наука тяжелые металлы

Живущие в снегу комары спасаются от замерзания, ампутируя собственные конечности

Биологи обнаружили у «снежных» комаров уникальную для живой природы способность отрывать собственные конечности, жидкость в которых начинает замерзать. Это не позволяет кристаллизации распространиться по всему телу и спасает насекомых от гибели.

Самка хионеи на снегу

Ледничники, или хионеи (Chionea) — уникальные бескрылые комары, сохраняющие активность даже в зимнее время. Их можно встретить в умеренных широтах по всему Северному полушарию, зачастую прямо на снегу. Такая способность переживать низкие температуры крайне необычна для насекомых. Один из секретов этой устойчивости обнаружили ученые из Вашингтонского университета, статья которых представлена в онлайн-библиотеке препринтов bioRxiv.

Джон Татхилл (John Tuthill) и его коллеги показали, что хионеи могут переносить понижение температуры тела до минус семи градусов. Гемолимфа в нем остается жидкой, а опасная кристаллизация, ведущая к разрушению тканей, начинается при более низкой температуре. При этом стартует она, конечно, с конечностей, и тогда насекомое может применять весьма необычную тактику, отрывая соответствующую конечность, чтобы не дать кристаллизации распространиться по всему телу.

До сих пор эта тактика ускользала от внимания биологов, поскольку ледничники довольно капризны к условиям жизни, их крайне непросто выращивать и исследовать в лаборатории. Поэтому Татхилл и его соавторы проводили наблюдения в полевых условиях, в горах штата Вашингтон. С помощью тепловизора ученые отследили температуры в общей сложности 77 хионей, причем у немалого числа из них конечности были оторваны.

Непосредственно перед этим актом самоповреждения тепловизор фиксировал в ножках резкий температурный скачок, который свидетельствует о начале процесса кристаллизации гемолимфы. По-видимому, именно на это реагируют насекомые, быстро решаясь на самостоятельную ампутацию: конечность, примерзшая из-за замерзания к опоре, отрывается за счет быстрого движения тела. Все происходит менее чем за секунду, не позволяя кристаллам проникнуть далеко в тело и привести к фатальному исходу.

Авторы статьи отметили, что биологам известно немало видов животных, которые нередко теряют конечности (или хвост) при нападении хищника либо соперника или даже стараясь высвободиться из смертельной ловушки: ящерицы, пауки, крабы и так далее. Однако самоампутация конечности для спасения от замерзания, которую практикуют хионеи, — пока что единственный подобный пример.

Статья спизжена отсюда

Обновление по "Науке"

Кстати, о МКС. Для стыковки "Науки" необходимо освободить порт, занимаемый в данное время стыковочно-складским модулем "Пирс". Он уже был отключён от всех внутренних коммуникаций с МКС и переведён на питание энергией от своего "гробовщика", корабля "Прогресс МС-16". В данный момент люки между модулем и МКС закрыты, идёт медленное стравливание внутренней атмосферы из модуля. Так как "Наука" успешно прошла все тесты, отстыковку можно ожидать в ближайшее время. Скорее всего она состоится 26 июля около 15 часов по московскому времени. Это будет довольно уникальная операция, так как "Пирс" пробыл пристыкованным к МКС почти 20 лет, с сентября 2001 года. Никогда ранее стыковочные узлы не рассоединялись после столь долгого срока. 

BrainBridge представили концепцию пересадки головы

BrainBridge представили систему пересадки головы с последующей реабилитацией. Хотя, точнее это будет назвать пересадкой тела. У более молодого донора с мертвым мозгом берется все тело и сращивается с головой реципиента, у которого тело было предварительно удалено. Операции производятся одновременно с помощью роботов-хирургов. Тела охлаждаются до температуры 5 градусов Цельсия, при этом используется кастомная плазма. Для сращения нервов и формирования новых нервных связей между головой и новым телом в месте сращения на позвоночнике помещается специальный электронный имплант. Кроме того, производится полная трансплантация лица со всеми тканями и нижней челюстью от молодого донора старому реципиенту.

После этого всего реципиент месяц проводит в коме под постоянным наблюдением, а дальше начинается процесс реабилитации.

На днях HY4 впервые совершил полет на жидком, а не газообразном водороде

В аэропорту Марибора (Словения) произошло знаменательное событие в сфере авиации. Немецкий стартап H2FLY успешно протестировал самолет, работающий на жидком водороде. Эта технология, хотя все еще находится на экспериментальной стадии, может представлять собой устойчивое решение по сокращению выбросов в авиационной отрасли.

Жидкий водород, как известно, в отличие от ископаемого топлива, при сжигании не выделяет вредных выбросов. Полет H2FLY не только демонстрирует техническую осуществимость этого решения, но и открывает двери для дальнейших исследований и разработок в этой области.

Жидкий водород: новый рубеж?

Водород уже давно рассматривается как возможная альтернатива ископаемому топливу, но лишь недавно мы увидели конкретный прогресс в этой области. Немецкий стартап H2FLY — лишь последний, кто привлек внимание к жидкому водороду своим экспериментальным полетом.

