тепла хочется… И в ряде случаев такое тепло может быть получено самым что ни на есть экологичным способом, без затраты топлива… С использованием для этого дармовой солнечной энергии. Давайте же посмотрим, как могут быть устроены пассивные системы теплоснабжения индивидуальных и малоэтажных домов.

На начало века суммарные поставки тепловой энергии в нашей стране составляли 2060 млн Гкал/год, в том числе жилищный сектор и бюджетная сфера потребляли 1086 млн Гкал, а промышленность и прочие потребители – 974 млн Гкал. На теплоснабжение расходовалось более 400 млн т.у.т./год. Почти три тонны условного топлива на каждого гражданина России – считай, полпуда в день! Немало… И денег это топливо стоит немалых. И доставить тепло от котельных до потребителей тоже недешево. А нельзя ли эту цифру сократить?

В данном случае – за счет использования энергии Солнца. Оно ведь есть везде (за исключением полярных ночей). Даже через обложную облачность пробивается до половины энергии – так нельзя ли, хотя бы частично, использовать те две трети достающихся Земле солнечных лучей, что идут на обогрев ее поверхности, для отопления домов? И как это можно реализовать в условиях нашей страны? Используя самые простые, пассивные системы?

Самой простой системой, не требующей обслуживания во время всего срока эксплуатации, является солнечная стена. Она более универсальна и более энергоемка, чем другие пассивные способы использования солнечной энергии – прямой нагрев и теплица. Что же это такое – солнечная стена, и как она работает? Попробуем объяснить это с использованием минимума физики, примерно в рамках программы средней школы.

Солнечная стена использует несколько общеизвестных физических эффектов. Прежде всего – передача тепла лучеиспусканием, описываемая законом Стефана-Больцмана. Именно лучеиспускание – с другими механизмами теплопереноса в вакууме как-то не очень, на этом основана работа термосов – доставляет энергию Солнца на Землю, делая нашу планету пригодной для жизни. И подавляющее большинство жизнетворных лучей относятся к видимому свету. Тому, для которого стекло прозрачно (ну, если его хоть изредка мыть…).

Итак, как мы видим на левой картинке, солнечный луч проходит через вертикальное остекление и падает на стенку. Ту самую, солнечную. Тут в действие вступают другие физические эффекты. Прежде всего электромагнитная энергия солнечных лучей превращается в тепловую, в движение молекул. И эта самая тепловая энергия путем теплопереноса начинает распространяться по стенке – пока не прогреет ее всю. И вот тут-то начинает играть роль теплоемкость, способность материала стены накапливать тепловую энергию. Чем больше ее он возьмет для того, чтобы нагреться на один градус, тем лучше.

Так что на этой стадии солнечная стенка уже начинает работать – она отдает тепловую энергию, переизлучая ее и грея окружающий воздух. Человек справа может начинать радоваться дармовому теплу. Ну а остекление слева начинает свою работу. Оно удерживает у солнечной стены нагретый воздух, не давая ему унестись ввысь, унося с собой накопленное тепло. И излучение стены в заметной степени остается внутри – для длинного инфракрасного излучения стекло не слишком прозрачно…

Так что стена разогревается солнцем и отдает тепло ночью – это определяет требования к ее массе и материалу. Скажем, прогреваемая солнцем 20 см бетонная стена начнет отдавать тепло конвекцией через пять часов после начала разогрева и остынет примерно за тот же срок… Система может быть дополнена и солнечным полом. Такую мы видим на рисунке справа – там остекление наклонное, а перед солнечной стенкой в застекленном пространстве размещена еще и массивная плита. Она тоже накапливает тепло. Но отдача тепла тут производится более сложным способом…



Днем вентиляционные отверстия в солнечной стене открыты…

Дело в том, что глухая солнечная стена имеет ограничения на ее применение. Отдаваемое ей тепло переносится преимущественно излучением, что ограничивает глубину обогреваемого помещения пятью, максимум семью метрами… Для того, чтобы греть помещения больших размеров, нужно добавить еще конвекционный перенос тепла. Для этого в верхней и нижней части солнечной стены делаются вентиляционные отверстия, закрываемые жалюзи. Или открываемые – в зависимости от времени суток.



