Химия

Любая система, какой бы сложной и многослойной она ни была, имеет свой фундамент — основу, без которой она бы не работала так, как работает. В биосфере нашей планеты также имеются базисные кирпичики, на которых все и держится. Ими являются автотрофы — организмы, способные преобразовывать неорганические соединения в органические. Сегодня мы с вами познакомимся с исследованием, в котором ученые из Израиля создали в лаборатории новый вид бактерий, которые питаются углекислым газом. Какие методы были применены в процессе разработки, как вела себя бактерия, и что данный труд может значить для человечества? Об этом мы узнаем из доклада исследовательской группы. Поехали.

В далеком 1887 году шотландский физик Уильям Томсон предложил свою геометрическую модель структуры эфира, который якобы являлся всепроникающей средой, колебания которой проявляются для нас как электромагнитные волны, в том числе и свет. Несмотря на полный провал теории эфира, геометрическая модель продолжила свое существование, и в 1993 году Денис Уэйр и Роберт Фелан предложили более совершенную модель структуры, способной максимально заполнить пространство. С тех пор эта модель интересовала по большей степени математиков или художников, но недавнее исследование показало, что она может стать основой будущих технологий, использующих свет вместо электричества. Что же такое пена Уэйра-Фелана, в чем ее необычность и как можно ее применить для поимки света? На эти и другие вопросы мы найдем ответы в докладе исследовательской группы. Поехали.

Дмитрий Новиков так о себе и пишет: «физхимик и тимлид». Он возглавляет лабораторию Томского университета и за несколько лет перевёл всё в ней на рельсы самобытного аджайла. Да и сам стал другим: из «человека-работника» эволюционировал до «человека разумного». Нам близки его принципы, поэтому мы позвали его рассказать свою историю в подкаст тимлидов Skyeng. Ниже вы найдете текстовую выжимку и ссылки на полную аудиоверсию выпуска. Передаем слово герою.



Когда я пришел на работу, то думал, что должен отработать с 9 до 18, делать, что мне скажут, — и все в порядке. Я что-то делал, а зачем я это делаю, как это делать эффективнее, даже в мыслях не было. Ведь у нас были крупные проекты, где все было завязано на процессы, а не на результат.

С тех пор обстановка поменялась. Финансирование государственных научных исследований сократилось. Мы во многом живем с договоров, которые заключаем с реальными предприятиями.

Впервые на этом объекте я побывал более 10 лет назад в качестве младшего научного сотрудника Института промышленной экологии УрО РАН. Мало кто за пределами Урала знает, но вот уже более 60 лет в 200 км от Екатеринбурга хранятся тысячи тонн радиоактивного монацита — запасов СССР, собранных для запуска ториевой составляющей атомного проекта. Долгое время скрытый завесой секретности, этот объект породил огромное количество слухов и мифов. За последние 25 лет у него менялись собственники, обсуждались различные варианты использования монацита, вокруг кипели нешуточные общественные страсти. И вот теперь, похоже, база хранения монацита вступает в финальный этап своего существования. 6 ноября прошли общественные слушания по проекту, предусматривающему вывоз монацита на экспорт в Китай. Эта статья посвящена непростой истории, мифах и реальной опасности предприятия, а также его ближайшему будущему. Она написана мной для екатеринбургского портала e1. А ниже я привожу ее в авторском, более детальном и подробном виде.

Когда мы были маленькими, нашим родителям приходилось отвечать на сотни вопросов: почему небо синее, почему трава зеленая, почему кипяток горячий, почему нельзя кушать только сладкое и т.д. Любопытство и желание понять окружающий мир сопровождают нас всю жизнь. Кто-то вырастает и эти вопросы становятся для него вторичными, а кто-то начинает искать ответы в физике, химии и других науках. Сегодня мы с вами рассмотрим исследование ученых из Парижского университета, в котором они решили детальнее рассмотреть скользкую природу льда. Какие интересные открытия сделали ученые, мы узнаем из их доклада. Поехали.

Всем привет!

Продолжается онлайн-этап конкурса по анализу данных – SIBUR Challenge 2019.

Коротко о главном:

• SIBUR Challenge – это наш фирменный хакатон, который мы делаем вместе с AI Community. В качестве кейсов мы используем реальные производственные задачи, основанные на реальных данных.
• Призовой фонд – 1 000 000 рублей, плюс вакансии и стажировки победителям.
• Включиться в гонку можно до 17 ноября, офлайн-этап пройдёт 23-24 ноября в Москве.
• На данный момент зарегистрировались уже более 1200 участников.

