Новости науки

[Scyther]

Как растения чувствуют воду
https://www.nkj.ru/news/31282/

Корень в разрезе: в центре – осевой цилиндр, его окружают крупные клетки коры

Растительные корни растут в сторону воды благодаря коре, чьи клетки чувствуют перепад влажности в окружающей почве.

Со времен Дарвина биологи пытались понять, как растения находят воду. То, как это происходит, неоднократно наблюдали в разнообразнейших экспериментах: растительные корни чувствуют перепад влажности в почве и растут туда, где влажность больше – иными словами, демонстрируют гидротропизм. Но каков его механизм? Чем и как именно корни чувствуют изменения влажности?



Одно время считалось, что главную роль тут играют особые клетки, которые сидят на самых кончиках корней и которые, кроме прочего, чувствуют гравитационное поле. Вообще рост растений зависит от гормона ауксина, от его распределения в тканях, и вот как раз в делящихся клетках на кончиках корней ауксин под действием гравитационного поля распределяется так, что корни растут вниз. Может быть, те же клетки ведут корни к воде?

Однако эксперименты исследователей из Ноттингемского университета и Университета Тохоку показали, что «гравитационные» клетки большой роли в гидротропизме не играют: когда их точечно срезали лазером, корни все равно росли туда, где было больше влаги.

Известно, что гидротропизм растений во многом зависит от гормона под названием абсцизовая кислота. Пытаясь понять, где именно сосредоточено «чувство воды», Даниэла Дитрих (Daniela Dietrich) и ее коллеги вывели растения арабидопсиса (Arabidopsis thaliana), в которых был выключен ген MIZ1, необходимый для синтеза абсцизовой кислоты.

Затем, последовательно включая этот ген в разных тканях, удалось установить, что растения чувствуют воду корневой корой. Она лежит сразу под эпидермисом корня, синтезирует и запасает много разных веществ, через нее идет активный транспорт воды снаружи в глубокие ткани корня – и именно она играет ведущую роль в гидротропизме: лишь тогда, когда ген MIZ1 включали в коре, корни начинали расти к воде.

Направление же роста зависело от того, с какой стороны корня соответствующий молекулярный механизм включится раньше. Полностью результаты экспериментов опубликованы в Nature Plants.

Здесь нельзя не вспомнить про одну недавнюю статью в журнале Oecologia – в ней говорится, что растения ищут воду в прямом смысле на слух, что они каким-то образом чувствуют вибрации потока воды и тянут корни туда, откуда они доносятся. Правда, как именно растения чувствуют подобные вибрации, исследователи пока не знают.

[Scyther]

Биологи из СПбГЛТУ выпустили методические рекомендации по озеленению Арктики
https://scientificrussia.ru/articles/biologi-iz-spbgltu-vypustili-metodicheskie-rekomendatsii-po-ozeleneniyu-arktiki

Биологи Санкт-Петербургского государственного лесотехнического университета (СПбГЛТУ) имени Кирова издали методические рекомендации по выращиванию растений на территории Ямало-Ненецкого автономного округа (ЯНАО). Как сообщили ТАСС в окружном департаменте по науке и инновациям, в дальнейшем авторы планируют провести в регионе мастер-класс, чтобы продемонстрировать, как использовать полученные данные в растениеводстве и работах по озеленению и благоустройству.

 "Биологи СПбГЛТУ имени Кирова издали методические рекомендации "Агротехника выращивания растений в ЯНАО" для учреждений и подразделений, занимающихся строительством и благоустройством населенных пунктов. Они появились благодаря изучению процессов адаптации лиственных и хвойных пород деревьев в арктической и субарктической природно-климатических зонах, проводимому с 2012 года по инициативе департамента по науке и инновациям ЯНАО", - говорится в сообщении.

По результатам исследования ученые определили список из более 100 пород деревьев, которые можно использовать для озеленения ямальских городов и поселков, создания защитных насаждений и при восстановлении нарушенных земель.

"Составители издания приводят нормативные обязательные правила, комментарии к ним, а также особенности, на которые необходимо обратить внимание при проведении озеленительных работ в арктическом регионе. Авторы раскрывают оптимальные сроки и технологии посадки деревьев и кустарников, дают рекомендации, как правильно выбрать посадочный материал, подготовить посадочное место и какие антистрессовые препараты, комплексные удобрения и стимуляторы роста использовать для лучший приживаемости и роста саженцев, как проводить дальнейший уход за растениями", - отметили в департаменте.

Эксперименты с черемухой и клубникой

Ранее научный сотрудник Института химии и нефти Сибирского отделения РАН Варвара Овсянникова рассказала ТАСС, что в октябре 2016 года ученые высадили морозостойкие розу, черемуху, жимолость и яблони на новой экспериментальной площадке в пригороде Салехарда в ЯНАО. Через год они смогут проверить, какие виды смогли выжить в условиях северного климата. При посадке растений использовался криогельобразующий состав, защищающий от перепадов температур, и специальные микробиологические удобрения.

