Список новостей

Более эффективные литий-ионные аккумуляторы, которые могут запасать большее количество энергии, могут быть получены за счет введения дополнительного беспорядка в их электроды – это наблюдение противоречит ранее высказывавшимся предположениям о способах увеличения их эффективности.   Открытие того, что для получения электродов в аккумуляторах вовсе нет необходимости в получении высокоупорядоченных кристаллических структурах, может значительно увеличить число кандидатов для изготовления аккумуляторов нового типа. Литий-ионные аккумуляторы могут запасать больше энергии на единицу массы по сравнению, например, с никель-кадмиевыми. Это обстоятельство позволяет как уменьшать размер портативных электронных устройств, так и увеличивать время между перезарядками источников питания. Тем не менее, для ряда применений, требующих больших затратов энергии (например для того, чтобы электромобиль мог проехать на одной зарядке большее расстояние), требуется еще большая плотность эне ..
Вся статья

Исследователи из США разработали простой масштабируемый one-pot способ синтеза азиридинов – трехчленных азотсодержащих циклов, представляющих собой полезные строительные блоки для введения атома азота в более сложные по структуре органические соединения, включая лекарственные препараты. Существующие в настоящее время методы синтеза азиридинов обычно основаны на применении защитной группы, которая, «прикрывая» атом азота, обеспечивает устойчивость образующейся структуры. Однако для дальнейшего применения азиридинов в качестве строительных блоков в органическом синтезе эту защитную группу необходимо удалить; для ее удаления зачастую требуются жесткие условия, которые могут вызвать разрушение самого трехчленного азотсодержащего цикла. Именно это обстоятельство и ограничивает применение азиридинов в синтетической практике.   Для решения этой проблемы был разработан метод получения азиридинов со связями N–H и N–Me, исходными веществами для которых являются алке ..
Вся статья

Практически каждому человеку, имеющему хоть какое-то представление о естествознании, известно, что одноименные заряды отталкиваются, однако это не помешало исследователям из Израиля синтезировать необычные координационные соединения, в которых катионные лиганды связанные с катионными металлоцентрами.   Новые металлокомплексы могут оказаться полезными для проведения каталитически и стехиометрически инициируемых органических реакций. При сближении двух положительно заряженных частиц на них начинают действовать противоположные силы – кулоновскому отталкиванию одноименно заряженных центров сопутствует кулоновское притяжение, возникающие между положительным зарядовым центром одной частицы и электронами другой. То, что, в конечном итоге отталкивание «выигрывает» у притяжения, и обуславливает термодинамическую неустойчивость структур с двумя катионными центрами.   Однако, несмотря на термодинамическую неустойчивость, комплексы переходных металлов, полученные М ..
Вся статья

Исследователям из Университета Джорджии впервые удалось провести удачный синтез устойчивого тетроксида дифосфора, фосфорсодержащего аналога N2O4. Одним из самых удивительных моментов является то обстоятельство, что этот синтез был проведен при комнатной температуре. Несмотря на то, что фосфор и азот находятся в одной группе Периодической системы, едва ли можно найти два неметалла, которые бы так значительно различались своими свойствами. Двухатомная молекула азота N2 устойчива и является основным компонентом атмосферы, а оксиды азота во всех степенях окисления были впервые получены и описаны еще со времен «пневматической химии». С другой стороны, молекула дифосфора (P2) характеризуется небольшим временем жизни, а оксид фосфора, аналогичный тетроксиду диазота N2O4 отличается исключительно высокой реакционной способностью. До настоящего времени это означало, что изучение практически неуловимого тетроксида дифосфора можно было проводить только при криогенных температурах. ..
Вся статья

Кажется, что возможности Периодической системы по ее расширению воистину безграничны. В последнее десятилетие в Таблице Менделеева чуть ли не каждый год атом за атомом появляются новые сверхтяжелые элементы, ядра которых получают в ускорителях. Помимо атомов классических, состоящих из ядер и электронов, в последние годы появляется информация и о других видах атомоподобных строительных систем – полиатомных «суператомов» [1] или наночастиц, для которых «валентность» формируется за счет линкеров на основе ДНК [2]. Однако с момента опровержения теории «мирового эфира» и до настоящего времени ни у кого не было сомнений в том, что на первом месте в Периодической системе находится водород. В новой работе Мухаммад Голи (Mohammad Goli) и Шант Шахбазиан (Shant Shahbazian) из Университета Шахид Бехешти (Иран) [3] предлагается рассмотреть два новых легких элемента, которые, однако, правильнее было бы назвать изотопами. Это мюоний (Mu), в котором электрон вращается вокруг положительно за ..
Вся статья