Задачи делятся на две группы:

• Первая – про бизнес: необходимо предсказать рыночную стоимость важных для отрасли продуктов;
• Вторая – про производство: необходимо предсказать активность катализатора, который участвует в процессе полимеризации (о том, какие ещё в нефтехимии бывают процессы, можно прочитать в статье Алексея Винниченко в нашем блоге).

Остальное – под катом.

Сколько клеток в человеческом теле? Одни источники считают, что их порядка 100 триллионов, другие — 37.2. Кто-бы ни был прав, любой из этих вариантов поражает. Клетки в организме любого живого существа выполняют самые разные функции в зависимости от их места происхождения. Клетки нервной системы, т.е. нейроны, работают как мини-компьютеры, собирающие, хранящие, обрабатывающие и передающие информацию посредством электрических и химических реакций. Красные кровяные тельца, т.е. эритроциты, транспортируют жизненно важный кислород по всему телу. Список можно продолжить, но суть проста — каждая клетка имеет свою четкую спецификацию, программу, если можно так выразиться, которой она будет следовать все свое существование. Или это не так? Ученые из Цюрихского университета (Швейцария) выяснили, что дентальные эпителиальные стволовые клетки мышей способны менять свою профессию под воздействием внешних факторов и переквалифицироваться в клетки молочных желез. Как именно ученым удалось это выяснить, насколько сложна процедура смены клеточной спецификации и насколько данное открытие значимо для лечения пациентов с раком молочной железы? Ответы на эти вопросы мы найдем в докладе исследовательской группы. Поехали.

Какой самый прочный материал на планете? Однозначного ответа на этот вопрос нет, поскольку все зависит от того, как именно вы будете оценивать прочность, и что вы подразумеваете под этим термином. Кто-то назовет алмаз — самый прочный минерал, кто-то назовет паутину, у которой предел прочности на разрыв составляет до 2.7 ГПа, т.е. примерно в 2 раза больше, чем у стали. Другими словами, прочных материалов органического и неорганического происхождения достаточно много. Ученые со всех уголков планеты тратят годы на изучение этих материалов, дабы установить все физико-химические процессы, которые приводят к их формированию. Уникальным объектом одного из таких многолетних исследований считается перламутр — органико-неорганический материал, который покрывает внутренние стенки раковин моллюсков и является основой жемчуга. Сегодня мы с вами познакомимся с исследованием, в котором ученые из Мичиганского университета решили раскрыть секрет одного из самых прочных природных материалов, наблюдая за ним в реальном времени. Что удалось выяснить ученым, какими необычными характеристиками обладает перламутр, какие наномеханические процессы протекают в нем, и что эти открытия значат для человечества? Об этом мы узнаем из доклада исследовательской группы. Поехали.

СУЭК и НИТУ «МИСиС» открыли в разрезоуправлении «Новошахтинское» уникальную лабораторию по определению содержания в угле стратегического элемента германия, применяемого в радиоэлектронике и космической промышленности. Запасы германия будут рассчитывать по новой технологии, применяя новую методику, разработанную в НИТУ «МИСиС».

Германий — редкий химический элемент, попутный компонент некоторых углей, относящийся к стратегическому минеральному сырью, используемому в радиоэлектронике для создания тепловизорной и волоконной оптики, в том числе применяемой в космической промышленности. Экспорт таких материалов строго контролируется государством, а к учету стратегических запасов германия выдвигаются особые требования.



Германий ставится на баланс промышленных запасов природных ископаемых страны при содержании его в горных породах от 50 грамм на тонну и выше. В углях и породах Павловского угольного месторождения, являющегося основным российским месторождением германия, его среднее содержание составляет примерно 400-450 грамм на тонну, а на отдельных участках доходит до 2 кг.

Ни один из многочисленных элементов периодической таблицы не повлиял на ход истории так, как это сделал плутоний: Манхэттенский проект во время второй мировой, проект Тринити, Холодная война, катастрофа на Чернобыльской АЭС. Все эти исторические события аккумулировали в себе стремление к величию, которое слишком часто сопряжено с большими жертвами. К сожалению, некоторые большие открытия приводят к большим последствиям. Загрязнение окружающей среды радиоактивными отходами далеко не первая из многочисленных проблем экологии на данном этапе развития человечества, но и про него забывать не стоит. Сегодня мы с вами познакомимся с удивительным открытием, произошедшим абсолютно случайно, в результате которого была выявлена новая твердая и стабильная фаза плутония — Pu(V). Как произошло это случайное открытие, что такого необычного в новой фазе плутония и какое значение имеет данное исследование для экологии? Об этом мы узнаем из доклада исследовательской группы. Поехали.