Также в июле 2016 года аграрии Надымского района ЯНАО начали эксперимент по выращиванию клубники, смородины и малины в условиях Крайнего Севера, что не только позволило обеспечить самозанятость людей, живущих в национальных селах, но и разнообразить ассортимент продуктов для северян.

Ямало-Ненецкий автономный округ расположен в северной части Западно-Сибирской равнины и граничит с Ненецким автономным округом, Республикой Коми, с Ханты-Мансийским автономным округом, с Красноярским краем. Вся территория ЯНАО отнесена к Арктической зоне РФ, больше половины расположено за полярным кругом

[Scyther]

Минприроды нашло способ стимулировать раздельный сбор мусора
http://greenevolution.ru/2017/05/16/minprirody-nashlo-sposob-stimulirovat-razdelnyj-sbor-musora/

Министерство природных ресурсов предлагает бесплатно перерабатывать раздельный сбор мусора

В частности, предлагается не брать плату с управляющих компаний и товариществ собственников жилья (ТСЖ) за переработку отходов, если они могут обеспечить раздельный сбор мусора.

В пресс-релизе указывается, что в настоящее время отходы сортируются производителями и импортерами товаров. Но с 2019 года все будут обязаны ввести новые механизмы для раздельного сбора отходов.

Кроме того, глава ведомства предложил главам регионов установить пункты сбора опасных отходов, таких как батарейки и энергосберегающие лампочки.

[Scyther]

Сибирские ученые исследуют хаос и гиперхаос в синтезе рибосом
http://www.sbras.info/news/sibirskie-uchenye-issleduyut-khaos-i-giperkhaos-v-sinteze-ribosom
Работы на стыке наук стали трендом последних лет: физики успешно сотрудничают с химиками, лингвистикой занимаются с помощью программирования, а математика открывает новые возможности для решения проблем биологии гена. Последнее направление получило развитие еще шестьдесят лет назад, и сейчас в этой области работают, например, в ФИЦ Институт цитологии и генетики СО РАН.

 Математическая биология — это теоретический раздел науки о жизни, который занимается исследованием биологических систем во всех их аспектах методом математического моделирования. Ведущие научные сотрудники ИЦиГ доктора биологических наук Виталий Александрович Лихошвай и Тамара Михайловна Хлебодарова изучают свойства молекулярно-генетических систем как динамических объектов: описываютих структурно-функциональную организацию, формализуют её в виде системы дифференциальных уравнений и изучают динамические режимы их функционирования.
 
— Всю сложнейшую молекулярно-генетическую программу можно сжать, представить в виде нескольких уравнений, — рассказывает Виталий Лихошвай, — Дело в том, что если информацию об объекте нельзя сократить, то его нельзя и познать. Не нужно описывать огромную клетку во всем многообразии, которое придумала природа, и пытаться сделать модель, учитывающую много параметров,ведь в этом случае мы просто никогда не получим результат.
 
От структуры системы к её динамическим свойствам ведут определенные  причинно-следственные связи, которые ученые изучают, работая с генными сетями — группами координированно функционирующих генов, взаимодействующих друг с другом. Свойства, изучаемые исследователями, лежат в основе огромного количества генетических болезней: если в организме возникает мутация, которая изменяет функцию того или иного белка, тот начинает работать не так, как ему положено. Именно поэтому важно научиться вовремя распознавать и контролировать эти мутации.
 
Еще одна тема, над которой работают ученые — детерминированный (или динамический) хаос (а также гиперхаос, отличающийся только интенсивностью), который потенциально способен возникать в организмах на разных уровнях, из-за того что они являются динамическими саморазвивающимися системами и потому внутренне неустойчивы. Роль хаоса в функционировании, развитии и эволюции живых систем — интригующий вопрос. По словам Тамары Хлебодаровой, в настоящий момент известно несколько отрицательных примеров влияния хаоса. В частности, хаотичесую динамику связывают с такими патологиями как сердечная аритмия и почечная гипертензия. Хаос также может лежать в основе таких нейродегенеративных заболеваний, как эпилепсия, аутизм, шизофрения и болезнь Паркинсона: все они связаны с теми или иными повреждениями, которые могут возникнуть, если синтез белков в синапсах дезорганизован. Впрочем, можно указать как минимум один пример, когда хаотическую динамику можно рассматривать как позитивное эволюционное приобретение: у некоторых моллюсков стратегия поиска пищи устроена так, что деятельность нейронов заставляет их двигаться по гиперхаотической траектории. Обнаружение других примеров положительных и отрицательных влияний хаотической динамики — скорее всего, дело времени. 
 
В своей последней статье, опубликованной в журнале Scientific Reports группы Nature, исследователи открыли хаос и гиперхаос в синтезе рибосом. Рибосомы — это органоиды живой клетки, на которых фактически основана её жизнедеятельность.Они присутствуют во всех живых системах: как в прокариотах (доядерных организмах, например, кишечной палочке, E.coli, являющейся частью здоровой микрофлоры человека), так и в эукариотах (клетках, несущих ядра). Все рибосомы синтезируются по сходным биохимическим законам, причем это автокаталитический процесс, потому что, по сути, они создают белки, из которых сами и состоят.
 