Ночью жалюзи закрываются – все тепло остается в комнате.

Днем, когда солнце светит, вентиляционные отверстия открыты. Нагретый у внешней стены воздух выходит в верхнее, чем обеспечивает нагрев и вентиляцию отапливаемых помещений. Ну а ночью эти жалюзи закрываются – все тепло остается в комнате. Солнечная стена отдает наружу лишь немного тепла, излучаемого через остекление. Как видим в этой, более усложненной системе, появляется движущийся элемент – жалюзи – но открываются-закрываются они лишь раз в сутки, что не связано с затратами энергии.



Зимой низкое cолнце греет солнечную стену, летом отражается козырьком…

Но солнце ходит не только по суточному кругу, оно определяет еще и времена года. Тепло нужно зимой и в межсезонье, летом избыточный нагрев совсем не нужен – как тут быть? Для этого в конструкцию зданий вводятся козырьки, стационарные или движущиеся. Низкому зимнему солнцу они не мешают отдавать максимум энергии солнечной стенке… А вот лучи солнца высокого, летнего, они отражают. Но солнечная стена полезна и летом – если организовать ее проветривание холодным ночным воздухом, она днем остается достаточно прохладной (солнце ее не греет!), исключая нужду в кондиционерах или снижая нагрузку на них.



Вот так выглядит реальная солнечная стена. Массивная конструкция с вертикальным остеклением перед ней.

Да, конечно – солнечная стена эффективна, только если она изначально заложена в проект дома. Надлежащим образом спроектированного и ориентированного на местности. И дом этот должен быть построен из энергоэффективных материалов и конструкций. И иметь рекуперативную систему вентиляции. Это все условия, без которых не обойтись. Но результаты могут быть впечатляющими – в Швеции в 1980-е строили деревянные дома с солнечными стенами и полами. Для отопления они требовали лишь четверти тонны топлива в год на сто метров жилой площади.

И это в Швеции, которую солнечной никак не назовешь… Так что и в условиях нашей страны малая солнечная энергетика вполне способна внести свой вклад в сокращение издержек и повышение качества жизни. Нужно лишь иметь политическую волю к ее внедрению.

[Scyther]

Восстановление климата после глобального потепления займет миллион лет
https://naked-science.ru/article/sci/vosstanovlenie-klimata-posle

Ученые изучили, как похожие события развивались в юрском периоде.

Содержание кислорода и углекислого газа в земной атмосфере и Мировом океане непостоянно. Периодически бурный рост земной растительности приводит к тому, что продуктов ее жизнедеятельности становится слишком много. Моря насыщаются органическими остатками, и изрядная их часть оседает на дно, выводя тем самым заключенный в них углерод из круговорота веществ в природе. Избыток органики исчезает, а очищенная гидросфера вновь насыщается кислородом.

Происходит примерно то, что мы регулярно видим во много меньших по размерам природных водоемах, когда они «цветут», а живущая в них рыба, оставшись без кислорода, погибает. Глобальный процесс отличается от судьбы отдельно взятого пруда тем, что, естественно, требует большего времени и выглядит не так драматично: все-таки «замор» океанского масштаба маловероятен, речь идет о том, что органических остатков становится больше. Самоя же главное различие — во влиянии на климат. Пруды «цветут» жарким летом, при этом повлиять на погоду они не могут. На глобальном уровне зависимость сложнее. Чем больше растительности — тем больше парниковых газов и, соответственно, теплее. А чем теплее — тем больше растений и т. д.

Заканчивается это все тем, что специалисты называют аноксическим событием. Кислорода в гидросфере становится заметно (на проценты) меньше, в некоторых зонах океана и придонных вод — еще меньше. Попадающая туда органика захоранивается, и через некоторое время на очищенной и похолодевшей Земле снова становится легче дышать.

Команда ученых из Университета Эксетера (Англия) задалась целью оценить требуемое «некоторое время»: как долго планетная биосфера в прошлом находилась в режиме аноксического события? Такие события неоднократно прослеживаются в геологической летописи, датировка их начала не вызывает серьезных проблем. Сложнее с окончанием.


