Новости науки

[Scyther]

«Невозможный» двигатель успешно заработал в космосе, – СМИ (21 дек 2016)
https://naked-science.ru/article/sci/nevozmozhnyy-dvigatel-uspeshno

Сообщается, что китайские ученые успешно испытали рабочий вариант «невозможного» EmDrive на борту космического аппарата «Тяньгун-2». Принцип работы двигателя научный мир пока не может объяснить.

Двигатель EmDrive привлекает внимание ученых со всего мира. Некоторые эксперты убеждены в его работоспособности, другие же сомневаются в том, что такой двигатель может быть где-либо использован. И теперь эксперты из Китайской академии космических технологий на прошедшей в Пекине пресс-конференции заявили, что они успешно испытали рабочий образец бестопливного двигателя. Эксперимент провели на борту космического аппарата «Тяньгун-2», в дальнейшем эксперты из КНР хотят использовать концепцию EmDrive для космических спутников.

Правительство КНР финансирует разработку «невозможного» двигателя с 2010 года. За это время было создано несколько версий, которые можно было использовать в условиях невесомости. Во время испытаний были детально рассмотрены разные стороны EmDrive. И сейчас, по словам экспертов из Китая, появились убедительные доказательства того, что двигатель действительно работает, создавая незначительную тягу.

Сам EmDrive имеет довольно «неказистый» вид и похож на ведро, положенное на бок. Двигатель включает в себя магнетрон и резонатор. Если верить Роджеру Шойеру (создателю концепции), магнетрон генерирует микроволны и энергия их колебаний накапливается в резонаторе. При этом сам факт наличия стоячей волны электромагнитных колебаний в замкнутом резонаторе специальной формы рассматривается как источник тяги. «Невозможным» же двигатель называют потому, что он не использует рабочее тело: так что в случае с EmDrive нарушается закон сохранения импульса. Ранее сообщалось, что двигатель способен развивать тягу в 1,2 миллиньютона на киловатт.

Следует сказать, что опубликованные не так давно материалы, демонстрирующие успешную работу EmDrive, физики пытались объяснить ошибками, допущенными при проведении эксперимента. А вот «оптимисты» уже заявили, что созданная на основе EmDrive силовая установка может в будущем помочь человечеству достичь далеких космических глубин.

[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]

Некоторые фото в связи с этим событием
https://news.cgtn.com/news/3d67544f786b7a4d/share_p.html

[Scyther]

Синтез всех наук "В мире науки" №4, 2017
https://scientificrussia.ru/articles/sintez-vseh-nauk

Три года назад на базе Курчатовского комплекса НБИКС-технологий были созданы ресурсные центры, основная задача которых — максимально эффективное использование уникального научного оборудования НИЦ «Курчатовский институт». О том, что удалось сделать за эти годы и какие имеются дальнейшие планы, — наш разговор с руководителем отделения ресурсных центров и руководителями конкретных направлений.

Олег Владимирович Акилин, заместитель руководителя Курчатовского комплекса НБИКС-технологий — руководитель отделения ресурсных центров НИЦ «Курчатовский институт»:

— Идея создания ресурсных центров принадлежит президенту НИЦ «Курчатовский институт» М.В. Ковальчуку. Ресурсные центры — это инструментальная составляющая исследовательской инфраструктуры Курчатовского института, предназначенная для выполнения широкого круга исследований, измерений и технологических работ. Сама специфика подразделения, в котором мы работаем, — Курчатовского комплекса НБИКС-технологий — предполагает конвергенцию в исследованиях, когда биологи взаимодействуют с физиками, физики с химиками, химики со специалистами в информационных технологиях, что приводит к объединению знаний из разных областей науки, использованию разнообразных технологий и оборудования для достижения единой цели. Этим объясняется и структура отделения ресурсных центров. Оно состоит из восьми подразделений, отражающих основные направления исследований, проводимых в НБИКС-комплексе. Прежде всего, это создание антропоморфных систем, разработка природоподобных технологий.

Изначально, когда формировался Курчатовский комплекс НБИКС- технологий, установки и приборы находились в научных подразделениях. Но, поскольку оборудование очень сложное, требующее постоянного внимания специалистов высокого класса, мы пришли к идее создания специализированного подразделения, нацеленного именно на работу с этими научными установками.

Например, обучение работе на современных микроскопах занимает до пяти лет послевузовской подготовки! Некоторые же приборы требуют объединения усилий нескольких специалистов, иногда и целых коллективов. Для этого нужно проходить систематическое обучение, повышать квалификацию, участвовать в профильных конференциях, связанных с изучением современных методик. Словом, необходима координация этой деятельности. И ресурсные центры отвечают именно за это.

В начале нашей работы мы ориентировались на выполнение исследований только в рамках Курчатовского комплекса НБИКС-технологий. Но постепенно расширили сферу деятельности и сегодня работаем со всеми подразделениям Курчатовского института. Напомню: наш национальный исследовательский центр объединяет несколько крупных институтов в Москве, Протвине, Гатчине и Санкт-Петербурге, и все они тоже имеют возможность пользоваться нашей инфраструктурой. Безусловно, это очень удобно и востребовано.

Задача нашего отделения— организовать эффективную и бесперебойную работу оборудования в режиме коллективного пользования. Это подразумевает не только проведение самого исследования, но и организацию ремонтных, сервисных работ, поверки оборудования, то есть поддержание инфраструктуры в работоспособном состоянии. Неполадки или поломки, от которых никто не застрахован, мы исправляем максимально быстро благодаря налаженным контактам с нашей инженерной службой и подрядными организациями.

Одна из важных задач— отработка новых методик, а иногда и выработка нестандартных подходов на основе известных методик, но для новых применений. Например, сейчас и гуманитарии используют физические методы в своих исследованиях. Поэтому мы разрабатываем методики для социогуманитарного направления — для исследования археологических образцов и артефактов различных эпох.