Кроме того, в клетке существуют специальные «машины», занимающиеся утилизацией «сломанного» (то есть продуктов жизнедеятельности) — без них клетки быстро забились бы биохимическими отходами. Но эти механизмы деградации тоже состоят из белков, которые синтезируются теми же рибосомами: выходит, живые организмы автокатализируют собственную утилизацию. Это значит, что возникает два процесса:позитивный и негативный. Благодаря этому, биогенез рибосом способен формировать очень сложную, в том числе и хаотическую, динамику поведения.
 
Ученые показали, что хаотическая динамика, непредсказуемость,внутренне присуща такому фундаментальному процессу как синтез рибосом, и, следовательно, живым организмам. Тем не менее, мы хорошо знаем, что живые существа развиваются вполне предсказуемо, по более или менее устойчивым программам. То есть в процессе развития клетка как-то решила проблему внутренней нестабильности, но пока неизвестно, как именно:
 
— Скорее всего, живые системы в процессе эволюции научились избегать хаоса, подавляя его, поэтому нам интересно, как он изгонялся и какие для этого были использованы механизмы, — говорит Виталий Лихошвай.
 

[Scyther]

Химики заставили графен любить и бояться воду
https://naked-science.ru/article/hi-tech/himiki-zastavili-grafen-lyubit-i

Международная группа ученых разработала технологию, которая позволяет модулировать смачиваемость графеновых структур с помощью различных газов и лазера.

Гидрофобность или гидрофильность материала — «стремление» избежать или сохранить контакт с водой соответственно — определяется краевым углом смачивания. При условии, что угол между жидкостью и поверхностью превышает 150 градусов, последняя считается супергидрофобной, при значении около нуля — супергидрофильной. Изучение смачиваемости и поиск способов ее модуляции важны для многих отраслей, в том числе промышленности и медицины. Наименее воспроизводимым остается «переключение» смачиваемости в одном материале. В 2007 году корейские ученые показали, что управлять показателем в случае пентоксида ванадия (V2O5) можно с помощью ультрафиолетового излучения.

Пентоксид ванадия широко используется в качестве электрода в литиевых аккумуляторах, в производстве специальных стекол и люминофоров. В новой работе специалисты из Университета Райса и Университета имени Бен-Гуриона описали способ изменения смачиваемости графена. Этот материал был открыт в 2004 году, однако до сих пор его приложения, в том числе из-за сложности получения, остаются ограничены. В 2014 году ученые показали технологию изготовления графена из полиимидной пленки на воздухе. При облучении лазером пленка в точке контакта превращалась в пористую структуру с множеством одноатомных графеновых листов, что позволяло задавать им необходимую форму.


Модель экспериментальной установки

Последующие эксперименты, моделирующие получение графена в разной атмосфере, показали, что при высоком содержании водорода или аргона материал становится супергидрофобным, тогда как на воздухе или в атмосфере кислорода — супергидрофильным. Гидрофильность коррелировала с содержанием в графене молекул кислорода, что объясняется повышенной полярностью химической связи между кислородом и углеродом (модификацией которого является графен) по сравнению со связями типа водород-углерод и углерод-углерод. Чтобы создать гибридную структуру с разной степенью смачиваемости на отдельных участках, авторы сконструировали специальную установку.

Система работает так. На первом этапе в камеру размером несколько сантиметров с отверстием для лазерного луча, изолированным посредством селенида цинка, помещается полимерная пленка. Затем в камеру, в которой содержались кислород, воздух, водород или аргон, дополнительно подавали газ (воздух, водород или аргон). В зависимости от состава атмосферы, лазер превращал целевые области в гидрофильные или гидрофобные. В ходе демонстрации ученые изготовили на графеновой подложке супергидрофильный логотип Университета Райса на супергидрофобном фоне. По их мнению, метод может использоваться при создании, например, антиобледенительных поверхностей или суперконденсаторов.

[Scyther]

Российские ученые разобрались в принципах эволюции микроскопических насекомых
http://www.mk.ru/science/2017/05/17/rossiyskie-uchenye-razobralis-v-principakh-evolyucii-mikroskopicheskikh-nasekomykh.html

Как оказалось, не все их органы уменьшаются пропорционально телу в целом

В ходе эволюции размеры многих насекомых значительно уменьшаются. Группа российских специалистов из МГУ им. М.В. Ломоносова попыталась выяснить, каким образом этот процесс, называемый миниатюризацией, сказывается на размерах различных органов этих живых существ. Как оказалось, на разных составляющих организма насекомых миниатюризация оказывает различное влияние.

Учёные поясняют, что миниатюризация в некоторых случаях приводит к тому, что на протяжении множества поколений типичный размер представителей того или иного биологического вида уменьшается от сантиметра до десятых долей миллиметра. Биологов заинтересовал вопрос, каким образом подобные изменения сказываются на структуре тела в целом и размерах каждого отдельного органа.

