Список новостей

Органические молекулы могут использоваться для производства печатных электронных устройств и солнечных батарей с экстраординарными свойствами. Спинтронные устройства, в свою очередь, основаны на неожиданной возможности контроля магнитных свойств материалов и, таким образом, спина движущихся электронов. Результаты новых исследований, полученные франко-немецкой группой исследователей, позволяют говорить о том, что тонкий слой органических молекул может стабилизировать магнитную ориентацию находящихся на поверхности атомов кобальта. Геометрия и магнитные свойства агрегатов MnPc на поверхности кобальта, рассчитанные с помощью DFT. (Рисунок из Nature Materials, 2015; DOI: 10.1038/NMAT4361) Вульф Вульфхекель (Wulf Wulfhekel) из Технологического Института Карлсруэ отмечает, что такое взаимодействие органических молекул и поверхности металла позволит изготовить более дешевые, гибкие во всех смыслах и простые системы записи информации. Так, например, микроскопические магниты с по ..
Вся статья

Исследователь из Университета Науки и технологии Миссури обнаружил бактерию, которая в процессе жизнедеятельности выделяет водород – вещество, с которым связываются надежды на развитие энергетики будущего. Доктор Мелани Мормиль (Dr. Melanie Mormile) и ее коллеги открыли бактерию Halanaerobium hydrogeninformans в озере Соап Лейк (штат Вашингтон). Открытый микроорганизм может вырабатывать водород, находясь в среде с высокой соленостью и высокой щелочностью. По словам Мормиль, «производительность микроорганизма по водороду» превышает способность к выделению водорода генетически модифицированных организмов. Мормиль заявляет, что обычно областью ее исследования являются экологические особенности существования микроорганизмов в экстремальных условиях окружающей среды. Однако микроорганизм Halanaerobium hydrogeninformans настолько привлек внимание исследователей, что они решили провести более детальное его исследование. Мормиль, эксперт по экологии микроорга ..
Вся статья

Исследователи хотят разработать методы обнаружения вирусных ДНК, не основанные на применении и полимеразо-цепной реакции (ПЦР). Конечно же, ПЦР обеспечивает исключительную амплификацию нуклеиновых кислот, но для ее проведения требуется время и, самое главное, оборудование, которым не могут похвастаться многие лечебные учреждения, в особенности – в развивающихся странах. Идеальным вариантом для оперативной диагностики был бы экспресс-тест. Одной из наиболее перспективных альтернатив ПЦР является рекомбиназная полимеразная амплификация [recombinase polymerase amplification (RPA), РПА], обеспечивающая умножение генетического материала менее чем за 15 минут. К сожалению, этот метод нельзя использовать на свежеотобранном, «сыром» образце крови. В новой работе специалисты по биоинженерии сообщают о разработке простого метода предварительной обработки образцов, который заключается в отделении ДНК вируса от образца крови; этот метод делает диагностику, основанную на технологии RPA, ..
Вся статья

Исследователи из Университетов Вирджинии, Китая и Японии провели теоретические исследования, с помощью которых предсказали возможность существования новой аллотропной фазы углерода – пентаграфена (penta-graphene), а также изучили ее свойства. Материал, существование которого предсказано, получил название пентаграфен. Он представляет собой слой углерода толщиной в один атом, в котором, в отличие от уже известного графена, атомы углерода расположены в вершинах правильных пятиугольников. Топологией пентаграфен напоминает каирскую плитку, которой вымощены некоторые улицы столицы Египта; расчеты показывают, что пентаграфен должен отличаться динамической, термической и механической устойчивостью. Как отмечает руководитель исследования, Пуру Джина (Puru Jena), в последние десятилетия были открыты три новых аллотропных модификации углерода – фуллерен, нанотрубки и графен; пентаграфен, существование которого предсказано в результате компьютерного моделирования, также принадлежит к эт ..
Вся статья

Сотрудничество исследователей из Великобритании и Японии позволило разработать ультратонкие прозрачные светоизлучающие диоды, собранные из смеси различных материалов атомной толщины. Исследователи уверены, что, помимо значения с точки зрения теории, новый подход к созданию светоизлучающих диодов отличается значительным потенциалом в плане коммерциализации. С момента получения графена и открытия его исключительных электрических свойств появилось немалое количество других монослойных материалов, свойства которых зачастую значительно отличаются от свойств графена. Так, графен является отличным проводником, нитрид бора – диэлектриком, а монослои дихалькогенидов переходных металлов проявляют полупроводниковые свойства. Для создания светоизлучающих диодов использовались гетероструктуры, состоящие из слоев атомной толщины. (Рисунок из Nat. Mater., 2015, DOI: 10.1038/nmat4205) Ранее, за счет комбинации нескольких слоев некоторые исследовательские группы получали простые ван-дер- ..
Вся статья