Силовая установка H2FLY состоит из хранилища водорода, преобразователя энергии на топливных элементах мощностью 120 кВт и электродвигателя. В целом, этим летом H2FLY провела восьмую кампанию летных испытаний. Водородно-электрический HY4 летает с 2016 года, но этим летом самолет будет работать на жидком водороде, а не на газообразном водороде.

В чем разница?

Водород может существовать как в газообразной, так и в жидкой форме: хотя газообразный водород менее плотен и требует резервуаров большего размера, жидкий водород имеет более высокую плотность энергии, что означает, что он может хранить больше энергии в меньшем объеме. Это делает его особенно привлекательным для таких применений, как авиация, где пространство и вес имеют решающее значение.

Конечно, помимо преимуществ, жидкий водород также сопряжен с трудностями. Например, его необходимо хранить при криогенных температурах, что может усложнить логистику пополнения запасов. Необходимы дальнейшие исследования и разработки, чтобы в ближайшем будущем он стал распространенным источником топлива в авиации.

Исследование продолжается

В испытательном полете H2FLY, в ходе которого два пассажира поднялись в небо на чуть более 3 часов, было использовано всего 10 кг водорода. Если бы был использован весь топливный бак самолета емкостью 24 кг, самолет мог бы лететь 8 часов.

Это объясняет, почему H2FLY — не единственная компания, заинтересованная в использовании водорода в качестве авиационного топлива. В сотрудничестве с Deutsche Aircraft, немецкий стартап работает над адаптацией самолета Dornier 2025 (самолета, способного перевозить до 328 пассажиров) для использования топливных элементов на жидком водороде к 33 году.

Жидкий водород, возможно, еще не готов к широкомасштабному внедрению, но испытательный полет H2FLY показывает, что, возможно, мы на правильном пути. Благодаря дальнейшим исследованиям и сотрудничеству между компаниями и исследовательскими институтами мы сможем увидеть более чистое небо и более устойчивое будущее для авиации.

спизжено тут: 

https://ru.futuroprossimo.it/2023/09/h2fly-primo-volo-con-equipaggio-per-laereo-a-idrogeno-liquido/?ysclid=lmdlq4et3s639120864

США объявили о прорыве в термоядерной энергетике – реакция синтеза дала в 1,5 раза больше энергии, чем ушло на её запуск

Американские учёные из Ливерморской национальной лаборатории им. Э. Лоуренса (LLNL) действительно смогли достичь термоядерного воспламенения — самоподдерживающейся реакции термоядерного синтеза, в ходе которой на выходе получается больше энергии, чем было потрачено на её запуск. Об этом сегодня официально сообщили Министерство энергетики США и Национальное управление по ядерной безопасности (NNSA), назвав это научным подвигом, к которому шли десятилетиями.

О результатах эксперимента рассказали в прямом эфире на сайте Министерства энергетики США, которому принадлежит лаборатория. В трансляции выступили министр энергетики Дженнифер Грэнхолм и её заместитель по ядерной безопасности Джилл Хруби.

О том, что специалисты National Ignition Facility (NIF) при Ливерморской лаборатории, смогли достичь реакции термоядерного синтеза с положительным выходом энергии, стало известно ещё на днях. Теперь же данные официально подтвердились: 5 декабря команда исследователей провела первый в истории эксперимент по управляемому термоядерному синтезу, в результате которого было произведено больше энергии, чем потрачено лазерной энергии для запуска реакции.

В рамках эксперимента самая мощная в мире лазерная установка, включающая 192 лазера, доставила до крошечной капсулы с топливом 2,05 МДж энергии, а в результате реакции учёные получили 3,15 МДж энергии. То есть на выходе оказалось более чем в полтора раза больше энергии, чем было затрачено.

Термоядерный синтез – это реакция, при которой два лёгких атомных ядра объединяются в одно более тяжелое, при этом генерируя большой объём энергии. То же самое происходит внутри звёзд. Американские учёные ещё в 60-е годы прошлого века предположили, что для запуска реакции синтеза можно использовать лазеры, с помощью которых получится создать огромное давление и температуру, необходимые для запуска реакции. Этот метод был назван управляемым термоядерным синтезом с инерционным удержанием, и спустя множество десятилетий работы его удалось воплотить в лабораторных условиях.

Чтобы выполнить термоядерное зажигание, капсулу с топливом поместили в хольраум – крошечную камеру, стенки которой превращают лазерное излучение в рентгеновские лучи. Эти лучи сжимают топливо до тех пор, пока оно не взорвётся, создавая плазму с крайне высокими температурой и давлением.

В рамках многолетних исследований в LLNL была построена серия все более мощных лазерных систем, что привело к созданию NIF – крупнейшей и самой мощной лазерной системы в мире. NIF имеет размер спортивного стадиона и использует мощные лазерные лучи для создания температур и давлений, подобных тем, которые возникают в ядрах звезд и планет-гигантов.