Исследователи, представляющие Московский государственный университет, построили 30 полных и 26 частичных трехмерных компьютерных реконструкций для 22 видов насекомых. Эти виды, по словам исследователей, относятся к 11 семействам и пяти различным отрядам: щетинохвостки, сеноеды, трипсы, жесткокрылые и перепончатокрылые. При этом самые «мелкие» из видов, выбранных специалистами для исследования в 150 тысяч раз уступали самым крупным по размерам, однако для всех них было верно, что за сотни миллионов лет эволюции они значительно уменьшились по сравнению с аналогичными по строению предками.

Как выяснилось, большая часть систем органов насекомых при многократном изменении размеров их тела уменьшалась пропорционально организму в целом, сохраняя организацию, а часто и неизменный относительный объём. Это касается, в том числе, метаболических систем, тканей внутренней среды и трахейной системы множества насекомых. В то же время, половая и нервная системы чаще всего «не успевали» за телом в целом, и в ходе миниатюризации их относительные объёмы увеличивались. По мнению учёных именно это может, с одной стороны, служить естественным «ограничением» миниатюризации, а с другой — причиной, по которой насекомые всё же подвержены ей в значительно большей степени, чем , к примеру, позвоночные животные.

Замечание Scyther-а: Вспоминаем размер головы Паспорту из форта Баярд

[Scyther]

Белорусы запустили производство велосипедов из дерева
http://greenevolution.ru/2017/05/17/belorusy-zapustili-proizvodstvo-velosipedov-iz-dereva/

Двухколесный транспорт обойдется любителям экологически чистой езды примерно в $1000.

Белорусская компания, производящая двери, предложила покупателям необычные велосипеды, рама которых сделана из березы или ясеня. По словам представителей предприятия, каждый велосипед производится вручную, а потому «по-своему уникален, неповторим и ценится дорого». К примеру, велосипед из березы стоит 1890 белорусских рублей (примерно $1000), а из ясеня — 2290 белорусских рублей ($1210). Стоимость велосипеда может быть и выше, с учетом кастомных модификаций по желанию клиента, сообщает popmech.ru

Мастера по производству деревянных велосипедов уверены в надежности своей работы, а потому предлагают 5-летнюю гарантию на деревянную раму. При этом, партию из 10 единиц производитель обещает изготовить всего за 30 дней. По словам изготовителей, «людей, уставших от стремительно развивающейся техногенной среды, все больше будут привлекать природа и натуральные материалы».

Замечание Scyther-a:
Scyther умеет создавать выкройку для авторезки лазером шестеренок из дерева

[Scyther]

Минобрнауки вновь объявило конкурс на получение мегагрантов для научных исследований
https://scientificrussia.ru/articles/minobrnauki-vnov-obyavilo-konkurs-na-poluchenie-megagrantov-dlya-nauchnyh-issledovanij

Министерство образования и науки России дало старт шестому конкурсу мегагрантов на проведение научных исследований. Об этом сообщает ТАСС со ссылкой на пресс-службу ведомства.

 "Минобрнауки России объявляет о проведении шестого конкурса на получение мегагрантов. Размер каждого гранта правительства Российской Федерации на проведение научных исследований в 2018-2020 годах составит до 90 млн. рублей", - говорится в сообщении.

Претенденты на гранты должны проводить работы под руководством ведущих ученых в российских вузах и научных организациях. Минобрнауки ставит перед ними такие задачи, как создание исследовательских лабораторий мирового уровня; получение прорывных научных результатов и решение задач, поставленных стратегией научно-технологического развития Российской Федерации; подготовка высококлассных специалистов, в том числе молодых ученых.

Участниками грантового конкурса могут быть российские вузы и научные организации совместно с иностранными или российскими ведущими учеными, занимающими лидирующие позиции в определенной области наук.

Заявки на участие принимаются до 14 июля этого года, а победители будут объявлены до 15 ноября.

[Scyther]

Ученые рассказали о пользе бобровых плотин
http://naked-science.ru/article/sci/uchenye-rasskazali-o-polze-bobrovyh

Бобровые плотины на реке – не такое уж и зло. Экологи обнаружили, что они могут сдерживать рост температуры воды и помогать сохранению рыб.

Запруды, которые бобры устраивают в водоемах, принято считать исключительно вредным явлением. Замедление течения, увеличение площади поверхности и уменьшение тени деревьев ведет к дополнительному росту температуры воды и ухудшает условия жизни рыб. Однако ученые американской исследовательской компании Eco-Logical Research, проверив это, обнаружили нечто совершенно противоположное.

В течение восьми лет Николас Вебер (Nicholas Weber) и его коллеги вели мониторинг температуры в 23 точках на протяжении 34 км русла реки Бридж-Крик в штате Орегон. За это время количество бобровых плотин здесь выросло с 24 до 120. Кроме того, появилось больше 130 плотин искусственных, которые были сооружены в рамках программы восстановления естественных экосистем реки.