Бензольное кольцо можно назвать краеугольным камнем органической химии. Производные бензола находят применение во всех областях – от фармацевтики до наноустройств. Однако одно из главных препятствий в применении производных бензола и разработке новых арильных производных – сложности в получении полизамещенных «родственников» бензола. Кеничиро Итами (Kenichiro Itami) и Юничиро Ямагучи (Junichiro Yamaguchi) из Университета Нагойи впервые описывают общий метод синтеза, позволяющий получать гексаарилбензолы, содержащие пять или шесть различных ароматических заместителей, связанных с бензольным кольцом. Программированный синтез полизамещенных бензолов. (Рисунок из Nature Chemistry (2015) DOI: 10.1038/nchem.2174) Одна из проблем в создании замещенных бензолов заключается в том, что при использовании традиционных реагентов чаще всего происходит образование в той или иной степени симметричных продуктов. Описанные попытки получения тетра-, пента- и гексазамещенных производных бен ..
Вся статья

Результаты новых изучений структуры, казалось бы, простого вещества – моногидрата карбоната аммония – могут оказаться полезными для создания новых и модификации существующих промышленных процессов, позволят ответить на некоторые вопросы, касающиеся биохимии и даже межзвездного формирования строительных блоков живой ткани. Для установления точной кристаллической структуры моногидрата карбоната аммония исследователи из Испании и Великобритании использовали методы дифракционного исследования монокристаллов совместно с импульсным нейтронным излучением при 10 и 100 Кельвинах. Полученные результаты были соотнесены с результатами порошкового рентгена, полученными в интервале 245-273 K, спектрами комбинационного рассеивания (80-263 K), фононными спектрами, а также результатами расчета электронной конфигурации (NH4)2CO3˙H2O методами DFT. Кристаллическая структура моногидрата карбоната аммония (сверху); мотив формирования кристаллической решетки моногидрата карбоната аммония (снизу). ..
Вся статья

Исследователи из Франции и Германии использовали ДНК в качестве части каталитической системы для проведения разнообразных энантиоселективных реакций алкилирования и присоединения. Молекула ДНК, ковалентно закрепленная на целлюлозе, обеспечивает новые перспективы для асимметрического катализа. (Рисунок: ©: Shutterstock) В последнее время возрос интерес к применению ДНК в качестве инновационного способа контроля хиральности продукта реакции – использование спирали «молекулы жизни» может обеспечить предпочтительность образования одного из энантиомеров. Тем не менее, использование ДНК в качестве катализатора при получении энантиомерно обогащенных продуктов делает пока только первые шаги – описанные реакции позволяют получать лишь миллиграммовые количества целевых продуктов, масштабирование процесса сложно организовать, не используя большие количества ДНК. Стеллиос Арсениадис (Stellios Arseniyadis) и Майкл Сметана (Michael Smietana) предлагают новый способ проведения ДНК-ката ..
Вся статья

Впервые проведено непосредственное изучение гидропероксиалкильного радикала, отличающегося крайне высокой реакционной способностью. Исследователи из Сандийских национальных лабораторий измерили константы скорости его образования и его реакции с кислородом – такая информация может помочь в оптимизации моделей химии атмосферных процессов и химии горения. Исследователи уверены, что гидроксипероксиалкильные радикалы [hydroperoxyalkyl radical (QOOH)] играют важную, если не ключевую, роль в цепных реакциях, приводящих к образованию высокооксигенированных органических молекул, которые могут конденсироваться в атмосфере в виде аэрозолей. Энергетический профиль образования QOOH. (Рисунок из Science 2015, DOI: 10.1126/science.aaa1495) Руководитель исследования, Крег Таатджес (Craig A. Taatjes) отмечает, что частицы QOOH и их превращения также играют важную роль для работы двигателей внутреннего сгорания. В моделях двигателей с принудительным поджогом воздушно-топливной смеси их об ..
Вся статья

Группа химиков из Франции сообщает о разработке простого и эффективного метода внедрения неорганических кластеров, проявляющих сильную эмиссию, в нематические жидкие кристаллы. Изящная комбинация подходов супрамолекулярной химии «гость-хозяин» и электростатических взаимодействий позволяет преодолеть казавшиеся ранее непреодолимыми препятствия в плане создания жидкокристаллических материалов нового типа. Полученные с помощью поляризационного оптического микроскопа изображения краун-эфира (слева) и краун-эфира с неорганическими кластерами под белым (посередине) и ультрафиолетовым (справа) излучением. (Рисунок из Chem. Commun., 2015, DOI: 10.1039/c4cc10085a) Жидкие кристаллы – системы, сохраняющие дальний порядок, при этом способные к течению, свойственному жидким фазам, являются важным элементом современных технологий. Жидкие кристаллы могут использоваться для изготовления температурных сенсоров, а нематическая фаза жидких кристаллов является составным компонентом технолог ..
Вся статья