Исследователи из США продемонстрировали, что микрокапиллярное устройство может работать, питаясь только механической энергией руки человека. Поведение жидкости на поверхности заряженного диэлектрика может контролироваться за счет изменения электростатических свойств этой поверхности – это явление известно как электросмачивание [electrowetting on dielectric phenomenon (EWOD)]. Это явление применяется в цифровых микрокапиллярных устройствах, где за счет электросмачивания обычно происходит контроль отдельных капель жидкости, содержащих образцы для анализа или реагент. Однако необходимость применения громоздких источников внешнего питания в настоящее время ограничивает применимость микрокапиллярных технологий, работающих за счет электросмачивания, в биомедицинских и других устройствах. Чень Пен (Chen Peng) с коллегами из Университета Калифорнии (Лос-Анжелес) разработал систему, которая позволяет конвертировать импульсы механической энергии, проявляющиеся, например, в давлении па ..
Вся статья

Быстрое развитие технологий последних двух десятилетий привело к созданию мощных и компактных компьютеров, тонких мониторов и телевизоров, смартфонов и высокоэффективных электродвигателей.   Ключом для таких технологических прорывов стали новые материалы, содержащие когда-то считавшиеся экзотическими и бесполезными d-элементы тантал и ниобий, а также f-элементы – иттрий и диспрозий.   По мере того, как потребители просят от разработчиков и инженеров все более и более совершенные продукты возникает вопрос о том, насколько запасы этих и некоторых других элементов смогут обеспечить устойчивое развитие технологий, связанных с электроникой и источниками питания, равно как и о том, насколько насущно необходимо подбирать замену этим элементам, или же вообще – пришла пора разрабатывать альтернативные технологии. Для оценки состояния и возможных перспектив исследователи из Йельского университета решили провести новый всесторонний анализ областей применения 62 ме ..
Вся статья

Углеводные цепи или гликаны, связанные с большинством белков, входящих в состав клеточных мембран, не являются простым украшением. Эти гликановые фрагменты контролируют активность протеинов, а также являются фрагментами, с которыми могут связываться другие соединения, например болезнетворный токсин коклюша.   В новой работе исследователи сообщают о том, что комбинирование двух стратегий введения химических меток позволяет определять строение гликана на отдельном протеиногликановом комплексе, представляющем интерес. Результаты работы могут оказаться полезными для определения того, каким образом углеводные фрагменты гликопротеидов регулируют биохимические процессы. До настоящего времени существовали способы слежения за углеводами, связанными с белками, но практически никогда такая визуализация не затрагивала какой-то один специфический белок. Чаще всего исследователи настраивали метаболизм клеток таким образом, чтобы пометить флуоресцентным красителем определенный угл ..
Вся статья

Измерение содержания нуклида 13C в выдохе малолетних пациентов может спасти много жизней, диагностировав сепсис на ранней стадии. В настоящее время в мире сепсис ежегодно уносит жизни около миллиона детей в возрасте одного года, эта проблема касается и стран с высоким уровнем развития экономики и медицинской инфраструктуры (в Великобритании каждый год регистрируется более 30000 случаев сепсиса малолетних, ряд этих случаев опять же приводит к летальному исходу). Дэниэл Бутц (Daniel Bütz) с соавторами из Университета Висконсин-Мэдисон (США) ищут способ понизить эту печальную статистику.   Как и для многих других смертельно опасных заболеваний, для сепсиса положительный прогноз состояния пациента зависит от того, насколько рано удалось поставить диагноз. К сожалению, существующие методы диагностики сепсиса либо не обладают достаточной для раннего обнаружения заболевания чувствительностью, либо являются дорогими и инвазивными, что ограничивает возможности их исполь ..
Вся статья

Успех очистки морской воды или сточных вод до состояния питьевой воды зависит от фильтрующей способности тонких полиамидных мембран, работа которых осложняется, однако, тем, что со временем на таких мембранах закрепляются различные микроорганизмы, которые понижают способность мембран отделять от воды соли и другие загрязнители.   Результаты нового исследования говорят о том, что связывание нанолистов оксида графена с полиамидными материалами может замедлить рост и размножение бактерий. Таким образом, модифицированные производными графена мембраны можно будет реже чистить, и их срок службы будет большим, чем у мембран применяющихся в настоящее время. Известно, что ряд наноматериалов, как, например, оксид графена, могут подавлять рост и размножение микроорганизмов (строго говоря, механизм этого процесса пока еще неизвестен). Ранее исследователи уже получали противомикробные мембраны, смешивая оксид графена с полиамидами в процессе отливки мембран. Однако, как отмечает ..
Вся статья