Все эти сложные исследования и измерения должны проводить высококвалифицированные специалисты, значит, нужно подумать о системе их подготовки и повышения квалификации. В этом плане наша уникальная инфраструктура очень полезна и для обучения молодых кадров. У нас организована непрерывная подготовка начиная от школьников, затем студентов, аспирантов и до специалистов из других институтов.

Таким образом, существуют три важные составляющие деятельности ресурсных центров, на которых основана наша работа: инфраструктура, кадры и эффективность.

Сейчас в ресурсных центрах сосредоточено более 600 единиц современного оборудования, необходимого для исследований, измерений самых разных типов и уровней сложности. Некоторые наши приборы исключительны не только для России. В частности, новейшие электронные микроскопы для биологических исследований установлены всего в двух-трех лабораториях мира. У нас работают также уникальные линейки оборудования для ней- рокогнитивных исследований. При этом мы постоянно развиваемся, внедряем новые методики.

Каждый месяц мы выполняем от 400 до 500 заявок от научных подразделений, как внутренних, так и внешних.

В нынешнем году заканчиваются реконструкция помещений и создание не имеющего аналогов комплекса экспериментальных моделей. Это виварий, которым мы по праву гордимся. Уверен, что он будет одним из лучших в России. Уникален он как по количеству и видам животных, так и по качеству применяемых в нем методик и выполняемых исследований. Условия содержания животных там будут на самом высоком уровне, в соответствии с требованиями GLP.

Дело в том, что все исследования на животных предварительно получают одобрение в комитете по биоэтике. Эксперты проверяют, соответствуют ли проводимые эксперименты действующим нормативным документам, чтобы минимизировать вред, наносимый животному, окружающей среде и людям, работающим с этим животным.

Еще одно перспективное направление — работа с древней ДНК. Мы планируем исследовать археологические образцы и палеонтологические останки, что требует определенных условий, включая специальные чистые помещения, а также новейших методик. Отмечу, что такого рода исследования в нашей стране пока не проводились.

Сергей Александрович Тихомиров, руководитель Ресурсного центра лабораторных рентгеновских методов:

— Все мы с детства знаем про рентген. Кто-то из опыта, связанного с посещением больницы, кто- то из курса физики. А у нас, можно сказать, такой же рентген, как в травмпункте, но подход к сбору информации, реализованный на приборах, несколько иной.

В нашем ресурсном центре представлены дифрактометры, спектрометры, на которых различными методами, такими как порошковая дифракто- метрия, рентгенофлуоресцентный и фазовый анализ, высокоразрешающий рентгеновский метод, можно углубленно изучить и дополнить имеющиеся знания об объектах. Проще говоря, мы помогаем ученым увидеть структуру изучаемого материала. Неважно, где он применяется — в медицине, строительстве, сталелитейном производстве или для микро- и наноэлектроники. Рентген важен для всех научных областей, потому что позволяет понять структуру вещества или ткани неразрушающими методами. Это важно также при создании материалов с заданными характеристиками.

Уникальность нашего ресурсного центра в том, что мы обладаем набором рентгеновских аппаратов, которые могут работать с различными веществами, будь то биологические, полимерные вещества, сплавы металлов или материалы наноэлектроники, или сверхпроводящие материалы.

Большое подспорье в исследованиях— такая уникальная для нашей страны мегаустановка, как синхротрон, работающий в Курчатовском институте. Это дает колоссальные возможности для проведения изысканий на максимально высоком уровне.

Алексей Николаевич Кухтенков. руководитель Ресурсного центра ядерно-физических методов измерения:

— В нашем ресурсном центре существуют два направления. Первое — исследования на позитронно-эмиссионном томографе. С этой целью создана технологическая площадка для производства ультракороткоживущих радионуклидов, незаменимых для ранней диагностики заболеваний. Позитронно-эмиссионая томография — это метод, который позволяет не только выявлять онкологические и кардиологические заболевания на самых ранних стадиях, но и прогнозировать риск их возникновения. Разработка и внедрение этих методов считаются передним краем медицинской науки, основой медицины будущего. Второе направление — исследования когнитивных функций на ЯМР-томографе для понимания принципов функционирования мозга человека.

Михаил Юрьевич Пресняков, руководитель Ресурсного центра зондовой и электронной микроскопии:

— На сегодня центр электронной и зондовой микроскопии, пожалуй, один из самых оснащенных. Если два года назад мы занимались в основном ма- териаловедческими задачами, то с появлением двух суперсовременных криогенных микроскопов мы вступили в очень интересное фундаментальное направление структурной биологии. Именно здесь, на стыке дисциплин, рождаются новые открытия. Для того чтобы получить данные о структуре белка с помощью нашего криомикроскопа, не имеющего аналогов в России, мы должны уметь их интерпретировать. Поэтому в группе обязательно должен быть микробиолог. Для того чтобы обработать полученные данные и собрать трехмерную модель белка, нам необходим специалист, который профессионально общается с компьютером, то есть программист. И, конечно, не обойтись без физика. Это и есть взаимодействие разных наук — конвергенция.

Что касается просвечивающей классической электронной микроскопии для материаловедческих задач, мы исследуем очень широкий спектр объектов — от электроники, спинтроники до предметов культурного наследия, например в археологии. Естественно-научные методы позволяют нам определить датировки артефактов. На мой взгляд, важно и воспитание молодых кадров. Мы тесно сотрудничаем с Физтехом. Ребята уже со второго, третьего курса слушают лекции, которые читает наша научная группа, изучают устройство приборов, выполняют лабораторные работы на микроскопах. Таким образом, они своими глазами видят, какая интересная исследовательская работа их ожидает в Курчатовском институте. А потом лучшие из них смогут прийти к нам уже в качестве молодых сотрудников, аспирантов.