Исследователи из Китая обратились за советом к природе и использовали ее подсказки для создания нового дизайна источников питания, в которых, как предполагается, будет решена главная проблема возможных преемников литий-ионных аккумуляторов – литий-серных источников питания. Литий-серные источники питания (Li–S-источники питания) представляют собой более дешевые, более надежные и обладающие почти в три раза большей плотностью энергии, чем большинство существующих литий-ионных аккумуляторов. Тем не менее, отрицательной чертой Li–S-источников питания является их низкая устойчивость. Чтобы повысить стабильность источников питания нового типа, исследователи из Китая решили функционализировать электроды ДНК. Принципиальная схема Li–S-источников питания такова – они состоят из анода, изготовленного из металлического лития, и катода, представляющего смесь углерода и серы; электроды разделены жидким электролитом. В процессе разрядки ионы лития отрываются от анода и реагируют с серой ..
Вся статья

Высоковольтные сетевые кабели постоянного тока необходимы для эффективной передачи электроэнергии от некоторых типов источников альтернативной энергии, например – от ветряных электростанций. Обычно увеличение мощности в магистральной сети высокого напряжения увеличивает эффективность передачи энергии, однако это достается дорогой ценой – происходит более быстрое разрушение изолирующего слоя кабелей, в результате чего увеличивается риск их повреждения и разрушения. Тем не менее эту проблему можно решить: исследователи из Швеции и Австралии показали, что введение небольшого количества фуллеренов в материал изоляции увеличивает ее устойчивость к высокому напряжению. Как заявляет один из руководителей исследования, Кристиан Мюллер (Christian Müller), увеличение эффективности изолирующих материалов и, таким образом, передачи энергии, в том числе и от источников возобновляемой энергии представляет собой важную задачу. Рисунок из Adv. Mater., 2014, 27, 897; DOI: 10.1002/adma.20 ..
Вся статья

Исследователи дополнили картину, описывающую возникновение жизни, новыми деталями – они продемонстрировали, каким образом может проходить самоконденсация нуклеотидов без участия ферментов, впоследствии обеспечивая каталитическую активность простейших, наиболее древних форм РНК. Идея о том, что промежуточным звеном между химическими и живыми системами на планете Земля были примитивные молекулы РНК, способные к саморепликации, в настоящее время является общепризнанной. Тем не менее, некоторые фрагменты мозаики мира РНК до настоящего времени ускользали от ученых. Одним из таких белых пятен в картине мира РНК было понимание особенностей того, как первые нуклеотиды могли конденсироваться в короткие цепи без участия ферментативного катализа, а также то, как эти короткие олигонуклеотиды впоследствии приобрели каталитические свойства, необходимые для синтеза более длинных цепей РНК, и, в конечном итоге – живых систем. Исследовательские группы Юдит Спонер (Judit Sponer) из Университе ..
Вся статья

Впервые создано электронное устройство, эксплуатирующее полупроводящие свойства двумерной металлоорганической каркасной структуры [metal-organic framework (MOF)], материала, аналогичного графену [1]. Созданное устройство – хеморезистивный сенсор – быстро детектирует аммиак, а также позволяет надеяться, что в перспективе электропроводные MOF могут найти применение и в других областях, включая электрокатализ и запасание энергии. Хеморезистивные сенсоры используются в таких областях, как мониторинг качества воздуха, свежести продуктов питания, а также для обнаружения взрывчатых веществ. Обычно для изготовления таких сенсоров применяются оксиды металлов, а в последнее время и различные углеродные наноматериалы, включая графен. Эти материалы действуют подобно «электронным носам», изменяя свое электрическое сопротивление, откликаясь на присутствие определенного химического аналита. Однако строение таких материалов достаточно сложно контролировать на атомном уровне, что осложня ..
Вся статья

Международная группа исследователей считает, что она впервые провела непосредственное измерение свойств переходного состояния, в котором два отдельных атома образуют химическую связь. Использование линейного ускорителя – источника когерентного излучения [ Linac Coherent Light Source (LCLS)] – рентгеновского лазера на свободных электронах позволило наблюдать за тем, как молекулы моноксида углерода реагируют на рутениевом катализаторе с атомами кислорода, этот процесс протекает за исключительно короткие промежутки времени. Руководитель исследования, Андерс Нильссон (Anders Nilsson) из Стэнфорда заявляет, что возможность наблюдать за фундаментальными стадиями химической реакции, подобная проведенному исследованию, открывает новые границы химии, в особенности – химии каталитических процессов. С помощью данных от рентгеновских лазеров исследователям удалось реконструировать переходное состояние окисления моноксида углерода. (Рисунок из Science, 2015, DOI: 10.1126/science ..
Вся статья