В статье, опубликованной журналом PLoS One, авторы сообщают, что максимальная дневная температура воды за этот период упала на 2,6 °С, а ее суточные колебания стали меньше, как будто плотины играют роль буфера, сдерживающего небольшие резкие перепады. Стимулирование популяции бобров и их активности может оказаться перспективным «естественным» способом сдерживания роста температуры воды. Оно нередко связано с деятельностью человека и оказывается опасным для многих рыб, предпочитающих более прохладную среду.

Стоит сказать, что причина такого влияния бобровых плотин плохо понятна. Возможно, буферную роль играют сами большие массы воды, которые скапливаются в запрудах, – и нагреваются, и остывают такие объемы очень медленно.

[Scyther]

Геологи назвали причину первого массового вымирания
https://naked-science.ru/article/sci/geologi-nazvali-prichinu-pervogo

О возможной причине вымирания рассказали породы, содержащие ртуть.

Жизнь на Земле перенесла пять крупных массовых вымираний — периодов, когда на всей планете резко сокращалось видовое разнообразие. Почти все массовые вымирания уничтожали большую часть видов. Например, «великое» пермское вымирание около 250 млн лет назад пережили только 30% видов наземных позвоночных и 4% морских видов.

Первое известное нам масштабное вымирание произошло около 450–440 млн лет назад, на границе ордовикского и силурийского периодов. Два всплеска вымирания затронули практически все основные таксоны той эпохи, выжили только около 15% процентов видов. Сложные многоклеточные организмы тогда обитали в основном в море. Сильнее всего пострадали такие морские организмы, как брахиоподы и мшанки: треть видов этих животных не пережила вымирание.

Существует несколько гипотез, объясняющих катастрофу. Ряд ученых считают, что виновато оледенение: температура упала, а ледники поглотили часть морской воды, поэтому не все морские обитатели смогли выжить. Сравнительно непопулярная сейчас гипотеза обвиняет гамма-всплеск, порожденный взрывом гиперновой звезды — возможно, тогда пострадал озоновый слой и фауна Земли не выдержала сильного ультрафиолетового излучения.

Одна из самых распространенных версий — воздействие вулканов. Новые доказательства этой гипотезы нашли авторы работы, опубликованной в журнале Geology. Они изучили образцы осадочных пород, собранные в Китае и Северной Америке. Эти породы образовались на рубеже катианского и хирнантского этапов последней стадии ордовикского периода.

Образцы пород, возникших незадолго до вымирания, отличаются повышенным содержанием ртути — и в Китае, и в Америке. Ученые связывают это с активностью вулканов, поскольку во время извержений в атмосферу выбрасываются значительные количества ртути. Исследователи выделили три отрезка времени, когда уровень ртути в породах возрастал, и связали их с предполагаемыми периодами активного вулканизма в крупных магматических провинциях. По мнению ученых, именно активность вулканов могла вызвать похолодание, которое уничтожило множество видов. Во время извержений в воздух выбрасываются сульфатные аэрозоли — взвесь мелких частиц, отражающих солнечные лучи. Поскольку энергия Солнца не достигала Земли, температура начала падать. Со временем это и вызвало оледенение и понижение уровня моря.


Регионы, в которых сформировались исследованные породы

Второй всплеск вымирания мог быть связан с обратным процессом. Возможно, когда температура начала повышаться, погибли организмы, которые успели адаптироваться к более холодной воде и низкому уровню моря.

Ранее ученые нашли подтверждение «вулканической» теории пермского массового вымирания — наиболее глобального вымирания в истории планеты.

[Scyther]

Наногенератор превратили в «поющую бумагу»
https://naked-science.ru/article/sci/nanogenerator-prevratili-v-poyushchuyu

Исследователи из Технологического института Джорджии и Университета штата Мичиган разработали гибкий композит, который способен превращать электричество в механическую в электричество и наоборот.

Развитие портативной электроники ставит перед разработчиками ряд ограничений. Так, из-за отсутствия надежных прототипов небольших и емких аккумуляторов эти устройства могут быть сравнительно громоздкими, тогда как акцент на миниатюризации приводит к необходимости частой подзарядки. В качестве альтернативы предлагаются технологии, позволяющие получать электричество с помощью общедоступных источников. В частности, в 2016 году группа ученых из Китая и США представила масштабируемые наногенераторы, использующие для выработки электрического тока трения. Ранее источником энергии выступал звук.

В декабре минувшего года инженеры из Университета штата Мичиган показали новый композит FENG, который может генерировать электричество на основе механической энергии. Главным образом материал состоял из ферроэлектретного полипропилена с пористой структурой. Пустоты основного слоя представляли собой магнитные диполи. Магнитные моменты полимера, покрытого металлом с двух сторон, менялись вслед за деформацией материала, в результате чего между электродами возникало электричество. В рамках демонстрации авторы создали на основе технологии ряд автономных устройств, в том числе гибкую клавиатуру.