Андрей Вячеславович Емельянов, руководитель Ресурсного центра электрофизических методов и Ресурсного центра оптической микроскопии и спектроскопии:

— В Ресурсном центре электрофизических методов мы исследуем и измеряем электрофизические, магнитные, гальваномагнитные, теплофизические характеристики материалов различных структур. Где это может применяться? По сути, в любых повседневных устройствах микроэлектроники: телефонах, телевизорах, компьютерах.

Это используется также в транспортной, ядерной энергетике, в различной альтернативной генерации — солнечных и ветровых батареях. Мы проводим комплексные исследования всех этих свойств. Одно из основных наших направлений — разработка и создание различных устройств для новой электроники. Во-первых, это спинтроника, основная идея которой — создать спиновый транзистор, основанный на новом принципе работы. ­Второе актуальное ­направление — разработка мемристоров. Это сопротивление с эффектом памяти, которое позволяет создать аналог биологического синапса. Не секрет, что сегодня существуют различные теории работы головного мозга. Одна из них говорит о том, что нейроны как вычислительные процессоры связаны друг с другом с помощью синапсов. То есть мозг — это вычислительный процессор со сверхпараллельной архитектурой. Именно поэтому он так эффективно работает. Мы пытаемся реализовать эти принципы в «железе» и создать подобие человекоподобной системы — своего рода искусственный интеллект. И определенные успехи уже есть.

Ирина Юрьевна Зарайская, руководитель Ресурсного центра нейрокогнитивных исследований:

— По сути, наш ресурсный центр призван обеспечить экспериментальными исследованиями нейробиологию — довольно новую для Курчатовского института область, которая занята исследованиями мозга. Ресурсный центр очень хорошо инструментально обеспечен. Мы можем проводить исследования как на отдельных нейронах, так и на культурах нейрональных клеток, выращиваемых на электронных матрицах. А это значит, что по мере созревания такой нейрональной культуры есть возможность регистрировать ее электрическую активность, чтобы дальше проводить исследования по обучению нейрональных культур. Это искусственно выращенные нейронные сети, аналог тех нейроконнектомов, которые существуют в целостном мозге.

Следующий этап — это возможность проведения экспериментов на животных. Благодаря нашим научным подразделениям собрана замечательная коллекция животных — моделей для изучения нейрокогнитивных процессов в мозге с возможностью их визуализации, в том числе прижизненной.

Другое наше направление — это линейка поведенческих тестов для фенотипирования животного: нейрологического, физиологического и когнитивного. Для этого в ресурсном центре собрано уникальное оборудование, позволяющее оценивать разные виды обучения и памяти животных. Большинство таких систем у нас автоматические. Поэтому исследователь имеет возможность получения большой базы данных о двигательной активности, питании животного, его весе и способности к обучению. Эти модели не только очень хороши для фундаментальных нейробиологических исследований, но и в том числе имеют высокую ценность для прикладных задач, в частности для фармакологии или клиники. В настоящее время мы выполняем отдельные виды доклинических исследований, а в ближайшее время планируем полный спектр.

Вячеслав Николаевич Костромин, руководитель Ресурсного центра органических и гибридных материалов:

— Наши основные задачи — исследования и прикладные разработки в области структурного материаловедения. Ресурсный центр представляет собой уникальный комплекс современного оборудования, изначально собранный для исследования полимерных материалов, и охватывает большое количество методик. Мы проводим механические испытания образцов на одноосное растяжение, сжатие, статический сгиб в широком диапазоне температур. Доступно также проведение реологических измерений с помощью капиллярного и ротационного реометров. В центре реализована методика определения проницаемости по кислороду.

Одна из важных особенностей центра — возможность собственного изготовления опытных образцов: композитных, многокомпонентных и наполненных полимерных материалов при различных температурах и времени смешения. Таким образом, вся линейка оборудования позволяет исследовать исходный, а затем модифицированный материал. Наш коллектив ведет разработку биоразлагаемых штифтов для остеосинтеза, ортопедии, хирургии, которые не требуют повторной операции для их удаления. У нас разрабатывают также перевязочные нетканые материалы, раневые и ожоговые покрытия из ультратонких волокон.

На оборудовании ресурсного центра были исследованы и искусственные матриксы трахей и сосудов. Такие перспективные изыскания создают фундаментальную и практическую базу для создания синтетических органов и тканей — актуального направления медицины будущего.

Павел Менделеевич Барановский, руководитель Ресурсного центра молекулярно-клеточной биологии:

— Этот ресурсный центр создавался с перспективой получения диагностических или лекарственных препаратов, которые могут стать прототипами для доклинических исследований. У нас есть геномный комплекс, с помощью которого мы можем секвенировать любой ген, выделить его из общей генетической массы. Мы обладаем оборудованием, которое позволяет клонировать этот ген, наработать рекомбинантный белок, очистить его, установить его свойства. Используем уникальное оборудование — роботизированный комплекс для кристаллизации белков и определения их пространственной структуры. Иначе говоря, мы можем отследить характеристику метаболитов белка и провести его доклинические исследования, понять, как он воздействует на иммунную систему.

С помощью новейшего комплекса — микрофлюидной установки — мы можем получить наночастицы с заданными свойствами, поместить их в определенный белок и заставить лечить заболевание, например рак.

Наши исследования важны не только для фармакологии или медицины, но и для археологии. Получены очень интересные результаты по изучению исторических артефактов. Скажем, нам удалось пролить свет на тайну средневековых сфероконусов, найденных на территории Татарстана. Это конусообразные сосуды с узким горлышком, точного назначения которых археологи не понимали. Была версия, что туда насыпали порох и использовали как бомбы. А наши ученые исследовали вещество черного цвета с внутренней поверхности стенок этого сосуда, и оказалось, что это смола хвойных пород — живица. Она обладает антисептическими и заживляющими свойствами. По всей видимости, эти сфероконусы были своеобразными переносными аптечками. Такое вот неожиданное, но интересное и важное применение наших возможностей: ведь речь идет о нашей истории, а значит, о фундаментальном познании того, кто мы, зачем пришли в этот мир, какими были наши предки.