Коранулен ([5]циркулен) представляет собой полициклический ароматический углеводород с формулой C20H10. Молекула коранулена состоит из циклопентанового кольца с пятью бензольными кольцами, коранулен отличается интересными свойствами, которые в последнее время привлекают внимание исследователей. Так, международная группа исследователей провела квантово-химическое исследвание свойств молекулы коранулена и предсказала, что такая молекула может преодолеть ряд сложностей, возникающих при дизайне молекулярных электросхем. Рисунок из Phys. Chem. Chem. Phys., 2015,17, 6114 Проще всего представить строение коранулена можно следующим образом – возьмем фуллерен C60 и отрежем от него ломтик примерно в одну треть, после чего дополним «свободные валентности» углерода водородами – именно такая структура, возможно, окажется строительным элементом молекулярной электроники. С момента открытия фуллерены очень быстро стали популярными среди некоторых материаловедов – в настоящее вр ..
Вся статья

Когда речь идет о необходимости введения метки в какие-либо предметы, аутентичность которых эта метка должна удостоверять, главной задачей, которую необходимо решить – оставаться, как минимум, на шаг впереди фальсификаторов. Наилучшими метками являются те, строение которых уникально, которые легко считать и при этом сложно подделать. Одной из таких «естественных меток» являются отпечатки пальцев. Вук Парк (Wook Park) и Сунгун Квон (Sunghoon Kwon) из Национального университета Сеула достигли определенного прогресса в борьбе с контрафактом – они разработали подход к созданию идентификационных меток из сморщенных кремнийсодержащих полимеров, их идентификация похожа на считывание отпечатков пальцев. Рисунок из Advanced Materials, 2015 DOI: 10.1002/adma.201405483 Наилучшие метки получают с помощью недетерминированного кодирования – это означает, что если кто-то захочет использовать аналогичный процесс для фальсификации защитной метки, исходная метка и метка, полученная фальси ..
Вся статья

Исследователи из США смогли определить точное положение единичных атомов в кристаллической решетке. Метод, с помощью которого удалось получить такую информацию, представляет собой модификацию метода сканирующей просвечивающей электронной микроскопии [ scanning transmission electron microscope (STEM)] и может оказаться полезным для понимания того, каким образом химическое связывание и искажение кристаллической решетки влияют на свойства сплавов. С момента разработки в 30-х годах ХХ века электронная микроскопия используется для детального изучения микрообъектов – с помощью электронного микроскопа были получены фотографии уникального строения снежинок или щетинок на ножках живых насекомых. Специалисты по материаловедению пытаются приспособить электронную микроскопию для детального изучения строения металлов или сплавов. Тем не менее, несмотря на очевидные успехи в этой области, до сих пор не удавалось определить точное положение и особенности движения атомов металла в сост ..
Вся статья

Вот новая работа, снова про применение рентгеновского лазера – рентгеновский лазер и развертка во времени рентгеновских лучей в растворе опять позволили исследователям в деталях отследить процессы, протекающие при образовании ковалентной связи – на этот раз уже в ходе химического процесса, идущего в растворе. Новая работа представляет собой пример применения техники рассеяния рентгеновских лучей для слежения за процессом формирования связи в растворе. Использованный метод более чувствителен к тонким изменениям структуры молекул и, таким образом, более подходит для отслеживания элементарных стадий реакции, чем ИК-спектроскопия или спектроскопия в ультрафиолете и видимой области – методы, обычно применяющиеся для анализа особенностей реакций, протекающих с высокой скоростью. Результаты работы могут предоставить новую, беспрецедентно детализированную информацию о химии бимолекулярных реакций и о протекании данного процесса. Ренгтеновское рассеяние позволяет изучить быстрые хими ..
Вся статья

Исследователи провели реакцию кросс-сочетания, позволяющую получить содержащее два цикла соединение, взяв вещества, исходные для двух известных именных реакций, позволяющих сформировать связь C–C. Арилсиланы и арилбороновые кислоты являются двумя нуклеофильными реагентами, применяющимися для проведения реакций кросс-сочетания Хиямы и Сузуки соответственно. До настоящего времени попыток совместного использования этих реагентов для получения целевых продуктов не предпринималось. Новая реакция дополняет арсенал химиков-органиков, позволяя осуществлять синтез продуктов, которые сложно или даже невозможно синтезировать с помощью классических процессов кросс-сочетания. Биарильные производные получаются в результате кросс-сочетания реагентов реакции Хиямы (обозначены синим) и реагентов реакции Сузуки (обозначены красным). (Рисунок из Angew. Chem. Int. Ed. 2015, DOI: 10.1002/anie.201412288) Катализируемые комплексами переходных металлов процессы формирования связи C–C являются н ..
Вся статья