Механизмы превращения механической энергии в электричество (a, b, c) и электричества в механическую энергию (a, d, e)

В новой статье они описали механизм, который позволяет представленному материалу работать в обратном направлении: получать механическую энергию из электрического тока. Благодаря небольшой толщине (около 0,1 миллиметра) с его помощью создали мембраны для аудиоустройств. Первый прототип представил собой лист композитного материала, который выполнял функцию микрофона. При произнесении кодовой фразы определенным пользователем система сумела разблокировать компьютер после завершения сессии. Таким образом, ее чувствительность оказалось достаточной для распознавания голосов.

На втором этапе исследователи создали флаг Университета штата Мичиган, в который были вмонтированы фрагменты нового материала. После подключения к усилителю и плееру это позволило воспроизвести посредством флага гимн учреждения. Кроме того, авторы сделали с помощью материала аудиозапись отрывка из оперы «Травиата»: в сочетании с усилителем это обеспечило сравнительно «чистый» звук. По мнению ученых, новый композит может использоваться, например, как динамик или микрофон в смарт-часах. В будущем на основе устройства можно создать газету, которая вслух «читает» текст по команде.
 

[Scyther]

ARM создаст «процессор» для мозга
https://naked-science.ru/article/hi-tech/arm-sozdast-processor-dlya-mozga

Британский разработчик RISC-процессоров ARM Holdings совместно с рядом исследовательских организаций США приступит к разработке мозгового имплантата для пациентов с повреждениями спинного и головного мозга.

В настоящее время разработкой мозговых имплантатов занимаются несколько научных учреждений. Так, существующие прототипы устройств уже позволяют частично восстановить моторику парализованных обезьян и людей, а также оценивать уровень и стимулировать выработку нейромедиаторов. Тем не менее, до сих пор мозговые имплантаты не получили коммерческой реализации. Кроме того, они не обеспечивают обратную связь — передачу сигналов от перифического элемента в мозг. Управление парализованной конечностью в их случае может осуществляться только на основе непосредственного наблюдения.

В отличие от подобных систем, мозговой имплантат ARM Holdings, как ожидается, позволит не только полноценно двигаться, но и получать от пораженных частей тела информацию. В частности, чип поможет пациентам ощутить температуру и текстуру поверхностей. Как сообщил глава отдела разработок в области здравоохранения ARM Holdings Питер Фергюсон (Peter Ferguson), инженеры уже подготовили несколько рабочих прототипов устройства. Тем не менее, пока они непригодны для испытаний in vivo из-за высокого энергопотребления и перегрева. Участие в проекте принимает Вашингтонский университет.

Соглашение ARM Holdings с исследовательскими организациями рассчитано на десять лет. Работа будет вестись в несколько этапов. На первом авторы намерены создать саму систему-на-кристалле (System-on-a-Chip, SoC) — имплантат, который будет вживляться в мозг. Обмениваться данными SoC сможет со спинномозговым стимулятором. В случае успешного завершения этапа пациенты, имеющие такой имплантат, вновь смогут двигать парализованной конечностью. Затем ученые планируют разработать интерфейс для обеспечения обратной связи, который вернет пострадавшим тактильную чувствительность.

По мнению авторов, помимо повышения комфорта и точности движений, организация обратной связи может ускорить реабилитацию при поражениях мозга, в том числе инсульте. Между тем различные исследовательские группы продолжают проектирование аналогичных систем. Ранее британские ученые представили роботизированную перчатку для помощи пациентам, перенесшим инсульт. В 2014 году японские физиологи описали нейроинтерфейс, потенциально позволяющий не только восстановить работу парализованных ног, но и сделать это, минуя спинной мозг. Как правило, подобные устройства требуют подключения к мотонейронам.

Восстановление тактильной чувствительности также было успешно проведено швейцарскими учеными. В 2014 году стало известно, что разработанный ими бионический протез вернул датчанину тактильную чувствительность левой руки — вплоть до осязания отдельными пальцами. Конечность пациент утратил в 2003 году во время пожара.

[Scyther]

Новые выборы президента РАН: первые кандидаты и первый скандал


Академику Хохлову устроили разнос из-за телеинтервью

Кампания по выдвижению кандидатов на пост президента Российской академии наук (выборы назначены на сентябрь этого года) набирает обороты. Стали известны два претендента. Не обошлось и без скандала — во вторник президиум РАН в закрытом режиме устроил разнос одному из своих членов — академику Алексею Хохлову (по данным «МК», он также планирует претендовать на пост главы РАН).

Итак, все документы по выдвиженцам на пост президента РАН к 25 июля должны быть в управлении кадров РАН. Максимальное количество кандидатур неограниченно. Выдвигать их может любая группа членов академии в количестве 50 человек. Все кандидаты допускаются до выборов, 25 сентября они должны выступить на общем собрании РАН со своими программами. Дальше начнется процедура голосования. Выборы будут признаны состоявшимися в первом туре, если одна из кандидатур получит 2/3 голосов от присутствующих на общем собрании РАН членов академии.