Замечание Scyther-a: От термояда до посуды...

[Scyther]

Мутагенность гамма-лучей связали с температурой и временем
https://naked-science.ru/article/sci/mutagenez-gamma-luchey-svyazali-s

Российские ученые показали, что токсичность гамма-излучения связана с температурой воздуха и временем экспозиции в большей степени, чем с дозой.

В зависимости от состава, радиоактивное излучение подразделяют на альфа-, бета- и гамма-. По сравнению с гамма-лучами, бета-частицы обладают повышенным ионизирующим воздействием, но низкой проникающей способностью: около одного сантиметра при температуре 20 градусов Цельсия, тогда как пробег гамма-квантов достигает сотен метров. Помимо промышленного и научного оборудования, источниками гамма-излучения служат природные радиоизотопы и космические лучи. Доза такого излучения оценивается в 1–2 миллизиверта, а общий объем радиации только в США — 3,6 миллизиверта в год на человека. Эффекты «фонового» гамма-излучения на живые организмы изучены недостаточно.

Согласно концепции гормезиса, гамма-лучи низкой интенсивности (менее 100–300 миллизивертов) могут оказывать на экосистемы стимулирующее воздействие и в меньшей степени вызывать вредные мутации. Чтобы проверить это, специалисты из Сибирского федерального университета и других учреждений провели эксперименты на морских фотобактериях Photobacterium phosphoreum. Благодаря высокой чувствительности к токсинам и биолюминесценции эти прокариоты хорошо подходят для подобных оценок. В ходе работы бактерий обрабатывали цезием-137, частицы которого были получены из пойменных почв Енисея в районе горно-химического комбината «Росатома» в Железногорске.


Интенсивность биолюминесценции P. phosphoreum в зависимости от времени экспозиции и температуры

Авторы помещали пробирки с P. phosphoreum вокруг двух частиц радиоцезия на разное расстояние — от 1,5 до 39 сантиметров при пяти, десяти или 20 градусах Цельсия. Исходя из дистанции и радиоактивности нуклидов скорость облучения колебалась в пределах 0,2–137 миллигреев в час и 122–4100 миллигреев в час соответственно (для контрольного образца показатель составил около 0,1 миллигрея в час). Затем колонии сравнивали по интенсивности свечения, а также, на основании секвенирования 16S рибосомной РНК (рРНК), по изменениям генома. Анализ биолюминесценции показал, что токсический эффект нелинеен: независимо от скорости облучения свечение бактерий изменялось стохастически (случайно).

Поскольку влияние низких доз гамма-лучей не носило выраженный дозозависимый характер, ученые оценили связь биолюминесценции со временем экспозиции. Выяснилось, что во всех экспериментальных колониях показатель резко снижался спустя 20 часов обработки. Положительная корреляция была также обнаружена для температуры воздуха. Даже к моменту завершения эксперимента, через 100–175 часов, облучение менее значительно отражалось на фотобактериях при пяти и десяти градусах Цельсия. Однако при 20 градусах Цельсия биолюминесценция подавлялась линейно уже спустя сутки. Секвенирование 16S рРНК после 0,2 грея не выявило различий по сравнению с контрольным образцом.

[Scyther]

22 мая мир отмечает Международный день биологического разнообразия
https://scientificrussia.ru/articles/22-maya-mir-otmechaet-mezhdunarodnyj-den-biologicheskogo-raznoobraziya

Разные международные организации давно бьют тревогу: хозяйственная деятельность человека губит на земле живое и зеленое. В конце XX века решили бороться с эти действенно: конференция сторон Конвенции о биологическом разнообразии, которая состоялась в 1994 году, порекомендовала учредить особый день, который привлечет внимание к проблеме. Генеральная Ассамблея ООН приняла специальную резолюцию, но датой Международного дня установили 29 декабря – день вступления Конвенции в силу. Потом решили, что в конце года и так много праздников, и биологическое разнообразие в них затеряется. и Генеральная Ассамблея ООН перенесла Международный день биологического разнообразия на 22 мая — день подписания Конвенции.

По случаю Международного дня биологического разнообразия, как правило, публикуются послания Генерального секретаря ООН. В послании 2005 года, например, сказаны очень верные слова о том, что биоразнообразие - это фактор, на котором основывается устойчивое развитие и который обеспечивает защиту общества от последствий непредвиденных потрясений.

[Scyther]

«Убегающая» сверхмассивная черная дыра
https://naked-science.ru/article/video/ubegayushchaya-sverhmassivnaya

Сегодня мы расскажем вам о том, как астрономы нашли «убегающую» черную дыру, и о том, как ДНК ведет себя в космосе.

Недавняя находка астрономов показала, что сверхмассивные черные дыры могут «убегать» от галактик, в которых находились ранее. Однако ученые до сих пор не знают, как и почему это происходит. Поэтому, найденный объект очень интересен для исследователей, как и то, какое воздействие на организм оказывает долгое пребывание в космосе. Об этом мы вам сегодня и расскажем.

Редакция Naked Science подготовила очередной перевод нового выпуска познавательной передачи SciShow. Посмотрев это видео, вы узнаете о том, как черные дыры могут «убегать» от своих галактик, и как космос влияет на организм человека.