Исследователи из Германии придумали, как вскипятить воду менее, чем за одну триллионную секунды.   Новый подход, который, правда, пока является еще только теоретической моделью, основан на применении концентрированного импульса излучения в терагерцевом диапазоне, который, опять же теоретически, может поднять температуру небольшого объема воды на несколько сотен градусов за милли- и даже пикосекунды. В том случае, если возможности новой методики будут подтверждены экспериментально, она сможет стать новым инструментом, который сможет индуцировать протекание термически инициируемых реакций за точное время. А эта возможность, в свою очередь, позволило бы более эффективно изучить механизм химических реакций, а также научиться управлять их течением.   В новом исследовании Ориол Вендрелл (Oriol Vendrell) с коллегами использовал методы молекулярной динамики для теоретического моделирования того, как на воду может повлиять импульс излучения в терагерцевом диапаз ..
Вся статья

Простая система кодирования сообщения испарениями алкогольных напитков, в том числе и водкой с последующей передача их на расстояние через воздух в виде простого текстового сообщения. Исследователи из США и Канады заявляют, что это является первым примером лабораторного моделирования передачи химических сигналов животными и растениями, которое реализуется при их общении в живой природе. С изобретения электрического телеграфа главным переносчиком сообщений, адресованных людям другу, стали электромагнитные волны. Первоначально они генерировались импульсами электрического тока, проходящего по проводнику, затем с изобретением принципа радиосвязи электромагнитные волны радиочастоты стали передаваться от передатчика на приемник (в том числе и с сотового телефона на сотовый телефон) по воздуху. Тем не менее, в ряде случаев такой способ передачи информации в ряде случаев может оказаться непрактичным (особенно, если сигнал надо передать на расстояние, меньшее, чем длина электромагнит ..
Вся статья

Американские исследователи разработали ферментативную логическую систему, которая в перспективе может найти применение для высвобождения лекарств. Представленная работа является первой искусственной биомолекулярной системой, которая может обрабатывать серии физиологических сигналов без применения электроники [1]. Логическая система, основанная на биокомпьютере и обрабатывающая биомолекулярные сигналы, могла бы кардинально изменить доставку лекарственного препарата в организм. С использованием поверхности чувствительных электродов, реагирующих на определенные биохимические импульсы, персонификация терапевтического подхода «под конкретного пациента» становится все ближе к реальной действительности.   Недостатком систем, высвобождающих лекарства, являлось медленное и бесконтрольное высвобождение фармацевтически активного компонента. Для того, чтобы простимулировать высвобождение лекарственного препарата использовались различные внешние факторы воздействия, включая темп ..
Вся статья

В рамках более широкого проекта по созданию автономного изолированного туалета была разработана электролитическая ячейка, в которой сочетается процесс накопления энергии и очистки воды для ее последующего использования. Электрохимический подход к очистке воды нельзя назвать исключительно пионерским, однако, в настоящее время, как правило, электрохимию применяют для очистки воды, загрязненной промышленными отходами.   Майкл Хоффман (Michael Hoffmann) с коллегами из Калифорнийского Технологического Института надеется, что разработанный в его группе электрохимический метод расщепления воды может оказаться полезным не только для очистки сточных вод от продуктов жизнедеятельности человека, но и для получения газообразного водорода, что, в конечном итоге может сделать новую систему полезной для применения в областях с недостаточно развитой инфраструктурой. Хоффман отмечает, что идея концепции работы возникла у него в процессе исследования, посвященного производству со ..
Вся статья

В настоящее время многие исследователи используют фотографии флуоресцирующих растворов для иллюстрирования своих научных статей. Исследователи из Германии впервые продемонстрировали, что такие фотографии – это чуть больше, чем просто красивые рисунки, они содержат полезную информацию. Эмиссионная спектроскопия считается золотым стандартом среди методов, позволяющих анализировать флуоресцирующие растворы, однако анализ данных, получены с помощью эмиссионной спектроскопии, может быть непростым и требовать значительных затрат времени, особенно тогда, когда приходится обрабатывать большой массив экспериментального материала. Все эти обстоятельства привели к тому, что исследователи из группы Уве Бунца (Uwe Bunz) из Гейдельбергского Университета задались вопросом: «А не может ли фотография стать методом, который позволит получать эту информацию быстро и эффективно?» - получив в итоге утвердительный ответ на этот вопрос. Фотографические и спектрометрические данные можно сравнивать, ..
Вся статья