Изотопные профили отложений эпохи аноксического события.

Специалисты решили, что знаменующий конец «кислородной недостаточности» момент должен запечатлеться в осадочных породах ростом количества следов лесных пожаров. Раз атмосфера насыщается кислородом, находящейся в ней древесине легче загореться.

В качестве объекта изучения выбрали Тоарское аноксическое событие, следы которого можно увидеть в отложениях тоарского яруса нижней юры. Произошло оно примерно 183 миллиона лет назад. Следы окаменелых древесных углей разыскивали в вышележащих породах в Мокрасе (Уэльс) и Пенише (Португалия).

Как показало исследование, последующий за «малокислородным» периодом временной отрезок действительно отличался повышенным содержанием окаменелых следов когда-то бывших лесных пожаров. «Пожарный» период продолжался 800 тысяч лет, а начался он через миллион лет после аноксического события. Видимо, эту цифру и надо считать продолжительностью последнего. Безусловно, масштабы и длительность других аналогичных событий могут отличаться, но порядок величин, видимо, будет таким же.

«Мы утверждаем, что значительное увеличение активности огня было обусловлено главным образом ростом содержания кислорода в атмосфере, — говорит Сара Бейкер (Sarah Baker), географ из Университета Эксетера. — Наше исследование дает первые подтверждения на основе окаменелостей, что такое изменение уровня кислорода в атмосфере может произойти за один миллион лет».

Вполне возможно также, что начавшийся рост числа пожаров сам по себе способствовал прекращению аноксии в океане, так как вел к сокращению наземной растительности, которая, разрыхляя грунт корнями, способствует смыву в океан содержащихся в почве минеральных и органических веществ и сама потребляет много кислорода для дыхания.
 

Ссылка на текст статьи (PDF):
https://www.nature.com/articles/ncomms15018.pdf

[Scyther]

Ученые предложили новую гипотезу конвекции мантии Земли
https://naked-science.ru/article/sci/uchenye-predlozhili-novuyu-gipotezu

По мнению исследователей, вещество мантии образуют два независимых друг от друга региона

Мантия — одна из сферических оболочек, из которых состоит Земля. Она расположена между земной корой и ядром. Непосредственное исследование вещества мантии сегодня невозможно — технологии, которая позволила бы полностью пробурить кору, до сих пор не существует. Существуют амбициозные проекты таких исследований (например, недавний проект японских геологов), но ни один из них еще не удалось воплотить в жизнь. Поэтому сейчас ученые создают теоретические модели, объясняющие возможные принципы организации вещества мантии.

В новой статье, опубликованной в журнале Scientific Reports, ученые из Университета Лестера заявили: согласно их исследованию, мантия Земли неоднородна, как считали раньше. По мнению ученых, она состоит из двух крупных регионов, в каждом из которых идет самостоятельный процесс конвекции. Между собой эти участки практически не смешиваются. Один из регионов расположен под Тихим океаном, другой окружает его.

Вещество верхней мантии перемещается вниз, достигая зон субдукции, где один блок земной коры частично погружается под другой. Опускаясь вниз, вещество мантии образует «занавес», не дающий следующей «волне» вещества перетечь в другой участок мантии. Достигая границы с земным ядром, вещество мантии, по словам ученых, не растекается в разных направлениях, а возвращается в тот же участок, откуда начало подъем.


Конвекция в мантии

Ученые использовали методики 3D-моделирования, палеотектонические реконструкции и данные анализа содержания изотопов гафния и неодима в земной коре. Основываясь на данных геохимических исследований и анализе движения литосферных плит, ученые предположили, что такой процесс конвекции в земной мантии мог начаться уже 550 млн лет назад.

Ранее геологи смоделировали синтез молекул воды на глубине земной мантии. Этот процесс способен вызывать мощные землетрясения.

[Scyther]

Химики впервые коснулись атомов водорода
https://naked-science.ru/article/sci/himiki-vpervye-kosnulis-atomov

Химики из Японии и Швейцарии описали первую технику для непосредственного наблюдения атомов водорода и оценки водородных связей.