Что общего между Росомахой, Дэдпулом и медузой? Все они обладают удивительной особенностью — регенерацией. Конечно в комиксах и кино эта способность, распространенная среди крайне ограниченного числа реальных живых организмов, слегка (а иногда и сильно) преувеличена, однако она остается вполне реальной. А то, что реально, можно объяснить, чем и решили заняться в своем новом исследовании ученые из университета Тохоку (Япония). Какие клеточные процессы в теле медузы связаны с регенерацией, как протекает этот процесс, и какими еще супер-способностями обладают эти желеобразные существа? Об этом нам поведает доклад исследовательской группы. Поехали.

«Материалы, полученные при давлениях в сотни тысяч земных атмосфер» звучит гордо, но вызывает логичные вопросы: «А что будет, если давление снизить? Какой смысл работать со структурами, которые не способны существовать вне сверхвысоких давлений?». А смысл в том, что однажды после длительной и систематизированной работы вы разожмете алмазную наковальню, и окажется, что ваш новый материал цел, невредим, и не собирается распадаться. А потом, еще немного «поколдовав» со сложными химическими реакциями, вы научитесь получать его и в более простых условиях. Именно такой успех ждал ученых НИТУ «МИСиС» и их коллег из Германии и Швеции, когда они решили модифицировать рений при помощи азота. Статья с результатами эксперимента и их теоретическим обоснованием представлена в Nature Communications.

Обсуждение результатов теоретического моделирования атомной структуры материала

«Ну что, попробовали? А теперь смотрите инструкцию». Эта шутка описывает нежелание некоторых людей сначала узнать что и как делать по инструкции, а уже потом приступать к работе/сборке/монтажу. В мире сложных научных изысканий, открытий и исследований такое также часто происходит, хоть и не по воле ученых. Некоторые процессы, результаты которых всем вроде понятны и очевидны, остаются плохо исследованными, из-за чего их сложно совершенствовать. Ярким представителем таких процессов является формирование дихалькогенидов переходных металлов. Однако от любопытного взора ученых ничего не скроется. Так, ученым Тошиаки Като и Тоширо Канеко удалось воочию наблюдать процесс синтеза дихалькогенидов переходных металлов, которые представляют собой полупроводниковые пластины толщиной в несколько атомов. Что такого необычного в этих дихалькогенидах переходных металлов, как ученым удалось раскрыть их секреты и что это значит для мира полупроводников? Об этом мы узнаем из доклада исследовательской группы. Поехали.

Вдохновением для ученых может быть все что угодно. А если говорить о представителях флоры и фауны, то они лидеры в списках муз, вдохновивших великие умы на создание самых разных устройств, машин и целых технологий. Сегодня мы познакомимся с исследованием, вдохновителем которого стало существо, «рукопожатие» с которым заняло бы некоторое время — осьминог. Ученые из университета штата Северная Каролина решили создать устройство, которое подобно конечностям осьминога, сможет обрабатывать информацию и принимать решения на уровне материала и без централизованного компьютера. Из чего состоит это устройство, какие функции оно уже умеет выполнять и каковы перспективы «мягкой тактильной логики»? Об этом мы узнаем из доклада исследовательской группы. Поехали.

Безопасность продуктов питания, равно как и продуктовая безопасность – два краеугольных камня спокойной и стабильной жизни любой страны. Если по второму пункту полнота информации скрыта от посторонних глаз и доступна только людям с допусками, то первый пункт – вполне измеримая величина. Например, можно измерять тяжёлые металлы в продуктах питания и воде, можно токсины, а можно просто нитраты (aka NO₃^-).

Многие полагают – прямо скажем, небезосновательно – что в Швейцарии продукты питания лучшие из лучших в мире. Хотя в 2016 году я опубликовал перевод статьи, в которой вполне открыто обсуждались проблемы этой европейской страны с продовольствием. В 2018 году приобрёл «нитратометр», поддавшись на рекламу, от одной небезызвестной компании и принялся измерять всё подряд. В результате, в 2019 – в международный год таблицы Менделеева – родилась идея написать данную статью, где сравнить швейцарские продукты из разных магазинов с российскими «аналогами», а также добавить к ним продукты дачные и проверить, насколько они экологичны.

В этой статье мы рассмотрим тему измерения и присутствия нитратов в продуктах с точки зрения химика и даже электрохимика (измерение всё-таки электрохимическое).