Ссылка на видео:
https://vk.com/video-46252034_456239183

[Scyther]

В ТПУ открыли уникальную лабораторию для разработки новых технологий в энергетике
https://scientificrussia.ru/articles/v-tpu-otkryli-unikalnuyu-laboratoriyu-dlya-razrabotki-novyh-tehnologij-v-energetike

В Томском политехническом университете открылась лаборатория газификации твердых топлив, аналогов которой нет в стране, сообщает пресс-служба ТПУ. Здесь ученые будут отрабатывать технологии «превращения» низкосортного угля, отходов агропромышленного комплекса и деревообработки в экологичный источник тепла и электричества.

 «Сегодня в Томском политехническом университете праздник — нам исполнился 121 год. В день рождения мы все последние годы делаем себе подарки. Сегодня мы открываем лабораторию газификации твердых топлив, — сказал на открытии лаборатории ректор ТПУ Пётр Чубик. — Здесь мы будем делать все, чтобы из самого низкосортного твердого топлива по максимуму получать энергию и по минимуму — выбросы в окружающую среду. Эта лаборатория имеет большое значение для университета, для региона и, несомненно, для нашей страны».

Вместе с ректором ТПУ и зарубежными гостями вуза из Университета Бургундии Франш-Конте в открытии лаборатории принял участие директор Томской ТЭЦ-3 Олег Ковалев.

«Вот уже многие годы томские энергетики и Томский политехнический университет находят точки соприкосновения своих профессиональных интересов. Одна из них — проблема использования твердых топлив в газогенераторах.

Не побоюсь сказать, что это проблема мирового масштаба, направленная на повышение энергоэффективности нашего генерирующего оборудования и, конечно же, решение многих экологических проблем. Один из примеров нашего сотрудничества — строительство на площадке Томской ТЭЦ-3 двух газогенераторов и открытие этой лаборатории, которая позволит нам вместе решить наши амбициозные задачи», — отметил Олег Ковалев.

Как пояснили сотрудники лаборатории, технология газификации позволяет за счет термического разложения твердого топлива получать тепловую энергию, а также синтез-газ, который используется для выработки электрической энергии. В новой лаборатории ТПУ реализуется полный производственный цикл — от помола топлива до утилизации газа. Лабораторный комплекс состоит из двух основных модулей: горновая газогенераторная установка и установка по изучению устройств распыла водоугольной суспензии.

«В России нет подобных установок: есть только несколько небольших локальных установок, но фундаментально никто не занимается процессом газификации, — рассказал заместитель директора по развитию Энергетического института ТПУ Александр Матвеев, Это, наверное, самый крупный проект в Томском политехническом университете, он реализуется с 2014 года».

Добавим, разработку технологий газификации твердых топлив ученые ТПУ ведут совместно с партнерами — ОАО «Всероссийский теплотехнический научно-исследовательский институт», ЗАО «Компомаш-ТЭК», ПАО «Интер РАО». В планах политехников — создание целой линейки установок по газификации различной мощности для нужд как отдельных потребителей, так и крупных энергетических предприятий.

[Scyther]

Откуда и куда мигрируют ученые
https://scientificrussia.ru/articles/science-migration

Журнал Science проанализировал мобильность ученых во всем мире, основываясь на данных ORCID – общественной организации, которая присваивает ученым уникальные идентификационные номера. Оказалось, что почти треть (32%) ученых, получивших докторскую степень в Великобритании, живет за границей, в то время, как в среднем для стран ЕС этот показатель составляет 16%, для США — 19%, а для стран Азии — только 10%.

Самый мощный приток «мозгов» со всего мира происходит в США. В последние годы более трети ученых степеней в различных областях и инженерии, присуждаются в Соединенных Штатах лицам с временными визами. Интересно, что с 2002 г. это количество постоянно существенно растет — по-видимому, из-а последствий террористических атак 11 сентября 2011 года.



Самым «кочевым» ученым, по данным ORCID, признан специалист по биологическому синтезу Римантас Кодзиус из Латвии. С 1995 года, когда он поехал получать высшее образование в Австрию, он пересек 10 границ, занимал ведущие исследовательские должности в институтах Германии, Японии, Швеции и Саудовской Аравии. Сейчас Римантасу 42 года. В марте он писал в e-mail журналу Science: «Я приехал в Китай всего неделю назад. Мой дом — там, где я живу и работаю в данный момент».

Стоит отметить, что хотя база данных OCRID и включает 3 млн академических CV, она, конечно, все же не охватывает всех ученых мира. Поэтому полученная с ее помощью картина академической миграции не абсолютно точна и полна. Тем не менее, это анализ Science стал «большим шагом вперед», сказала Пола Стефан (Paula Stephan), экономист из университета Джорджии в Атланте (США). 

[Scyther]

Портативная турбина зарядит гаджеты на природе
http://greenevolution.ru/2017/05/22/portativnaya-turbina-zaryadit-gadzhety-na-prirode/

Waterlily Seaformatics – это портативная турбина, которая вырабатывает электричество и от воды, и от ветра.

Агрегат маленький и легкий, весит он около килограмма и имеет диаметр всего 18 см, сообщает rodovid.me

Достаточно поместить турбину в проточную воду, будь то бегущая река или просто журчащий ручей, чтобы гаджет начал вырабатывать энергию. Турбина работает при скорости течения воды от 1 до 11 км/ч, но максимальная мощность достигается в то случае, если скорость течения будет составлять примерно 7 км/ч. Турбина имеет специальный кабель, который защищен от воды – поэтому, вы можете оставаться на берегу и использовать получаемую энергию в то время, когда агрегат находится в водном потоке.

Если поблизости нет источника воды, Waterlily также действует как ветряная турбина, способная производить электричество при минимальных скоростях ветра 3 м/с и достигая пиковой мощности при скорости ветра около 12,5 м/с. Также турбина будет работать при скорости ветра до 16 м/с.