По современным представлениям, из водорода состоит 75 процентов барионной материи, что делает его наиболее распространенным химическим элементом. Благодаря чрезвычайно высокой реакционной способности водород может формировать ковалентные связи почти со всеми неметаллами, в частности углеродом и кислородом. Изучение этих свойств важно для понимания эволюции Вселенной, а также промышленности и медицины. Однако существующие способы выявления водорода в молекулах ограничены. Так, методы кристаллографии и спектроскопии часто не обладают нужной чувствительностью, а сканирующая электронная микроскопия не позволяет «нащупать» атомы непосредственно.

Более точные измерения обеспечивает атомно-силовая микроскопия. В 2015–2016 годах эта техника, с применением CO-модифицированных зондов (напыление монооксида углерода помогает лучше предсказать геометрию молекул), разные группы ученых сделали серию открытий при описании ковалентных связей. Тем не менее, до сих пор речь, как правило, шла о планарных (плоских) молекулах. При их «ощупывании» молекула CO на зонде нередко отклонялась, что в двух случаях (1, 2) даже привело к обнаружению невозможных связей. Вместо этого авторы новой работы адсобировали на подложку объемные молекулы тринапто[3.3.3]пропеллана (TNP) и трифлуорантено[3.3.3]пропеллана (TFAP) с внешними связями C—H.


Дизайн эксперимента, валентный угол, трехмерная модель TFAP и соответствующее ей изображение

При наблюдении сбоку оба типа молекул имели форму трехлопастного воздушного винта с большим (TFAP) или меньшим (TNP) числом атомов водорода. Поскольку высота боковых «лопастей» TNP на 140 пикометров короче высоты центральной, при вертикальной ориентации первые, из-за отрицательного сдвига частоты, казались темнее, а последняя — светлее. При этом на молекулах, лежащих на ребре, авторы могли различить высококонтрастные атомы водорода. Схожая картина наблюдалась для TFAPs, однако для них специфическая самосборка была нехарактерна. Контрастность изображения сильно зависела от расстояния: положительный сдвиг частоты начинался за 100 пикометров до атомов.

Видимое расстояние между атомами несколько превышало расчетное — 300 пикометров вместо 246 пикометров, что может отражать специфику изучения объемных молекул. Расчетный валентный угол также приближался к наблюдаемому — 60 и 55 градусов соответственно. Для проверки данных авторы провели механическое моделирование «ощупывания». Анализ подтвердил первичные результаты, а также показал, что максимальная сила межатомного взаимодействия между атомами водорода составляет -40 пиконьютонов. Таким образом, ученым удалось непосредственно и достоверно определить «прочность» водородных связей: она была выше ван-дер-ваальсовых и значительно слабее ионных.

Ссылка на источник:
http://advances.sciencemag.org/content/advances/3/5/e1603258.full.pdf

[Scyther]

В Москве отмечен аномально высокий уровень сероводорода
https://www.pravda.ru/news/accidents/14-05-2017/1333887-moscow-0/
В столичном районе Орехово-Борисово Южное минувшей ночью было зафиксировано небывалое повышение предельно допустимой нормы концентрации сероводорода. Как сообщает Мосэкомониторинг, в Гурьевском проезде концентрация сероводорода в четыре часа утра была превышена в 10 раз, в пять часов утра — в 17 раз, в шесть часов — в 13 раз.

Кроме того, по данным управления, уровень сероводорода был превышен в районах Выхино-Жулебино, Косино-Ухтомский и Царицыно.


Замечание Scyther-a: Выдача уровня загрязнения на сегодня (Гурьевский проезд). Уровент эко-угрозы - 9.5!

[Scyther]

В ИНГГ СО РАН разработали первую в России установку для исследования газовых гидратов
https://scientificrussia.ru/articles/v-ingg-so-ran-razrabotali-pervuyu-v-rossii-ustanovku-dlya-issledovaniya-gazovyh-gidratov

Ученые из Института нефтегазовой геологии и геофизики (ИНГГ) Сибирского отделения РАН в рамках гранта Российского научного фонда создали специальную установку для исследования газовых гидратов, содержащихся в донных осадках морей и в вечной мерзлоте. С помощью установки специалисты изучают физические свойства гидратов метана, которые рассматриваются как альтернативный источник энергии - содержание природного газа в их скоплениях оценивается до квадриллиона кубометров, сообщил ТАСС руководитель проекта, доктор геолого-минералогических наук, главный научный сотрудник ИНГГ СО РАН Альберт Дучков.