Поскольку карбоновые кислоты и аминокислоты играю большую роль в обмене веществ, как отдельных клеток, так и целых организмов, создание систем их распознавания является актуальной задачей современной химии. Не менее важной практической целью является и разработка методов разделения биологически значимых кислот – такие задачи важны для регулярного применения в биотехнологии, биологической медицине и лабораториях контроля качества продуктов питания. Обычно для решения последней задачи в настоящее время применяются высокоэффективная жидкостная хроматография, электрофорез и другие электрохимические методы разделения веществ, однако зачастую для проведения таких операций требуется сложное оборудование и/или высококвалифицированный персонал. Одним из перспективных подходов к разделению смесей близких по структуре карбоновых кислот и/или их концентрированию является применение высокоселективных молекул-хозяев, способных эффективно и селективно связываться с определенной молекул ..
Вся статья

Химики из Колледжа Бостона предлагают новую химическую методологию, позволяющую легко проводить конверсию α-олефинов в полезные органические соединения. Скомбинировав пару каталитических процессов в одну последовательность, исследователи смогли осуществить конверсию дешевых и распространенных веществ в полезные для синтетиков борорганические вещества. Исследователи сообщают, что их методология основывается на двух каталитических реакциях – одна из них была разработана непосредственно в Колледже Бостона, а другая – в Массачусетском Технологическом Институте. Как отмечает руководитель работы, Джеймс Моркен (James P. Morken), комбинация двух процессов в одну последовательность привела к созданию беспрецедентной реакции, позволяющей получать целевые продукты с высокой частотой и селективностью.   Как отмечает Моркен, сами синтетики из Бостона отладили протокол получения борорганических соединений из α-олефинов, вторая же реакция представляет собой катализируемый паллади ..
Вся статья

Исследователи из Университета Кертин (Австралия) продемонстрировали, что естественная радиоактивность, присущая атомам, входящим непосредственно в состав ДНК, может являться еще одной причиной генетических мутаций.   Проведенное исследование является первой попыткой проанализировать на атомном уровне то, как естественная радиоактивность может воздействовать на ДНК различных организмов, в том числе и человека. Давно известно, что радиация окружает нас на Земле повсюду и с самых ранних времен. В наших телах, как и в любом живом организме на этой планете, постоянно протекают процессы радиоактивного распада. Никто ранее и не предполагал, что эта естественная радиоактивность, которой, в том числе обладает и наша ДНК, может влиять на особенности ее строения, играя роль инициатора мутационных процессов.   Тем не менее, использование компьютерного моделирования позволило исследователям из Университета Кертин (Австралия) и Национальной лаборатории Лос Аламос (СШ ..
Вся статья

Открытие того, что при повышенном давлении могут существовать такие стабильные формы хлорида натрия, как NaCl3 и Na3Cl, демонстрируют, что следует пересмотреть некоторые основные законы химии. Именно так утверждает Артем Оганов (Artem Oganov) из Университета Нью-Йорка, исследовательская группа которого предсказала, а затем и экспериментально доказали возможность существования этих необычных форм. Как отмечает Оганов, такие фундаментальные правила, как, например, правило баланса зарядов и правило устойчивых октетных оболочек могут быть нарушены при уже относительно скромных давлениях. Он добавляет, что даже для хорошо изученной системы можно подобрать условия, при которых будут появляться состояния с необычным строением и свойствами, заслуживающими дальнейшего изучения. Исследователи из группы Оганова разработали компьютерный алгоритм, основанный на ab initio принципах квантовой механики, получивший название USPEX и позволяющий предсказывать крист ..
Вся статья

Те же самые крошечные кристаллы целлюлозы которые обеспечивают прочность листьев, стеблей и стволов растений, не только отличаются небольшой плотностью и высокой эластичностью – как показывают результаты новых исследований, они такие же прочные, как и сталь. Новая информация о хорошо известном материале может оказаться полезной для создания нового класса биологических материалов для широкого круга практических приложений, например для повышения прочности материалов, использующихся в строительстве и создании деталей автомашин.   Как отмечает Пабло Заваттьери (Pablo D. Zavattieri) из Университета Пэрдю, расчеты, основанные на моделях, в которых используется уточненная структура целлюлозы, показывают, что жесткость нанокристаллов целлюлозы составляет 206 гигапаскалей, что сравнимо с жесткостью стали. Как подчеркивает Заваттьери, очень сложно измерить жесткость нанокристаллов целлюлозы экспериментально. В первую очередь это объясняется их крайне малыми размерами – н ..
Вся статья