В современных музеях и архивах древние тексты, рукописи и книги хранятся в определенных условиях, что позволяет сохранить их первозданный вид для будущих поколений. Самым ярким представителем нетленных рукописей считаются свитки Мертвого моря (Кумранские рукописи), впервые найденные еще в 1947 году и датируемые 408 годом до н. э. Некоторые из свитков сохранились лишь фрагментарно, но есть и практически не тронутые временем. И тут возникает очевидный вопрос — как же людям более 2000 лет тому назад удалось создать манускрипты, дожившие до наших дней? Именно это и решили выяснить в Массачусетском технологическом институте. Что нашли ученые в древних свитках и какие технологии использовались для их создания? Об этом мы узнаем из доклада исследователей. Поехали.

Лето неуклонно движется к своему логическому завершению, но это не значит, что солнечные деньки закончатся с приходом сентября. Пляжи все так же будут страдать от переизбытка людей (слова настоящего интроверта), а люди будут и дальше страдать от практически неотъемлемого атрибута пляжного отдыха или дачного огородопопакверхукопания — солнечных ожогов. Благо сейчас есть уйма кремов и лосьонов, которые могут предотвратить превращение человека в запеченную помидорку. Проблема в том, что большинство таких средств защиты изготавливаются из неорганических веществ, которые получаются тем или иным способом из природных ископаемых, которых, как мы знаем, не так и много осталось. Решить эту проблему, по мнению ученых из Витватерсрандского университета и их коллег из Германии, Танзании и Малави, может шелуха орешков кешью. Что такого особенного в кешью, как ученые превратили шелуху в солнцезащитный крем, насколько такое средство эффективнее и чем оно лучше имеющихся сейчас на рынке? Обо всем об этом мы узнаем из доклада исследовательской группы. Поехали.

Тысячи лет тому назад человечество познакомилось с удивительными материалами, которые нашли свое применение в самых разных сферах жизни. Это были металлы. Поскольку мы частенько не можем просто так использовать то, что нам дает планета, многие великие умы придумывали различные способы усиления/упрочнение металлов. Но у всего есть свой предел, и преодолеть определенные ограничения кристаллической структуры металлов, касающиеся дислокаций, считалось невозможным. Сегодня мы познакомимся с исследованием, в котором ученые из Висконсинского университета в Мадисоне (США) продемонстрировали, что установленные ранее правила касательно металлов пора переписать. Что именно удалось сделать с кристаллической структурой металла, почему фиксация дислокаций это не так просто, и какие плюшки для человечества сокрыты в этом исследовании? Об этом мы узнаем из доклада ученых. Поехали.

В поисках способов повышения эффективности предприятий энергетического сектора, а также других промышленных объектов, на которых используется оборудование, сжигающее ископаемое топливо (паровые, водогрейные котлы, технологические печи и т.д.), вопрос использования потенциала дымовых газов поднимается не в самую первую очередь.

Между тем, опираясь на существующие нормы расчёта, разработанные десятки лет назад, и сложившиеся стандарты выбора ключевых показателей работы подобного оборудования, эксплуатирующие организации теряют деньги, выпуская их в прямом смысле в трубу, попутно ухудшая экологическую обстановку в глобальном масштабе.

Если, как и команда "Первого инженера", вы считаете неправильным упускать возможность позаботиться об окружающей среде и здоровье жителей вашего города с выгодой для бюджета предприятия, читайте статью о том, как превратить дымовые газы в энергоресурс.  

Долгие годы фантасты со всех уголков нашей планеты на страницах своих произведений мечтали о космических путешествиях и колонизации далеких планет, первой среди которых на ум приходит Марс. Красная планета манит не только авторов научной фантастики, но и научное сообщество. И вот мысли о колонизации Марса перестали быть столь безумными, и весь мир подключился к новой космической гонке. Для людей, которые первыми ступят на поверхность четвертой планеты от Солнца, будет уготовано немало испытаний, начиная от невероятного температурного диапазона (от 30° до -170°) и заканчивая силой тяжести, которая почти в три раза меньше земной (3,711 м/с² против 9,807 м/с²). Сегодня мы поговорим об исследовании, в котором ученые NASA пытаются определить новые способы снижения негативного влияния пониженной гравитации на мышцы человека. Какие вещества могут в этом помочь, где их найти, как себя чувствовали крысы-марсиане во время практических опытов, и при чем тут красное вино? Обо всем этом мы узнаем из доклада исследовательской группы.