 "Природные скопления гидратов метана привлекают внимание в качестве потенциального альтернативного источника энергии. По сугубо ориентировочным оценкам, в газовых гидратах может храниться до квадриллиона кубометров природного газа. Природные гидратосодержащие образцы для изучения получить практически невозможно, так как это вещество состоит из молекул воды и газа. Мы сконструировали, изготовили и активно используем первую в России лабораторную установку для синтеза образцов гидратов и изучения их физических, в частности, акустических свойств. Исследования проводятся с целью поиска скоплений газовых гидратов в донных осадках морей и криолитозоне (вечной мерзлоте)", - рассказал Дучков.

По словам ученого, исследования физических свойств помогают выявить уровень содержания гидратов в осадочных породах. "Наиболее широко поиски и разведка скоплений газовых гидратов ведутся в донных осадках акваторий с помощью геофизических методов, которые устанавливают связи между характером осадков и количеством гидрата в их порах. Для уточнения этих связей проводятся лабораторные исследования", - отметил Дучков.

В настоящее время гидраты метана найдены в донных осадках Черного, Каспийского и Охотского морей и озера Байкал. "Вполне вероятно, что в недалеком будущем будут открыты месторождения газогидратов в осадках наших северных морей", - сказал ученый. Несколько месторождений гидратов было также обнаружено в пределах вечной мерзлоты - на Аляске, в арктической части Канады и Тибете. Опытные работы по добыче газа из газовых гидратов на месторождениях в дельте реки Маккензи в Канаде и вблизи Японии (морское месторождение Нанкай).

Ученые провели на созданной ими установке уже более 100 экспериментов и планируют в дальнейшем модифицировать установку для проведения более сложных экспериментов. "Такие природные среды, содержащие гидраты, как суглинки криолитозоны, глинистые осадки Байкала, северных морей, устроены сложно. Пока мы анализируем песок, дистиллированную воду, свободный метан, но в перспективе будем изменять составы минеральных матриц", - сказал Дучков.

[Scyther]

Убить, исцелить, омолодить. Ученые МГУ выделили три основных типа межклеточного взаимодействия
https://scientificrussia.ru/articles/ubit-istselit-omolodit-uchenye-mgu-vydelili-tri-osnovnyh-tipa-mezhkletochnogo-vzaimodejstviya

Сотрудники факультета биоинженерии и биоинформатики Научно-исследовательского института физико-химической биологии имени А.Н. Белозерского и Международного учебно-научного лазерного центра МГУ имени М.В. Ломоносова изучили и систематизировали разные типы взаимодействия между клетками. Понимание выявленных механизмов межклеточного «общения» позволят ученым разрабатывать новые способы борьбы с рядом заболеваний, например, способы уничтожения опасных клеток при раковых заболеваниях. Результаты своей работы ученые опубликовали в журнале Heart, Lung and Circulation.

Межклеточное взаимодействие — это «общение» клеток друг с другом на расстоянии с помощью сигналинга (сигналов или сигнальных веществ, которые передаются через межклеточное вещество). «Мы провели систематизацию и анализ различных типов межклеточных взаимодействий и показали, что одни и те же способы сигнализации способны в случае разных клеток и органов приводить к трем основным результатам: убийство клеток в опухолях, их восстановление или лечение в стволовых клетках, а также омоложение органа и ткани», — рассказал автор статьи Егор Плотников, доктор биологических наук, ведущий научный сотрудник лаборатории структуры и функции митохондрий отдела биоэнергетики научно-исследовательского института физико-химической биологии имени А.Н. Белозерского МГУ имени М.В. Ломоносова.

В ходе работы ученые выполнили анализ уже имеющихся баз данных, а также провели собственные эксперименты.