Результаты компьютерных вычислений с использованием модели функционала плотности (DFT), проведенных специалистами из США и Израиля говорят, что при низких температурах азот может образовывать молекулярную кристаллическую решетку, в узлах которой расположены молекулы N8. Обнаруженная случайно гипотетическая кристаллическая структура состоит из молекул N8, в которых атомы азота связаны между собой комбинацией одинарных, двойных и тройных связей. Межмолекулярные взаимодействия, возникающие между молекулами N8, позволяют такой структуре оставаться метастабильной в условиях, более мягких, чем требуются для метастабильности других кристаллических форм азота, что в перспективе может найти и практическое применение, например – в системах аккумуляции энергии.   Двухатомная молекула азота, в виде которой он существует в газообразном состоянии, в том числе и в нашей атмосфере, отличается значительной инертностью, поскольку для разрыва тройной связи азот-азот требуется много эн ..
Вся статья

Исследователи из Швейцарии разработали микрокапиллярную платформу, способную количественно определять 4 белковых биомаркера в более чем 1000 образцах крови, расположенных на одном микрокапиллярном чипе.   Из-за поразительного сокращения расходования реагентов, времени и стоимости, эта новая высокопроизводительная технология может значительно удешевить диагностику заболеваний на ранних стадиях. Многие клинические диагностические испытания заключаются в количественном определении специфического белка в крови пациента. Если уровень этого белка не в норме, это может быть признаком заболевания. На сегодняшний день такие тесты являются очень дорогими и длительными по времени и используются только тогда, когда определенное заболевание уже подозревается, то есть у пациента уже проявляются его симптомы.   Хосе Гарсия-Кордеро (Jose Garcia-Cordero) и Себастьян Меркль (Sebastian Maerkl) из Швейцарской высшей технической школы в Лозанне надеются изменить такую ситуа ..
Вся статья

Группа исследователей из США разработала достаточно простую систему, которая позволит людям определить содержание холестерина в своей крови в домашних условиях, используя смартфон. Холестерин является важной органической молекулой органического происхождения. Он обеспечивает стабильность и проницаемость клеточных мембран в широком интервале температур. Он необходим для выработки витамина D, выработки надпочечниками различных стероидных гормонов. Тем не менее, высокое содержание холестерина в крови может стать большой проблемой для здоровья – считается, что превышение уровня холестерина в крови является фактором риска развития сердечнососудистых заболеваний. Людям, находящимся в группе риска в отношении сердечнососудистых заболеваний (впрочем, как и здоровым) необходимо контролировать содержание холестерина в крови, регулируя питание таким образом, чтобы потреблять меньше жиров животного происхождения, время от времени сдавая анализы на холестерин, а также содержащие его липо ..
Вся статья

Исследователи из Германии изобрели микромоторы, которые могут двигаться в воде, одновременно понижая содержание органических веществ – загрязнителей. Микромоторы, топливом которых является разбавленный пероксид водорода, могли бы использоваться при очистке небольших резервуаров, трубопроводов и других труднодоступных мест. Органические загрязнения можно найти во многих промышленных стоках, включая сточные воды текстильных, фармацевтических и сельскохозяйственных производств. Эти загрязнения представляют собой все возрастающую проблему, поскольку они представляют собой вещества, не склонные к разложению в условиях окружающей среды, и не могут перерабатываться с помощью обычных биологических или химических способов очистки воды.   Решить проблему загрязнения окружающей среды могли бы микромоторы. В прошлом году, опираясь на предыдущие примеры применения микромоторов в качестве портативных биосенсоров и переносчиков клеток, Джозеф Вонг (Joseph Wang) из Калифорнийского ..
Вся статья

Квантовые точки – участки полупроводникового материала, диаметр которых составляет несколько нанометров, могут стать подспорьем для создания новых типов источников питания, солнечных батарей и полевых транзисторов.   Преимуществом такой наноэлектроники является то, что электронные свойства квантовых точек зависят от их размера, что позволяет осуществлять легкий выбор частоты поглощаемой или испускаемой ими световой волны, напряжения, на которое они реагируют и других характеристик.   Тем не менее, для более тонкой настройки квантовых точек, процесса, который называется легирование (doping),зачастую связанного с увеличением концентрации электронов в нанообъекте зачастую требуются чрезвычайно низкие температуры или агрессивные реагенты, которые могут разрушить поверхность кристалла. Исследователям из Университета Вашингтона удалось разработать более мягкий в химическом отношении подход, позволяющий осуществлять простое и обратимое легирование нанокристалл ..
Вся статья