Компания производитель — Seaformatics – сейчас активно работает над добавлением рукоятки в устройство. Речь идет о приспособлении, которое позволит туристу крутить турбину на манер динамо-машинки в том случае, если других источников энергии найти не удалось. Компания также создает велосипедное крепление и трос для буксировки Waterlily – с их помощью турист сможет вырабатывать энергию во время езды на своем велосипеде или же во время занятий греблей или перемещении по рекам на байдарках или других лодках. В такой случае можно будет зарядить внутреннюю батарею Waterlily, а уже потом использовать энергию по своему усмотрению.

Турбина Waterlily поступит с свободную продажу в августе по цене $99, но после старта продаж цена гаджета вырастет до $149. Вы можете предварительно заказать устройство на веб-сайте компании Seaformatics.

[Scyther]

Роспотребнадзор сократит количество фосфатов в моющих средствах
http://greenevolution.ru/2017/05/22/rospotrebnadzor-sokratit-kolichestvo-fosfatov-v-moyushhix-sredstvax/

Роспотребнадзор будет добиваться снижения количества фосфатов в моющих средствах, производящихся на территории РФ и Евразийского экономического союза

Об этом сообщает ТАСС. Как отмечает издание, инициативу поддержал также спецпредставитель президента РФ по вопросам экологии, природоохранной деятельности и транспорта Сергей Иванов на заседании оргкомитета по подготовке к Году экологии .

По данным Роспотребнадлоза, воду из водоемов, куда попадают очищенные стоки, употребляют более 73 млн жителей России. На очистку воды от фосфатов приходится тратить много средств.

Высокое содержание фосфатов в открытых водоемах ведет к развитию различных микроорганизмов — сине-зеленых водорослей, которые в дальнейшем ухудшают качество воды, ведут к очень сильному запаху, справиться с которым на сооружениях очистки воды очень трудно.

Необходимо изменить норматив и снизить нормируемое содержание фосфатов в синтетических моющих средствах до 2-4 процентов. Такие нормативы уже используются во всех странах Евросоюза.

По нынешним нормам содержание фосфатов может достигать 17-30 процентов.

Стоит отметить, что компании, которые производят моющие средства на территории РФ, делают их с фосфатами, а на территории ЕС — без фосфатов.

[Scyther]

В Финляндии запатентовали пластиковую бутылку на основе сахара
http://greenevolution.ru/2017/05/22/v-finlyandii-zapatentovali-plastikovuyu-butylku-na-osnove-saxara/

Центр технических исследований Финляндии (VTT) запатентовал технологию изготовления пластиковых бутылок на основе природного сахара.

Молекула этой органической кислоты, созданной из отходов сахарного производства, представляет собой «строительный кирпичик» PEF-полимеров, являющихся основной пластмассы нового типа.

Такой материал значительно эффективнее удерживает воду и кислоты. Это способствует тому, что содержимое бутылки будет лучше и дольше храниться, — поясняет старший научный сотрудник VTT Дэвид Томас.

По словам разработчиков, пластик из сахарных отходов не является биоразлагаемым, однако, по сравнению с традиционной нефтяной технологией, при его производстве остается меньше токсичных отходов. Кроме того, его внедрение не требует значительных инвестиций.

Технология будет официально представлена в сентябре 2017 года на вебинаре «Общедоступный экологический пластик».

[Scyther]

Астрономы: в прошлом Земля была похожа на расплавленный эритроцит
https://naked-science.ru/article/sci/astronomy-v-proshlom-zemlya-byla

Теоретическое исследование предсказывает существование особых объектов-предшественников полноценных планет, похожих на раскаленные бублики «синестий».

Обычный список планетных тел, куда помимо самих планет входят их спутники и предшественники, а также астероиды, кометы, метеорные тела и т. п. – все, что сформировалось вокруг звезды, – может пополниться новым экзотическим участником. По словам гарвардского астрофизика Саймона Лока (Simon Lock) и его коллеги из Калифорнийского университета Сары Стюарт (Sarah Stewart), некогда и наша Земля представляла собой «синестию» – обширный тор горячего, полурасплавленного камня, образованного столкновением крупных «зародышей» планет. Статья ученых опубликована в Journal of Geophysical Research: Planets.

В самом деле, на одном из этапов образования каменистых планет их рост происходит за счет столкновений между объектами поменьше. Удары их так тяжелы, что тела частично плавятся, частично испаряются, и лишь со временем остывают в почти сферические большие твердые планеты. Стюарт и Лок провели моделирование таких столкновений крупных объектов, заметив, что если они вращаются (а такое в космосе практически неизбежно), то угловые моменты обоих тел складываются, а если вращение было направлено в одну сторону – усиливаются.

Расчеты показали, что если энергия столкновения достаточно велика, то оно приведет к формированию необычной структуры в форме тора. Впрочем, центр такой «синестии» образует не отверстие, а центральное тело, так что объект, пожалуй, больше похож на сплющенный округлый эритроцит, состоящий из огромных объемов расплавленной породы. «Синестией» (synestia) он назван от имени древнегреческой богини домашнего очага Гестии и корня syn- («вместе»).


Разреженная «синестия» намного крупнее планеты и планеты с кольцами сравнимой массы

Сара Стюарт добавляет, что большинство планет земного типа на одном из этапов формирования должны проходить через этап «синестии», и наша Земля тут не исключение. Скорее всего, и она несколько сотен лет выглядела как раскаленный «лавовый» эритроцит, прежде чем материал внешнего диска не остыл и не замедлился достаточно, чтобы начать складывать планету обычной, почти сферической формы. Возможно, именно тогда началось формирование Луны.

[Scyther]

Роскосмос запустил проект «Цифровая земля»
http://www.mk.ru/science/2017/05/22/roskosmos-zapustil-proekt-cifrovaya-zemlya.html

В России создаётся инновационная геоинформационная система на основе спутников дистанционного зондирования Земли (ДЗЗП)

Обновляемую цифровую модель всей поверхности нашей планеты создает Роскосмос путем наращивания возможности группировки спутников ДЗЗ.