«На основании выявленных механизмов можно создавать стратегии как уничтожения нежелательных клеток при раковых болезнях или фиброзном перерождении, так и лечения органов и тканей с использованием подходов клеточной терапии», — заключил ученый. Кроме того, в ходе работы были показаны явления частичного омоложения органов и тканей — это происходило при контакте кровотоков молодого и старого организма. По словам Егора Плотникова, это возможно не только в экспериментах на животных, но и в реальных жизненных ситуациях — например, между матерью и плодом при беременности.

Работа проходила в сотрудничестве с учеными из Научного центра акушерства, гинекологии и перинатологии имени В. И. Кулакова.

[Scyther]

Томские ученые покажут на U-NOVUS первый в РФ 3D-принтер для космоса
http://www.sbras.info/articles/overview/tomskie-uchenye-pokazhut-na-u-novus-pervyi-v-rf-3d-printer-dlya-kosmosa
Первый в России 3D-принтер для космической отрасли будет презентован на форуме U-NOVUS в среду; созданная томскими учеными электронно-лучевая аддитивная технология (ЭЛАТ), которая используется в принтере, считается самой высокопроизводительной и способна формировать изделия даже из трудносплавляемых металлов, сообщает в понедельник пресс-служба обладминистрации.

Ранее сообщалось, что четвертый форум молодых ученых U-NOVUS пройдет в Томске с 17 по 19 мая 2017 года. Его темой станут таланты и перспективные технологии.

Уточняется, что презентация принтера пройдет 17 мая в 18.30 на базе научно-производственной компании ТЭТА в поселке Лоскутово (улица Советская, 1а).

"В принтере реализована самая высокопроизводительная технология 3D-печати металлических изделий – ЭЛАТ. Она позволяет выращивать/формировать изделия даже из трудносплавляемых сплавов титана, тантала, вольфрама со скоростью до девяти килограммов в час. Для сравнения: самая производительная лазерная технология 3D-печати имеет скорость печати не более 2,4 килограмма в час", – говорится в сообщении. Уточняется, что оборудование позволит производить металлические изделия до трех кубических метров. Участниками проекта по созданию ЭЛАТ-оборудования и технологии в Томске являются ракетно-космическая корпорация "Энергия", компания ТЭТА, Институт физики прочности и материаловедения СО РАН и Томский политехнический университет. Добавляется, что созданные в Томске ЭЛАТ-оборудование и технология планируется использоваться при производстве крупногабаритных деталей ракетно-космической техники. За рубежом ЭЛАТ-технология применяется лидерами авиакосмической отрасли – компаниями Airbus и Lockheed Martin.

[Scyther]

Инструкции для антрацена
https://www.nkj.ru/news/31284/

Молекула антрацена – три углеродных цикла, выстроившихся в ряд (белые ответвления от колец – атомы водорода)

Квантово-механические расчеты помогают целенаправленно изменять свойства полициклических ароматических соединений.

Полициклические ароматические молекулы, вопреки своему названию, в большинстве случаев почти не имеют запаха. Зато они часто окрашены в яркие цвета, могут проводить электрический ток или даже светиться. Например, джинсы окрашены синими красителями из класса индиго, красный цвет машинам одной известной итальянской марки придают хинокридоны, а экраны смартфонов светятся не без помощи органических светодиодов. Основа всех этих молекул – несколько связанных между собой наподобие пчелиных сот циклов из атомов углерода.

Их отличительная особенность – общее электронное облако, которое располагается по обеим сторонам плоскости. От того, каким оно будет, зависят многие свойства соединения, в том числе и его цвет. Если над одним из углеродных циклов поместить атом металла, то электронное облако изменится, а с ним изменятся и свойства вещества: его цвет, электропроводность, поведение в химических реакциях. Казалось бы, вот удачный способ создавать молекулы с нужными характеристиками. Но если циклов в молекуле несколько, а атом металла один – как связать его с нужным кольцом?