Новые «умные» полимеры, отличающиеся чрезвычайно высокой чувствительностью к значениям рН с исключительной точностью могут обнаруживать и делать видимыми опухоли. Принцип действия новой системы основан на том, что ткани опухоли, как правило, отличаются более высокой кислотностью по сравнению со здоровыми тканями.   Исследователи надеются, что новый полимер не только окажет посильную помощь хирургу в деле удаления всего злокачественного образования, но и поможет онкологу найти метастазы на ранних стадиях их образования. Уже многие исследовательские группы сообщали о создании функционализированных полимерных наночастиц, квантовых точек или углеродных нанотрубок, которые могли бы помогать «помечать» опухоли для их более легкого обнаружения. Однако практическое применение этих хемоиндикаторов онкологии ограничивает либо неравномерность их распределения между здоровыми и опухолевыми клетками, осложняющая точную локализацию новообразования, либо то, что для подачи сигнала ..
Вся статья

Исследователи из Германии сообщают, что они разработали принципиально новый способ борьбы с бактериальными инфекциями, продемонстрировав, что определенные низкомолекулярные соединения понижают болезнетворную способность Staphylococcus aureus. Руководитель исследования Стефан Зибер (Stephan Sieber) из Технологического Университета Мюнхена отмечает, что классический подход к лечению бактериальных заболеваний, основанный на применении антибиотиков, ставит бактерию в ситуацию, в которой у ней есть два выхода – умереть или выжить. При этом те бактерии, которые выживают, со временем становятся предками штаммов, вырабатывающих резистентность к действию определенного антибиотика. Зибер подчеркивает, что его исследовательская группа преследовала иную цель – понизить способность бактерий к выработке токсинов, повреждающих клетки-эукариоты в ходе инфекции, не оказывая при этом на бактерии существенного давления.   Регуляторы транскрипции (transcriptional regulators) могут ..
Вся статья

Летящие с большой скоростью молекулы водорода являются ключом для нового экологически безопасного метода для селективного разрыва одной из наиболее распространенных и важных для химической промышленности химических связей, которую только можно найти. Связи C–H алканов отличаются огромной прочностью – для их расщепления обычно требуется нагрев до температуры не меньшей 300°C или интенсивное облучение – оба таких воздействия могут привести к разрушению других фрагментов молекулы и утрату ее полезных свойств. Новый метод, разработанный Лео Лау (Leo Lau) из Западного Университета Канады представляет собой способ, позволяющий селективно разрывать связи C–H при тетраэдрически координированном углероде, не затрагивая остальную молекулу. Лау поясняет, что, хотя двухатомная молекула водорода при комнатной температуре отличается низкой реакционной способностью, увеличение кинетической энергии молекулы H2 до 10 эВ и больших значений делает возможным разрыв связи С–Н в том, случае, ..
Вся статья

Исследователи из Швейцарии заявляют, что двухслойное защитное покрытие, выделяющее цианид, если его укусить, может использоваться для защиты семян и зерен от вредителей. Защитная система активируется и становится токсичной только при смешивании слоев, что позволяет ей избежать проблем, характерных для обычных пестицидов. Защита посевов от вредителей представляет собой задачу, над решением которой бьются исследователи во всем мире. Особенно остро эта проблема стоит для развивающихся стран. Одна из проблем заключается в том, что традиционные пестициды, использующиеся в качестве химических средств борьбы за урожай, могут загрязнять окружающую среду и становиться причиной смерти безопасных насекомых, например, пчел.   Венделин Старк (Wendelin Stark) из Института Химии и Биотехнологии в Цюрихе отмечает, что именно его обеспокоенность по поводу возможности утечки пестицидов в окружающую среду и побудила его искать альтернативное решение. Старк с коллегами заметил, что мно ..
Вся статья

В соответствии с проведенными российскими учеными исследованиями областями возникновения залежей алмазов могли быть зоны субдукции (subduction zones) – границы между тектоническими плитами, где Земная кора погружена в горячую мантию –.   Эксперименты позволили определить окислительно-восстановительные реакции, которые приводят к образованию алмаза и объясняют структурные модификации алмаза, таким образом улучшая наше понимание процессов, происходящих глубоко в недрах Земли. Алмаз почти на 100% состоит из углерода, однако его физические и химические свойства могут меняться в зависимости от крошечных включений твердых и жидких веществ. Руководитель исследования Юрий Пальянов (Yuri Palyanov), из Институт геологии и минералогии имени В.С. Соболева СО РАН (Новосибирск), отмечает, что гетерогенность алмаза, которая ярко отслеживается по структуре включений, содержанию азота и распределению изотопов углерода является причиной многочисленных дискуссий о происхождении алмаза ..
Вся статья