Результаты нового исследования позволяют утверждать, что скорость обесцвечивания флуоресцентного красителя может оказаться полезным визуальным маркером для слежения за изменениями возможностей среды по образованию водородных связей. При облучении ультрафиолетом бесцветные спиропираны размыкают цикл, образуя ярко окрашенные мезоцианины. Мезоцианины являются термически неустойчивыми соединениями, и со временем регенерируют в бесцветные спиропираны. Мезоцианины, разработанные в группе Саймона Кьямпи (Simone Ciampi) из Университета Воллонгонга (Австралия), содержат катехиновый фрагмент, способный к образованию внутримолекулярных водородных связей, которые стабилизируют форму с разомкнутым циклом и замедляют обесцвечивание. Полярные растворители могут вступать в конкурирующую реакцию образования водородной связи, ускоряя потерю окраски. Это обстоятельство позволило Кьямпи и его коллегам визуализировать способность растворителей к водородному связыванию – к растворителю добавляли ..
Вся статья

Результаты исследования показывают, что иммунные клетки мышей с симптомами волчанки демонстрируют сверхактивный обмен веществ. В организме пациента, страдающего от аутоиммунного заболевания – волчанки, клетки его собственной иммунной системы атакуют ткани самого пациента, ошибочно принимая их за враждебные патогены. Такой сбой в системах распознавания «свой-чужой» может приводить к повреждению кожи, суставов, почек и даже мозга. Результаты нового исследования иммунологов позволяют говорить о том, что эти «неправильные» клетки иммунной системы отличаются гиперактивным обменом веществ, и блокировка двух метаболических маршрутов может обратить проявление симптомов волчанки у мышей. Рисунок из C&EN Первоначально, до изучения возможностей ингибирования обмена веществ клеток иммунной системы, исследователи, работающие в Университете Флориды под руководством Лоуренс Морел (Laurence M. Morel), изучили особенности метаболизма клеток CD4+ T. При волчанке этот тип иммунных ..
Вся статья

Исследователи из Университета МакГилл разработали новый дешевый способ блочного построения нанотрубок из ДНК. Результаты их работы могут оказать решающее влияние на построение шаблонов-модулей из нитей ДНК; такие модули могут найти применение в разных областях – изготовление оптических или электронных устройств или адресная доставка лекарственных препаратов. Рисунок из Nature Chemistry, 2015; DOI: 10.1038/NCHEM.2184 Ранее многие исследователи, в том числе и исследователи из МакГилл, получали ДНК-нанотрубки с помощью методов, основанных на самопроизвольной самоорганизации ДНК в растворе. Предполагается, что архитектуры, построенные с помощью новой методики, будут содержать гораздо меньшее количество структурных дефектов и недостатков, чем архитектуры, основанные на самопроизвольной самоорганизации. Предложенный подход, связанный с применением контролируемых строительных блоков, позволит осуществлять более эффективный контроль размеров и формы надструктур из нуклеиновых кислот ..
Вся статья

Ионные соединения (как, например, хлорид натрия) состоят из положительно и отрицательно заряженных ионов. Электриды представляют собой редкий и уникальный тип ионных соединений, обладающих в твердом состоянии электронной проводимостью – в таких соединениях в качестве аниона выступает электрон. Например, при электрохимическом восстановлении хлорида метилртути CH3HgCl на катоде образуется красное вещество, обладающее электронной проводимостью и имеющее состав CH3Hg. Оно представляет собой ионное соединение, кристаллическая решетка которого построена из катионов CH3Hg+, анионами же являются электроны, которые формируют электронный газ, подобный электронному газу металлической кристаллической решетки. Магнитные, электрические, химические и оптические свойства электридов могут обусловить их применение в огромном количестве областей – катализаторы получения аммиака, системы для хранения водорода и оптоэлектронные устройства. Однако синтез и изучение таких соединений, которые можно ..
Вся статья

Генетическая модификация бактерии Escherichia coli позволяет синтезировать белок, который может выступать в качестве биосорбента палладия, способного извлекать ценный металл из сточных вод. Каталитические конверторы являются важными элементами контроля чистоты выхлопа двигателя внутреннего сгорания, однако небольшие количества палладия, а также других металлов платиновой группы, являющихся активными компонентами таких катализаторов, могут попадать в окружающую среду, загрязняя ее. Как заявляет не участвовавшая в создании ГМО-бактерии Магдалена Титиричи (Magdalena Titirici) из Университета Королевы Марии (Лондон), специалист по рациональному расходованию ресурсов и экологически устойчивым технологиям, помимо проблем, связанных с защитой окружающей среды, актуальность разработки дешевых, эффективных и экологически безопасных адсорбентов для извлечения таких благородных металлов как палладий из городских сточных вод связана с пусть и отдаленной, но неминуемой перспект ..
Вся статья