Химикам из Института элементоорганических соединений Российской академии наук (ИНЭОС РАН) удалось решить эту задачу с помощью квантово-химических расчетов. Теоретические расчёты хороши тем, что они очень сильно экономят ценное время и не менее ценное здоровье химиков: ведь одно дело рассчитать на компьютере структуры десятка-другого молекул, и совсем другое дело – их сначала синтезировать, очистить, а затем и изучить различными методами. Поэтому в современных исследованиях молекулу сначала изучают, так сказать, в теории, а уж только потом химики, вооружившись колбами и реактивами, погружаются в тернистые дебри органического или неорганического синтеза.

Благодаря таким расчетам химикам из ИНЭОС РАН удалось быстро оценить устойчивость нескольких десятков возможных полициклических ароматических соединений и подобрать для них подходящие вспомогательные группы атомов (так называемых заместителей), которые смещают электронное облако молекулы и направляют атом металла в сторону нужного цикла. Но теория без практики – это всего лишь теория, поэтому свои квантово-химические предсказания исследователи проверили непосредственно в лаборатории. В качестве подопытной молекулы выбрали антрацен, способность которого излучать свет используется в детекторах радиации.

Молекула антрацена состоит из трёх сопряжённых циклов, и в обычной ситуации металл для «дружественных контактов» всегда предпочитает один из крайних циклов, игнорируя тот, что находится в середине. Однако если к молекуле антрацена присоединить несколько нужных фрагментов, которые, согласно расчётам, изменяют электронное облако, то атом металла перемещается в центр. При этом вещество полностью теряет яркую оранжевую окраску, что указывает на важные изменения в электронной структуре молекулы. Результаты исследований опубликованы в классическом научном журнале Angewandte Chemie, который в нынешнем году отмечает свое 130-летие.

В перспективе, используя подобные расчеты, можно целенаправленно создавать соединения с нужными свойствами, и не только на основе антрацена, но и на основе других подобных молекул.

[Scyther]

В Якутии изобрели высокопрочную морозостойкую резину
http://www.sbras.info/articles/overview/v-yakutii-izobreli-vysokoprochnuyu-morozostoikuyu-rezinu
Об этом сообщила пресс-служба вуза со ссылкой на соавтора проекта, ведущего инженера лаборатории "Технологии полимерных нанокомпозитов" Афанасия Дьяконова. По его словам, разработанный двухслойный материал соединяет резину со сверхвысокомолекулярным полиэтиленом для получения высокопробного износостойкого уплотнителя, который устойчив к морозам и агрессивной среде.

Разработчик отмечает, что материал способен выдерживать высокое давление, не теряя герметизирующих свойств.

Подобные качества необходимы для изготовления горно-обогатительных и горнодобывающих механизмов, а также техники, работающей в среде нефти, масел, топлива, кислот и щелочей.

— Долговечность разрабатываемых материалов позволит повысить эффективность, надежность и безаварийность механизмов, работающих в экстремальных условиях холодного климата. А повышение герметичности уплотнений позволит исключить утечки углеводородных сред в почву, что обеспечит высокую экологическую безопасность, — считает ученый.

Материал разработан совместно с учеными Института проблем нефти и газа СО РАН. Его образцы испытаны в котельном оборудовании. В дальнейшем планируется внедрить его в горное производство.

В прошлые годы подобные разработки якутских ученых, ориентированные на Крайний Север, сложно внедрялись в практику, поскольку крупные компании в основном работали в менее суровых условиях. Однако сейчас разработчики недр заходят все дальше в Арктику, и потребность в морозостойких материалах растет.

[Scyther]

Ученые подсчитали пищевую ценность выброшенной еды
https://naked-science.ru/article/sci/uchenye-podschitali-pishchevuyu

Магазины и покупатели ежедневно выбрасывают пищу, энергетическая ценность которой равна 60% среднего дневного рациона.

Нехватка продуктов питания — проблема, которая касается не только экономически неблагополучных стран мира. Согласно подсчетам Министерства сельского хозяйства США, в 2015 году только 87,3% американских домохозяйств были полностью обеспечены продуктами и отвечали требованиям продовольственной безопасности. 7,7% испытывали определенные затруднения, а представителям 5% домохозяйств регулярно приходилось пропускать некоторые приемы пищи или есть гораздо меньше, чем хотелось бы.