В том случае, если никто из претендентов не получит 2/3 голосов, объявляется второй тур выборов. В него выходят два человека, набравших большее количество голосов, и снова борются за 2/3. Если и из них никто не набирает нужных процентов, то в третий тур выходит опять же тот, кто набрал простое большинство. В случае если и он в третьем туре не наберет 2/3 голосов, то выборы будут считаться несостоявшимися. Напомним, что Владимир Фортов в 2013 году победил в первом туре.

В положении о выборах, кстати, учли ситуацию, которая возникла при отказе всех кандидатов на пост президента РАН в марте этого года. Чтобы выборщики снова не остались не у дел в случае повторения этой печальной истории, разработчики положения предусмотрели вариант экстренного выдвижения кандидатов «за несколько часов» прямо в ходе общего собрания РАН.

Итак, две кандидатуры, претендующие на пост главы РАН, уже известны. Это академик Владислав Панченко, председатель совета РФФИ, руководитель Института проблем лазерных и информационных технологий РАН, Института молекулярной физики РНЦ «Курчатовский институт», заведующий кафедрой медицинской физики физического факультета МГУ им. М.В.Ломоносова (он, кстати, участвовал в выборах в марте). И академик, директор Института прикладной физики Александр Сергеев, ведущий ученый в области лазерной физики, фемтосекундной оптики, автор более чем 350 научных работ.

Ходят слухи, что на пост главы РАН намерен баллотироваться и заведующий кафедрой физики полимеров и кристаллов физического факультета МГУ, проректор Московского государственного университета академик Алексей Хохлов. Это сильный ученый и организатор науки, занимающий очень активную позицию. В сложных взаимоотношениях, возникших между РАН и ФАНО (Федеральным агентством научных организаций), он занимает скорее примирительную позицию. Однако в последнем интервью одному из телеканалов, по мнению его коллег, он явно перегнул палку, обвинив родную академию в том, что она представила некорректный закон о выборах, в результате чего выборы в марте этого года оказались сорваны. Эти слова, видимо, до глубины души задели одного из инициаторов создания закона о выборах академика Юрия Осипова (он руководил академией с 1991 по 2013 год). По окончании очередного заседания президиума РАН во вторник он попросил покинуть зал всех, за исключением членов президиума, и устроил Хохлову настоящий разнос, основным лейтмотивом которого было недовольство его скандальным интервью. Позицию Осипова поддержали и другие академики. Поскольку многие так и не согласились с аргументами, выдвинутыми против закона о выборах РАН, считали их искусственными и придуманными только ради срыва голосования, они сочли выступление Хохлова по телевидению настоящим предательством. Эскапада Осипова напомнила собравшимся, что раньше, в его бытность президентом РАН, он не один раз устраивал подобные разносы своим подчиненным за закрытыми дверями. «Юрий Сергеевич вспомнил старое», — с юмором вспоминали его манеру собравшиеся.

[Scyther]

Власти Китая объявили об «историческом прорыве» в добыче углеводородов
--[rss.rbc.ru]-[top_stories]]http://www.rbc.ru/economics/18/05/2017/591d85609a794756b5373680#xtor=AL-[internal_traffic]--[rss.rbc.ru]-[top_stories]

Китайские специалисты наладили полноценную добычу газогидратов с подводного морского месторождения. В официальном сообщении случившееся названо «историческим прорывом», который повлияет на развитие всей энергетики

Эксперимент по добыче газовых гидратов с месторождения на дне Южно-Китайского моря закончился «полным успехом», сообщает Геологическая служба Министерства земельных и природных ресурсов Китая.

Разработка месторождения так называемого «горючего льда» (внешне газовые гидраты напоминают снег или рыхлый лед) началась 10 мая и к настоящему моменту успешно продолжается восемь дней подряд. За это время с месторождения, расположенного на глубине свыше 1200 метров от поверхности моря и еще около 200 метров от поверхности дна, было получено более 120 тыс. кубометров газа с содержанием метана до 99,5%.

В сообщении Геологической службы успех эксперимента назван историческим прорывом, достигнутым «под твердым руководством ЦК Коммунистической партии Китая». Особо подчеркивается, что эксперимент стал первым успешным примером промышленной морской добычи газогидратов, был достигнут с опорой исключительно на собственные силы и будет иметь «далеко идущие последствия».

В сообщении Центрального телевидения Китая (ЦТК) отмечается, что в других странах попытки наладить бесперебойную добычу газогидратов со дна моря по разным причинам не привели к успеху, что доказывает достижение китайскими специалистами «высшего мирового уровня».

«Первая успешная демонстрация означает, что освоение месторождений «горючего льда» вступило в новую фазу развития и может изменить ситуацию в глобальной отрасли добычи энергоресурсов», - подчеркивается в сообщении ЦТК.

Акватория Южно-Китайского моря, в которой начата добыча гидратов, является предметов территориальных споров между целым рядом стран. Настаивая на своих претензиях, китайцы укрепляют спорные архипелаги Спратли и Парасельские острова, на шельфе которых, по данным исследований, сосредоточены большие запасы нефти, газа и тех же гидратов.