Исследователям из Германии удалось обеспечить сохранение всех деликатных структурных деталей жуков-скарабеев, используя запускающие процесс карбонизации ионные полимеры. Предполагается, что благодаря похожей на окаменелости и устойчивой углеродной структуре образцы смогут сохраниться в течение тысячелетий. Руководитель исследования, Цзяинь Юань (Jiayin Yuan) из Института коллоидных и межфазных систем им. Макса Планка, рассказывает, что его исследовательская группа смогла разработать методику благодаря тому обстоятельству, что в последние годы в ней проводилось активное изучение взаимодействий полимерных ионных жидкостей [ПИЖ, poly(ionic liquid)s (PILs)] с природными полимерными материалами, подобными хлопку. Хлопок, покрытый ПИЖ и подвергшийся карбонизации, отличался термической устойчивостью, в результате этого процесса его природная биоматрица сохраняла свою структуру. Эти наблюдения, наряду с типичным для всех исследователей любопытством, привели к тому, что Юань с колле ..
Вся статья

Чтобы там не писал Курт Воннегут, Титан, самый большой по размерам спутник Сатурна, не является местом, куда хотелось бы попасть с экскурсией или же провести остаток дней (если такая возможность представится, то, скорее всего, этот остаток дней будет очень недолгим). Среднесуточная температура поверхности Титана равна примерно -180°C, а его моря и океаны наполнены не привычной для нас водой, а жидкими углеводородами, в основном – жидким метаном. Также возможно, что многочисленные активные вулканы Титана способствуют выбросам метана в атмосферу, в результате чего создаются облака метана, которые временами разражаются осадками в виде «дождя» или «снега». Очевидно, что человек (как, впрочем, и остальные формы земной жизни) не может существовать в этом ледяном безводном метановом аду, однако исследователи предполагают, что жизнь на Титане вполне может существовать, правда, эта жизнь не будет похожа ни на одну знакомую нам в реальности (и даже из научно-фантастических фильмов) фо ..
Вся статья

Исследователи из Китая и США создали цинксодержащие кластеры, которые не только расширяют ряд синтезированных человеком ароматических соединений, но и выводят понятие ароматичности на новый уровень. Полученные кластеры представляют собой кубы, в вершинах которых находятся атомы цинка, вся эта система стабилизирована многоцентровыми химическими связями и может рассматриваться как первая трехмерная ароматическая система. Один из руководителей исследования, Цзюн Ли (Jun Li) из Университета Циньхуа (Пекин), отмечает, что металлоароматичность может проявляться в химии гораздо шире, чем предполагалось ранее. Органические лиганды, стабилизирующие металлокластеры, обуславливают то, что новые вещества могут взрываться при достижении температуры, большей, чем 300°C – это может обеспечить их применение в качестве метательных взрывчатых веществ. Высокая степень делокализации электронной плотности в новых соединениях обуславливает возможность их использования в оптических устройствах. ..
Вся статья

Исследователи установили критически важный этап в механизме, с помощью которого вирус эболы инфицирует клетку хозяина. Оказалось, что для высвобождения своего генома клеточный паразит использует специфический кальциевый канал. Также обнаружено, что процесс проникновения может быть блокирован тетрандрином, лекарством, которое используется в Китае для лечения повышенного давления – это обстоятельство может оказаться важной информацией для разработки методов терапии геморрагической лихорадки эбола. Роберт Дейви (Robert A. Davey) из Института Биомедицинских исследований Техаса заявляет, что он давно подозревал о роли сигнальных кальциевых каналов в инфекции клетки вирусом эболы. В новой работе он и его коллеги приводят доказательства участия в этом процессе двухпорового кальциевого канала 2 [two-pore channel 2 (TPC2)]. Для инфицирования клетки вирусом эболы нужна работа эндосомных кальциевых каналов TPC1 и TPC2. (Рисунок из Science 2015, DOI: 10.1126/science.1258758) Кан ..
Вся статья

Исследователи из Китая и Израиля разработали новый эффективный способ применения солнечного света для расщепления воды на кислород и водород [1]. На первом этапе процесса вода окисляется до пероксида водорода, который затем разлагается в присутствии дешевого катализатора. Разработчики уверены, что их процесс, для реализации которого требуются только дешевые, устойчивые и безопасные для окружающей среды катализаторы, уже сейчас может считаться одним из самых надежных методов фотолиза воды, при этом он вполне может быть оптимизирован далее. Новый фотокатализатор содержит углеродные наноточки (изображены на вставке с большим увеличением), которые предохраняют катализатор от отравления. (Рисунок из Science, 2015, DOI: 10.1126/science.aaa3145) Применение солнечного света для получения водорода представляет собой непростую задачу. Самой известной методикой является фотоэлектролиз – фотогальваническая ячейка преобразует энергию Солнца в электрическую, которая и применяется для ..
Вся статья