Поскольку регулярное питание до сих пор доступно не всем, особое внимание экспертов привлекает проблема выброшенных продуктов. По данным газеты Guardian, ежегодно в мире выбрасывается около трети всей произведенной продукции. Ее отправляют на свалку и производители, и крупные сети магазинов, и покупатели. Часто эти продукты отвечают всем требованиям качества, но идут на выброс из-за «неидеального» внешнего вида.

Исследователи из Университета Джона Хопкинса подсчитали пищевую ценность продуктов, которые ежегодно выбрасываются в США. Ученые использовали информацию о содержании питательных веществ в продуктах питания, представленную в базе данных National Nutrient Database for Standard Reference, созданной Министерством сельского хозяйства США. В работе проанализированы 213 товаров, которые часто выбрасывают в США согласно данным о доступности пищи, скорректированных с учетом убытков (Loss-Adjusted Food Availability data series, подсчеты Министерства сельского хозяйства США).


Биологически значимые элементы в выброшенных продуктах: пищевые волокна, витамин С, железо, кальций, калий

Согласно исследованию, в общем объеме выброшенных продуктов в США на одного человека в день приходится 146 г углеводов, 33 г белков, 57 г жиров. В пище присутствует немало биологически значимых элементов: в день средний американец выбрасывает 880 мг калия, 450 мг фосфора, 286 мг кальция. Также ученые исследовали калорийность ежегодно выбрасываемых продуктов и установили, что в них содержится около 1217 ккал на человека в день. Это около 60% средней нормы потребления калорий для человека, ведущего сидячий образ жизни (2000 ккал в день).

В работе учитывались данные о продуктах, «списанных» на стадии производства и в магазинах, а также о тех, которые выбрасывают потребители. Ученые надеются, что их исследование поможет и продавцам, и покупателям более осознанно относиться к объемам закупок. Это особенно важно, если учесть, что в рационе многих людей не хватает важных биологически значимых элементов. Например, взрослой женщине рекомендуется употреблять около 18 мг железа в день, но средняя американка получает 13, 6 мг. При этом, согласно подсчетам ученых, ежедневно с пищевыми продуктами в США выбрасывается 5,3 мг железа на человека.

[Scyther]

Российские и израильские биологи научились «оживлять» белки
http://www.mk.ru/science/2017/05/15/rossiyskie-i-izrailskie-biologi-nauchilis-ozhivlyat-belki.html

В будущем разработка может косвенно помочь людям с болезнями Альцгеймера и Паркинсона

Технологию, позволяющую восстановить структуру белка после химической денатурации, представили российские специалисты из Университета ИТМО в Санкт-Петербурге и их израильские коллеги, представляющие Еврейский университет в Иерусалиме. Одной из уникальных особенностей нового метода является то, что с его помощью можно одновременно восстанавливать структуру различных белков, перемешанных между собой.

В числе достоинств нового метода учёные называют его эффективность, быстродействие, универсальность и невысокую стоимость. Технология позволяет «вернуть к жизни» свернувшиеся (денатурированные), белки в результате их взаимодействия с наночастицами оксида алюминия в воде.

Белки сворачиваются и теряют свою форму в результате взаимодействия с сильными реагентами — кислотами и щелочами. В результате этого пропадает и их химическая активность, и многие учёные работают над способами вернуть таким белкам их химические свойства. При этом ренатурировать именно смесь без предварительного разделения на отдельные белки, как поясняется, было бы весьма полезно по той причине, что пищевые продукты и лекарства производятся на основе нескольких белков одновременно.

В ходе эксперимента новая технология была успешно применена для восстановления смеси из двух ферментов (карбоангидразы и фосфотазы) после того, как оба этих белка денатурировали в растворе сильной щёлочи. В результате ферменты самостоятельно восстановили свою структуру, а на их поверхности возникла защитная оболочка, не позволившая им слипаться, как это происходит с денатурированными белками в «обычных» условиях.

Исследование, посвящённое разработке учёных, опубликовано в издании Scientific Reports. Специалисты надеются, что в будущем их технология позволит сделать производство лекарственных белков для лечения болезней Альцгеймера и Паркинсона более эффективным и экономичным.