Результаты исследования ископаемых остатков позволяют предположить, что причиной массового вымирания живых организмов, случившегося в конце Пермского периода, являлись постоянные кислотные дожди и утеря атмосферой Земли не менее 65% озонового слоя. Такое предположение высказывается на основе описывающих доисторические атмосферные явления климатических моделей, построенных при анализе ископаемых останков. Массовое пермское вымирание, которое иногда называют «Великим вымиранием» (Great Dying) произошло 252 миллиона лет назад и привело к смерти 90% всех существовавших тогда на Земле видов живых организмов, включая трилобитов, морских скорпионов и некоторых сортов кораллов. Причины этого вымирания до настоящего времени остаются предметом дискуссий, причем главным подозреваемым в организации массовых смертей живых организмов является усиление вулканической активности на территории Сибири. Исследователи из группы Бенджамина Блэка (Benjamin Black) из Массачусетского технологиче ..
Вся статья

Американские исследователи разработали новый способ вакцинации против бактериальных токсинов, основанный на их инкапсуляции в гибридные наночастицы. Такой подход не требует физической или химической модификации токсина для того, чтобы сделать токсин безопасным прежде, чем вводить его пациенту. В результате новая система вакцинирования приобретает важное преимущество перед существующими, поскольку измененение естественных свойств токсина может изменить ключевые структурные характеристики, которые иммунная система использует для распознавания токсина при его повторных атаках.   Исследовательская группа под руководством Лянфан Чжан (Liangfang Zhang) из Университета Калифорнии в Сан-Диего создала новую вакцину, использовав следующую технику получения наночастиц – покрытием мембраны красных кровяных телец пленкой из полигликолевой кислоты.   Затем исследователи подвергали частицы действию синтетического токсина α-гемолизина (α-haemolysin), аналогичным по стр ..
Вся статья

Китайские исследователи использовали человеческие волосы для создания ключевого узла аккумулятора энергии. Исследование может привести к более эффективной и экологически безвредной замене традиционных элементов питания. Многие аккумуляторы, применяемые в настоящее время, как например, свинцово-кислотные автомобильные аккумуляторы, являются тяжелыми и громоздкими, и изготавливаются с применением опасных химических соединений. В связи с увеличивающимися по всему миру продажами мобильных электронных устройств, влияние отслуживших свой срок источников питания на окружающую среду привлекает все большее внимание и стимулирует проведение научно-исследовательских работ в области суперконденсаторов, которые могут изготавливаться из экологически безопасных материалов на основе углерода.   К сожалению, такие углеродные материалы обычно либо сложно изготавливать, или же сырьем для их получения являются горючие полезные ископаемые, которые могут требоваться и для решения других ..
Вся статья

Китайскими исследователями разработаны крошечные генераторы, способные вырабатывать электричество, преобразуя как световую энергию, так и энергию ветра. Новая система может вырабатывать энергию круглосуточно, что позволило бы использовать ее для питания сенсорных датчиков или светодиодов, и, возможно, для перезарядки литий-ионных аккумуляторов. В современных технических новинках в ряде случаев используются сжимающиеся трибоэлектрические генераторы, однако их мощность ограничена. Трение между двумя пленками внутри трибохимического устройства генерирует энергию, но при миниатюризации изнашивание этих электродов мешает этому процессу. В трибоэлектрических наногенераторах, индуцируемых действием воздушного потока [airflow induced triboelectric nanogenerator (ATNG)], созданные Чэньго Ху (Chenguo Hu), Цзюнь Чжоу (Jun Zhou) и их коллегами из Университетов Чунцин и Хуачжун, исключен непосредственный контакт электродов.   Даже слабый воздушный поток может вызвать колебан ..
Вся статья

Совместное сжатие иридия и водорода при ультравысоком давлении позволяет получить новый, неописанный ранее гидрид металла, имеющий высокое содержание водорода и необычное строение кристаллической решетки. Возникший в последние годы интерес к гидридам металлов обусловлен тем, что эти вещества могут использоваться для обратимого запасания водорода. Очевидно, что такой плотный и дорогой металл, как иридий, вряд ли может стать компонентом для практически используемого резервуара для водорода, однако результаты работы по исследованию особенностей получения гидрида иридия могут стать основой для поиска путей синтеза новых гидридов.   Исследователи из группы Евгения Григорянца (Eugene Gregoryanz) из Университета Эдинбурга сжимали водород и иридий с помощью алмазной наковальни – устройства, способного создавать огромное давление. Исследователи осуществляли постепенное сжатие образца с одновременным нагревом лазером и слежением за системой с помощью метода рентгеновской дифр ..
Вся статья