Ярко-красные листья на полотне Ван Гога «Стоги сена под дождливым небом» медленно, но, увы, верно приближаются по цветовой гамме к окраске изображенного на этой же картине облачного неба. В новой работе исследователи из Бельгии предполагают, что нашли недостающее химическое звено, объясняющее причины этой метаморфозы красного в белый. Самый плодотворный период творчества Ван Гога отмечен двумя тысячами полотен, вышедшими из-под кисти мастера примерно за десятилетие. В этот же период он часто использовал яркие краски, которые, в определенном смысле, отражали его сложную личность. Однако многие из наиболее известных картин живописца медленно разрушаются в результате воздействия света. Красные краски на полотне Ван Гога «Стоги сена под дождливым небом» медленно белеют. Руководитель исследования, Коен Янссенс (Koen Janssens) из Университета Антверпена отмечает, что, казалось бы, нормальным представлением было то, что рецептурам для изготовления красок, которыми пользовался В ..
Вся статья

Химики часто прибегают к методам компьютерного моделирования для того, чтобы предсказать механизм химической реакции – энергию возможных интермедиатов и переходных состояний. Тем не менее, у некоторых исследователей возникает вопрос – насколько полезны такие модели, ведь в ряде случаев вместо того, чтобы прояснить ситуацию с изучаемой реакционной системой, они вызывают только головную боль. Результаты нового детального компьютерного исследования позволяют сделать вывод о том, что во многих случаях пользу компьютерного моделирования можно назвать очень сомнительной. Авторы работы говорят о том, что многие механизмы многостадийных реакций, которые были предсказаны в результате годов работы специалистов по компьютерному моделированию, содержат такое количество неправильно определенных структур, что называть их ошибочными – скорее делать им комплимент. На диаграмме представлены энергии интермедиатов и переходных состояний реакции Мориты-Бэйлиса-Хиллмана, определенных в ряде ..
Вся статья

Исследователи из Японии разработали источник белого света [white light-emitting device (WLED)], который может использоваться для наружного освещения, не влияя при этом на рост и развитие растений. В настоящее время многие системы освещения в мире основаны на источниках белого света, такие устройства подверглись уже немалому количеству модификаций, позволяющих снизить потребление ими энергии без потери яркости. Эти свойства светоизлучающих систем отлично подходят для освещения помещений, но создают проблемы при попытке использовать источники белого света для наружного освещения. Природные места обитания растений, особенно тех, которые произрастают в областях, обычно находящихся в темноте ночью – в пещерах и лесах, могут перестраиваться в результате воздействия искусственного облучения – увеличение времени освещения может привести к увеличению выживаемости инвазивных биологических видов. Ночное освещение также может повлиять на цветение ночных цветов, понизить урожайность неко ..
Вся статья

Ученые из Великобритании создали работающую на смартфоне систему, позволяющую людям избежать потребления воды, загрязненной мышьяком [1]. Камера смартфона измеряет флуоресценцию квантовых точек, вызванную присутствием мышьяка, позволяя детектировать этот элемент в концентрациях, составляющих 5 мкмоль/л. В соответствии с данными Всемирной организации здравоохранения, около 57 миллионов человек во все мире регулярно сталкиваются с присутствием в питьевой воде мышьяка в опасных концентрациях (превышающих концентрацию 10 мкмоль/л). Хроническое потребление печально известного яда и канцерогена, связывающегося с белками и нарушающего нормальную работу клеток, представляет собой одну из самых значительных проблем для здоровья, связанных со средой обитания. Таким образом, разработка портативного и легкого в применении устройства, позволяющего измерять концентрацию наиболее токсичной формы мышьяка в питьевой воде, является актуальной задачей. Данные с камеры смартфона Nokia N85. Данн ..
Вся статья

Исследователи из Франции и Испании разработали компьютерную модель, позволяющую изучить механизмы, управляющие эволюцией гуанин-цитозин кодирующих регионов, и обнаружили, что некоторые самопроизвольные мутации наиболее вероятно появляются не определенных участках ДНК. Известно, что равновесие между геномными парами гуанин-цитозин (ГЦ) и аденин-тимин (AT) смещено в сторону большей благоприятности накопления пар AТ. Предполагается, что за мутационный сдвиг ГЦ→АТ могут отвечать редкие таутомеры (Г*Ц*), образующиеся после самопроизвольного двухпротонного обмена между основаниями. Таутомерное равновесие может привести к образованию редких таутомерных форм ГЦ. (Рисунок из Phys. Chem. Chem. Phys., 2015, DOI: 10.1039/c4cp05806b) Хосе Педро Серон-Карраско (José Pedro Cerón-Carrasco) из Университета Мурции (Испания) и Дени Жакеми (Denis Jacquemin) из Университета Нанта (Франция) скомбинировали два расчетных метода для моделирования влияния генетической последовательности на самопр ..
Вся статья