В основе проекта - разработки холдинга «Российские космические системы». Проект «Цифровая Земля» предполагает создание и регулярное обновление сплошного покрытия данными ДЗЗ территории всего земного шара. Точность модели Земли составит около 1 м с периодическим обновлением.

Предполагается, что свежие цифровые карты планеты заинтересуют органы власти, крупный и средний бизнес и даже массового потребителя. А для того, чтобы было удобно пользоваться спутниковыми услугами, специалисты РКС создали Единую территориально-распределенную информационную систему ДЗЗ – ЕТРИС ДЗЗ.

Как сообщает Роскосмос, Информационная система ДЗЗ обеспечивает прием информации, её обработку и передачу потребителям. Система состоит из 13 центров, расположенных по всей России – от Калининграда до Хабаровска, включая арктическую зону. ЕТРИС ДЗЗ позволяет комплексно планировать съемку, получать и обрабатывать информацию с космических аппаратов. В сельском хозяйстве и землепользовании наблюдение из космоса позволит на новом уровне контролировать целевое использование земель, оценивать состояние посевов на основе данных многоспектральный съемки и вести анализ эффективности внесения удобрений. Кроме того, данные космической съемки позволяют обеспечить компании достоверной информацией по страховым случаям, связанным с природными явлениями (например, можно подтвердить или опровергнуть засуху, подтопление, град или просто неурожай на каждом конкретном поле). Данные ДЗЗ позволяют решать и такие актуальные экологические проблемы, как незаконные вырубки леса и несанкционированные мусорные свалки. Применение данных ДЗЗ также позволит повысить эффективность строительной отрасли.

Регулярная съемка с пространственным разрешением лучше одного метра позволяет определять изменения объектов с высокой детальностью. Спутниковые снимки фиксируют и появление новых объектов.

Сегодня российская орбитальная группировка ДЗЗ насчитывает восемь космических аппаратов, обеспечивающих все виды и режимы съемки, включая гиперспектральную: три аппарата типа «Ресурс», два – типа «Электро», два – «Метеор» и один «Канопус». К 2025 году планируется нарастить группировку до 43-х спутников. Таким образом, периодичность информации на случай чрезвычайных ситуаций и стихийных бедствий повысится с одного до двух-трех раз в сутки. В обычном же, «не стихийном» режиме карта Земли будет обновляться каждый год с разрешением в полметра.

[Scyther]

Физики МГУ создали сверхбыстрый перестраиваемый метаматериал из арсенида галлия
https://scientificrussia.ru/articles/fiziki-mgu-sozdali-sverhbystryj-perestraivaemyj-metamaterial-iz-arsenida-galliya

Сотрудники физического факультета МГУ совместно с коллегами из США и Германии создали перестраиваемый метаматериал на основе наночастиц арсенида галлия. С помощью нового оптического метаматериала будут разработаны устройства для сверхбыстрой передачи информации. Результаты работы опубликованы в престижном журнале Nature Communications. 

 Оптические метаматериалы — это искусственно созданные объекты, которые благодаря наноструктурированию приобретают оптические свойства, не характерные для исходных материалов. Почти за двадцать лет исследователям удалось разработать множество различного рода метаматериалов: от скрывающих объекты до чувствительных к микроскопическим концентрациям веществ. Однако после изготовления таких материалов их свойства нельзя изменить. Российские физики придумали способ «включать» и «выключать» метаматериалы, причем делать это очень быстро — более 100 миллиардов раз в секунду.

Ученые изготовили метаматериал из пленки арсенида галлия методом электронно-лучевой литографии с последующим плазменным травлением. Материал представляет собой массив наночастиц арсенида галлия, которые благодаря своей форме резонансно взаимодействуют со светом. Иными словами, при облучении метаматериала светом он «скапливается» внутри метаматериала и взаимодействует с ним более эффективно.

Работа перестраиваемого метаматериала основана на принципе генерации электронно-дырочных пар. Если облучить метаматериал лазерным импульсом, его энергия переходит электронам, которые получают возможность свободно перемещаться по материалу. Это влияет на другие световые импульсы, которые попадают в метаматериал: теперь, если метаматериал включен, свет от него отражается; если выключен — то нет. Таким образом можно управлять светом при помощи света; на этом принципе можно построить оптические логические элементы и, в конце концов, получить возможность создания сверхбыстрых оптических компьютеров.

«Ранее, в 2015 году, мы выпустили статью о созданном нами устройстве на основе кремниевых наноструктур. Тогда нами была показана принципиальная возможность создания наноразмерного фотонного переключателя, — рассказал ведущий автор статьи, научный сотрудник кафедры квантовой электроники, Максим Щербаков. — Оказалось, что использование арсенида галлия вместо кремния на порядок уменьшает энергопотребление таких метаматериалов».

«В своих экспериментах для исследования уникального оптического метаматериала мы с коллегами использовали мощный фемтосекундный лазерный комплекс и целый ряд оптических методик, что позволило получить результаты, которые играют существенную роль в создании оптических логических элементов», — сообщила автор статьи Варвара Зубюк.

Работа физиков МГУ относится к фотонике, которая изучает оптические сигналы, а также занимается созданием устройств различного назначения на их базе. В частности, в отличие от электроники, где сигнал передает электрон, в фотонике для этой цели служит электромагнитный квант. Исследования ученых позволят в перспективе создавать устройства передачи и обработки информации на скоростях в десятки и сотни терабит в секунду. Создание перестраиваемого метаматериала для сверхбыстрого фотонного переключения с эффективностью, достаточной для приложений, стало еще одним существенным шагом к обеспечению таких скоростей обработки информации.