Исследователи сумели использовать фемтосекундные лазерные импульсы и построить не только график, иллюстрирующий то, каким образом электроны движутся в кристаллах с сильно выраженной ионностью связи, но как на это движение электронов влияет сильное электрическое поле.   Показано, что в кристалле гидрида лития на характер движения электронов оказывает существенное влияние их взаимодействие. Ионная кристаллическая решетка представляет собой упорядоченное расположение ионов в пространстве. Типичной ионной кристаллической решеткой является кубическая кристаллическая решетка хлорида натрия, в которой катионы натрия взаимодействуют с хлорид-анионами. Другим веществом, в котором реализуется кубическая кристаллическая решетка, является гидрид лития (LiH). В отличие от кристаллической решетки хлорида натрия, имеющей ярко выраженный ионный характер благодаря полному разделению зарядов, заряды в гидриде лития разделены в меньшей степени, что делает связь в гидриде лития «золото ..
Вся статья

Результаты нового исследования ученых из США и Великобритании приближают тот момент, когда искусственные белки смогут участвовать в природных биохимических процессах – было продемонстрировано, что бактерия может выстраивать последовательность аминокислот, совершенно нетипичную для природного белка, вырабатывая при этом полностью функциональный цитохром. Появившаяся недавно и динамично развивающаяся такая область естествознания, как синтетическая биология, требует того, чтобы синтетические белки, в том числе и ферменты, без сучка и задоринки могли бы интегрироваться с природными белками и другими субстратами. Как отмечает Росс Андерсон (Ross Anderson) из Университета Бристоля, исследователи из его группы попытались создать искусственные белки, способные проявлять химические и иные свойства природных белков. Для того, чтобы создать искусственный белок-цитохром, Андерсон с коллегами использовали относительно новую методологию, известную как макетирование (maquette approach), по ..
Вся статья

Новый материал, который получают чередования слоев бактериальной целлюлозы и электропроводных полимеров в будущем может использоваться для создания имплантируемых медицинских устройств. Бактериальная целлюлоза [bacterial cellulose (BC)] представляет собой отличающийся гибкостью и реагирующий на изменения в окружающей среде гидрогель природного происхождения. Исследователи из группы Гуана Янга (Guang Yang) из Университета Науки и Технологии Гуанчжоу (Вухань, Китай) нанесли слой электропроводного полимера, полианилина [polyaniline (PAni)] на слой бактериальной целлюлозы, получив при этом материал, который откликается на электрические сигналы.   Основа нового материала – целлюлозный гидрогель, полученный из бактерии Gluconacetobacter xylinum. После очистки гидрогель замачивали в течение 48 часов в растворе, содержащем соли анилина, выступавшие в роли исходных веществ для получения полианилина. Затем гель помещали между двумя электродами, и действие электрического ..
Вся статья

Международная группа исследователей использовала желатин в качестве исходного материала для получения углеродсодержащего легированного электрокатализатора. Исследователи не сомневаются, что в перспективе их система сможет заменить платиновые катализаторы в топливных элементах.   Зое Шнепп (Zoe Schnepp) из Университета Бирмингема решил продемонстрировать, что в увеличении экологической безопасности и без того относительно «зеленых» топливных элементов нет пределов. Для получения катализатора исследователи смешали производные магния и железа с желатином и получили пену из желатина. Исследователи подобрали такое соотношение исходных веществ, благодаря которому образовывались пузырьки небольшого размера, обеспечивающие материалу очень большую площадь внутренней поверхности материала. Затем желатинизированную пену нагревали до 800°C, в результате чего материал сохранял свою пузырьковую структуру, однако покрытием такой структуры служил карбид железа.   На сл ..
Вся статья

Химический анализ обнаруженной при раскопках в Южной Мексике керамики, возраст которой составляет два тысячелетия, позволяет предполагать, что люди, пользовавшиеся этими горшечными изделиями, приправляли свои блюда соусом, приготовленным из перца-чили и пили напитки, изготовленные с использованием этого едкого перца.   Возможно, что потребление перченых блюд и перченых напитков могло быть частью ритуала, а возможно – обычной практикой питания, но в любом случае результаты нового анализа говорят о том, что использование перца чили человеком началось почти на тысячу лет ранее, чем предполагалось ранее. К настоящему времени достаточно сложно однозначно определить, когда произошло окультуривание первых образцов жгучего перца Capsicum – с одной стороны, результаты раскопок в Эквадоре и Мексике позволяют говорить, что люди выращивали перец чили уже 6000 лет назад, с другой стороны – анализ керамической и каменной посуды не позволял дать однозначный ответ на вопр ..
Вся статья