Исследователи из Китая разработали уникальную систему совместной адресной доставки лекарственных препаратов на основе высокопористых металлоорганических каркасных структур [metal–organic framework (MOF)], одним из компонентов таких каркасов является куркумин. Металлоорганические каркасные структуры весьма перспективны для применения в качестве контейнеров для адресной доставки лекарственных препаратов. Эта возможность обуславливается наличием в их структуре больших пустот, способных к инкапсуляции широкого ряда различных низкомолекулярных соединений. Однако, как правило, известные металлоорганические каркасы получают с использованием дорогих линкеров, являющихся результатами трансформации петрохимического сырья, и такие линкеры, к сожалению, не являются биологически совместимыми. Для решения проблем, связанных с биологической совместимостью, исследователи из группы Гуаншаня Жу (Guangshan Zhu), работающие в Университете Цилинь, получили металлоорганические каркасные структуры ..
Вся статья

В случае огнестрельного или другого травматического ранения необходимо очень быстро принимать меры и для остановки кровотечения, и для предотвращения инфицирования. Исследователи разработали «умный перевязочный материал» двойного действия, который со временем сможет спасать жизни, сразу решая обе проблемы. Новая повязка быстро высвобождает препарат, который способствует остановке кровотечения, а затем медленно выделяет антибиотик. Паула Хэммонд (Paula T. Hammond), специалист по химической технологии из Массачусетского технологического института и ее коллеги занимались разработкой перевязочных материалов, высвобождающих лекарственные препараты, в течение нескольких лет. Ранее исследователи использовали метод послойной сборки для получения пленок микрометровой или даже нанометровой толщины, способных к высвобождению лекарственного препарата в течение определенного времени. С помощью прикапывания или распыления они вводили в желатиновую губку водный раствор, содержащий лека ..
Вся статья

Известно, что одноименно заряженные полюса магнитов и одноименно заряженные частицы отталкиваются, поэтому вряд ли можно было бы ожидать связывания несущих частичные положительные заряды атомов водорода и фосфора. Тем не менее, исследователями из Университета Копенгагена впервые было продемонстрировано свидетельство существования водородной связи, в которой реализуется взаимодействие положительного заряженного атома фосфора и положительно заряженного водорода. Результаты исследования могут оказаться полезными для понимания того, как происходит самоорганизация таких биологически важных молекул, как ДНК и белки. Для фосфопротеидов, как и для других белков, их биологическая роль весьма значительно зависит от третичной структуры, которую они принимают. Известно, что многие фосфопротеиды, играющие роль сигнальных молекул или катализаторов, эффективны только в одной, нативной конформации, в формировании которой в том числе принимают участие и водородные связи. Очевидно, что для из ..
Вся статья

Новая машина для получения сложных молекул может сделать для химии то, что 3-D-печать сделала для инженерии – получать новые вещества быстро, в гибком режиме и сделать синтез доступным практически для каждого. Химики из Университета Иллинойса, работающие под руководством профессора Мартина Бёрке (Martin D. Burke), создали машину, способную получать сложные низкомолекулярные соединения «в несколько щелчков мышью» – своеобразный молекулярный аналог трехмерного принтера. Автоматизированный процесс может оказаться весьма перспективным для ускорения хода разработки новых лекарственных препаратов и других технологий, в которых нужны новые низкомолекулярные соединения. Рисунок из Science, 2015 DOI: 10.1126/science.aaa5414 Как отмечает Бёрке, исследователи хотели адаптировать очень сложный процесс, а его упрощение позволяет провести автоматизацию, что, в свою очередь, может значительно расширить возможности синтеза низкомолекулярных соединений с практически полезными с ..
Вся статья

Результаты нового исследования позволяют предположить, что все животные, включая человека, получили чужие гены от микроорганизмов, сосуществовавших с ними в древние времена. Этот результат оспаривает традиционные представления о том, что эволюция животных опирается только на те гены, которые передаются по линии предков. Перенос генов между организмами, существующими в одинаковом окружении, называется параллельным переносом генов. Параллельный перенос генов (ППГ) хорошо известен для одноклеточных организмов и считается важным элементом эволюции микроорганизмов, объясняющим, например, приобретение штаммами бактерий резистентности к антибиотикам. Филогенетическое дерево гена человека HAS1. (Рисунок из Genome Biology, 2015; 16 (1) DOI: 10.1186/s13059-015-0607-3) Предполагалось, что ППГ играет важную роль в эволюции некоторых относительно простых животных, включая червей-нематод, приобретших гены от микроорганизмов и растений, а также некоторых видов жуков, получивших позволя ..
Вся статья