[Scyther]

В ИЯФ СО РАН смоделировали вулканические процессы
https://scientificrussia.ru/articles/v-iyaf-so-ran-smodelirovali-vulkanicheskie-protsessy

Процессы, проходящие в недрах Земли в областях активного вулканизма и сейсмичности, исследованы даже менее детально, чем космос или глубины океана. Их можно установить только при изучении обломков глубинных пород, вынесенных лавами при вулканических извержениях. Изучая ксенолиты Авачинского вулкана, новосибирские ученые  существенно продвинулись в понимании физики процессов в литосфере.

В ходе лабораторного эксперимента, который совместно провели ученые Института геологии и минералогии им. В.С.Соболева СО РАН (ИГМ СО РАН), Института теоретической и прикладной механики СО РАН (ИТПМ СО РАН), Института ядерной физики им.Г.И.Будкера СО РАН (ИЯФ СО РАН), Новосибирского государственного университета (НГУ) и Новосибирского государственного технического университета (НГТУ), были созданы условия, похожие на те, что происходят внутри Земли во время вулканической активности, сообщает пресс-служба ИЯФ СО РАН. Экспериментальные результаты хорошо согласуются с данными численного моделирования процесса формирования месторождений во время сейсмических процессов в мантии под вулканами. Результаты опубликованы в журнале Geochemistry International.

Сложность изучения состава глубоких недр Земли в том, что существует мало инструментов, позволяющих заглянуть вглубь и подтвердить или опровергнуть корректность той или иной гипотезы.

Часто исследователи могут судить об этих процессах лишь по косвенным признакам, например, по звуковым волнам, которые записывают сейсмологи. Ксенолиты (то есть обломки горной породы, захваченные магмой и вынесенные на поверхность во время извержения вулкана) являются одним из наиболее важных источников информации о минеральном составе и структуре земной коры и верхней мантии. В исследовании группы новосибирских ученых отправной точкой стала такая неприметная, на первый взгляд, деталь, как трещинные полости внутри ксенолита.

Объект изучения
Для эксперимента использовались типичные образцы из коллекции ксенолитов, собранных на поверхности Авачинской сопки, действующего вулкана на Камчатке. Эти обломки горной породы оказались на поверхности Земли в результате катастрофических выбросов.

«Представляете, – говорит доктор геолого-минералогических наук, главный научный сотрудник ИГМ СО РАН, профессор кафедры ГГФ НГУ Виктор Шарапов, – с глубины 70-40 км на поверхность Земли выносятся кристаллические обломки пород, в которых есть открытые полости, в них растут и растворяются кристаллы. Почему так происходит? Согласно теории Д. С. Кожинского, из глубин верхней мантии Земли к ее поверхности двигаются не только потоки тепла, но и потоки жидких и газообразных флюидов. В результате в сейсмически активных горизонтах литосферы Земли одни элементы замещаются другими, и первозданная картина распределения минералов заменяется другой, потому что происходит растворение минералов флюидами в одном месте и отложение растворенных веществ в другом».

Сотрудники ИТПМ СО РАН Анатолий Черепанов и Вера Черепанова создали математическую модель этих процессов и написали на ее основе специальный численный код. Экспериментальная проверка предложенной модели была проведена в совместной Учебно-научной лаборатории электронно-лучевой сварки ИЯФ СО РАН и НГУ.

Как шел эксперимент
В ходе эксперимента с помощью мощного электронного пучка ученые «расплавили» образец ксенолита. «Наша установка формирует сфокусированный пучок электронов, – объясняет научный сотрудник ИЯФ СО РАН Юрий Семенов. – При этом для электронов с энергией 60 кэВ можно создать плотность потока мощности порядка 10 МВт/см2 при диаметре пучка около 1 мм. Для снижения прямого попадания паров и капель обрабатываемых материалов на катод и высоковольтные элементы в нашей установке перед попаданием на материал электронный пучок совершает поворот на 270О, что существенно повышает надёжность и ресурс источника электронов».

Для облучения ксенолитов был выбран режим плавления, при котором пучок электронов диаметром 3-4 сантиметра воздействует на объект в течение 45 минут. Температура плавления на поверхности составляла примерно 2500 градусов. «Граница плавления медленно опускается внутрь, – поясняет Виктор Шарапов, – а на поверхности кипит расплав, так же, как лава кипит на вулкане, только температура в экспериментах примерно в два раза выше, чем в лаве самого горячего Гавайского вулкана». Это позволило получить потоки газов, которые фильтровались по трещинам, растворяли минералы, при этом на холодной поверхности формировались конденсаты. Полученная в эксперименте скорость растворения хорошо согласуется с оценками в рамках математической модели. В условиях лаборатории этот процесс занимает менее 45 минут, а в природе – несколько дней, во время сильных землетрясений.

В чем польза
Важность исследования связана с необходимостью совершенствования прогноза времени и места возможной сейсмической активности, чтобы минимизировать опасности для населения этих районов. Кроме того, исследование дает дополнительную информацию об образовании рудных месторождений. 

Месторождения – это реализация условий, когда обычные по составу потоки магматических газов или растворов отлагают аномально большие количества рассеянных элементов на так называемых геохимических барьерах. Для того чтобы разобраться в механике этих процессов, ученые должны построить корректные физические модели, численно описать химические реакции, которые протекают в этом случае. Необходимо знать, какие термодинамические факторы приводят к тому, что в конкретной точке земной коры происходит концентрация этих элементов. Эксплуатация нефтяных скважин и месторождений сопровождается похожими процессами – растворения, переноса и отложения веществ. Модель, созданная группой ученых, дает важную дополнительную информацию о том, как проходит перенос тепла и массы при наличии в верхней мантии потоков магматических и метаморфических газов и рассолов.