Из одного кубометра «горючего льда» можно получить более 160 кубометров метана. По некоторым оценкам, мировые запасы газогидратов на порядок превышают запасы «обычного» природного газа, однако точный объем этих запасов ученые оценивают по разному, оценки колеблются от 2500 до 20 тыс. триллионов кубометров. К настоящему времени месторождения газогидратов обнаружены вблизи берегов США, Канады, Коста-Рики, Гватемалы, Мексики, Японии, Южной Кореи, Индии и Китая, а также в Средиземном, Черном, Каспийском и Южно-Китайском морях. Однако освоение газогидратных месторождений осложняется высокой стоимостью добычи.

В начале 2000-х годов реализацию государственной программы по освоению газогидратных месторождения начала Япония, где был создан исследовательский консорциум MH21. В феврале 2012 года Японская национальная корпорация по нефти, газу и металлам (JOGMEC) провела пробное бурение скважин в Тихом океане, а в марте 2013 года первой в мире приступила к тестовому извлечению метана из газогидратов в открытом море. Полномасштабное освоение месторождения планируется начать в 2018 году после разработки пригодной для промышленного использования технологии добычи.


Пояснения к рисунку:

1) Метан появляется в глубоководных осадках земной коры как результат разложения органических остатков.
2) Метан скапливается в осадочных породах, образуя полости, наполненные газом. С ростом давления он просачивается наружу.
3) Залежи твердого метана представляют собой кристаллы, похожие на лед. Они образуются при низкой температуре и высоком давлении в толще донных осадков.
4) Пузыри газа обычно лопаются на поверхности воды, а остатки метана постепенно поглощают бактерии.
5) Иногда метан выходит на поверхность в виде пузырей и радужных пятен, подобных нефтяным пленкам. По ним ученые ищут месторождения полезных ископаемых.
6) Метан просачивается через трещины в грунте. Вокруг этих источников тепла образуются колонии простейших, не нуждающихся в кислороде.
7) Скопившийся под толщей осадков газ иногда взрывается, образуя грязевые вулканы. На континентальных склонах подобные явления могут вызывать донные лавины и цунами.

[Scyther]

Физики испытали плазменный двигатель для самолетов
https://naked-science.ru/article/sci/fiziki-ispytali-plazmennyy-dvigatel

Физики из Санкт-Петербургского государственного университета (СПбГУ) и немецкого бюро Electrofluidsystems разработали и испытали новый плазменный двигатель, который может работать при нормальном атмосферном давлении.

Плазменный двигатель — разновидность электрического ракетного двигателя, расходуемое вещество которого получает ускорение в состоянии плазмы (ионизированного газа). В отличие от жидкостных двигателей, такие системы не предназначены для вывода грузов на орбиту, поскольку могут работать только в вакууме, и сейчас используются, например, для удержания спутников на точке стояния. Кроме того, за счет уменьшения запасов рабочего тела при сравнительно высокой скорости его истечения, они рассматриваются как возможный способ совершения быстрых космических перелетов. Разработка плазменных установок ведется с середины XX века, а первый прототип был испытан NASA в 1961 году.

Принцип работы плазменного двигателя заключается в следующем. Газ, например ксенон, подается в рабочую камеру, внутренняя часть которой играет роль катода, а внешняя — анода. При подаче постоянного напряжения в сотни вольт за счет магнитного поля в рабочей камере возникает газовый разряд, и газ ионизируется (его атомы теряют электроны), превращаясь в плазму. Затем под действием силы Лоренца плазма вылетает из газоразрядной камеры, чем создает реактивную тягу. Тяговый импульс подобного двигателя полностью зависит от мощности магнитного поля и габаритов. При этом в вакууме генерация плазмы требует значительно меньше энергии для разделения ионов и электронов, чем при нормальном давлении.


Схема установки

В существующих плазменных двигателях индукция магнитного поля составляет сотые доли тесла. Чтобы ускорить космический аппарат массой 100 тонн в вакууме по меньшей мере на 100 километров в час показатель должен достигать примерно 10 тысяч тесла (в объеме всего нескольких кубометров) при суммарном импульсе около 10 миллионов килоньютонов. По словам авторов, их прототип существенно превосходит аналоги по показателю тяги. Согласно расчетам, при масштабировании до размеров стандартного авиационного двигателя установка, в зависимости от напряжения, сможет обеспечить импульс в 50–150 килоньютонов. Пока испытания проводились на прототипе диаметром 14 миллиметров и длиной 80 миллиметров.

Устройство состоит из шести анодов, размещенных вокруг катода. При подаче напряжения наносекундными импульсами (это позволило работать при давлении 0,1–1 бар) до 16 киловольт между катодом и анодом возникали газовые разряды, которые приводили к ионизации. Оценка тяги проводилась с помощью 15-граммового маятника. Исходя из напряжения, подаваемого на катод и анод, его отклонение варьировалось от 5 до 25 градусов. Ученые отмечают, что потенциально такие установки можно использовать в различных аппаратах, в том числе самолетах. Внедрение технологии, однако, станет актуальным только после создания компактных и мощных источников энергии, например портативных термоядерных реакторов.