Конечно, до момента, когда термоядерная энергетика станет обыденностью, пройдёт ещё немало времени, и для этого потребуется провести ещё массу исследований. Тем не менее, значимость первого удачного эксперимента по термоядерному воспламенению огромна — возможно, в итоге он станет отправной точкой в революции в мировой энергетике. Термоядерная энергия может стать альтернативой как обычным атомным электростанциям, работающим наоборот за счёт расщепления атомов, так и углеводородному топливу и избавить людей от вредных выбросов в атмосферу.

«Это знаменательное достижение для исследователей и сотрудников NIF, которые посвятили свою карьеру тому, чтобы термоядерное зажигание стало реальностью, и эта веха, несомненно, повлечет за собой ещё больше открытий, — сказала министр энергетики США Дженнифер М. Грэнхольм (Jennifer M. Granholm). Его также поддержал директор LLNL доктор Ким Будил (Kim Budil): «Термоядерное воспламенение в лаборатории — одна из самых значительных научных задач, когда-либо решаемых человечеством, и ее достижение — это триумф науки, техники и, прежде всего, людей».

Источник: LLNL

Скоро, во всех смартфонах..

Учёные из Университета штата Пенсильвания разработали стекло LionGlass, которое выдерживает 10-кратные по сравнению с обычным стеклом нагрузки и производится со значительно сниженным уровнем выбросов углекислого газа. Будущее остекление может стать легче и прочнее, а также требовать меньших затрат на производство.

Лянбин Ху делает дерево прочнее стали

сурс

Лянбин Ху держит в руках куски супердерева, изготовленного путем удаления лигнина и сжатия древесины. Супердерево по прочности не уступает стали, но при этом оно легкое, что делает его идеальным для использования в конструкциях.

В лаборатории Лянбинга Ху обычное дерево превращается в чудо-материал. Материаловед из Мэрилендского университета в Колледж-Парке и его коллеги сделали этот материал прозрачным, прочным, как сталь, упругим и упругим, как резина, а недавно он стал поддаваться формовке, как пластик.

Используя простые химические процессы, лаборатория Ху частично вымывает лигнин - полимер, который удерживает целлюлозные волокна в древесине вместе, и использует естественную сложность наноструктуры древесины. Ху лицензировал эту технологию компании InventWood, дочерней компании Университета Мэриленда, которая ищет коммерческое применение, например, экологически чистые материалы, которые могут заменить стекло, металл и пластик в зданиях и автомобилях.

Ху изучал углеродные нанотрубки для своей докторской диссертации. Его внимание привлекло дерево, когда он обнаружил, что структура и способность целлюлозных нановолокон переносить ионы схожи с углеродными нанотрубками, при этом они устойчивы и недороги.

Ху говорит: "Используя супердревесину нашей лаборатории, которая действительно использует преимущества механических свойств нановолокон и имеет прочность материала, сходную с некоторыми металлами, мы хотим заменить сталь и алюминий, чтобы сократить выбросы углекислого газа. При производстве этих металлов используется много тепла и электроэнергии и выделяется много углекислого газа. Но при выращивании древесины углекислый газ удаляется, а наш метод обработки древесины при комнатной температуре с использованием воды, сульфита натрия и гидроксида натрия является более энергоэффективным.

И теперь мы впервые можем придать древесине форму, подобную той, которую можно придать пластику и металлу. Когда вы думаете о пластике, вы можете расплавить его и изменить его форму, но когда вы пытаетесь согнуть дерево, вы можете сломать его. Наш материал является экологически чистым по сравнению с пластиковыми композитами, потому что этот материал, в конечном счете, биоразлагаем, но при этом сохраняет прочность для структурного применения."

Сурс

На Энцеладе нашли все химические ингредиенты жизни

Энцелад – один из больших спутников Сатурна. Его поверхность покрывает толстый слой льда, из разломов которого время от времени выбиваются гейзеры, которые указывают, что там, на глубине, имеется достаточно обширный океан жидкой воды. Это делает Энцелад одним из самых перспективных мест для поиска внеземной жизни. На такую возможность указывает и анализ его воды. В ней обнаруживаются и метан, и более сложные органические молекулы.

За годы исследований в гейзерах Энцелада были найдены соединения водорода и кислорода, углерода, азота и серы – практически всех ингредиентов, входящих в состав биомолекул. А недавно к этому списку прибавился и последний элемент, фосфор, который служит ключевым компонентом нуклеиновых кислот. Об этом сообщил Ясухито Секине (Yasuhito Sekine), выступивший на встрече Американского геофизического общества (AGU), прошедшей недавно в Чикаго.

Секине и его коллеги из Токийского технологического института использовали данные зонда Cassini. Работая в системе Сатурна, аппарат собрал информацию о химическом составе не только планеты и спутников, но и ее сверкающих колец. В данном случае ученых интересовали вещества кольца Е, куда попадает вещество, выброшенное гейзерами Энцелада. Среди них обнаружились частицы, исключительно богатые фосфатом натрия.

Судя по их количеству, подледный океан на спутнике может содержать это вещество в концентрации от одного до 20 миллимолей, что на порядки больше, чем в океанах Земли, где фосфор – элемент крайне дефицитный и востребованный. Авторы работы предполагают, что на Энцеладе он попадает в воду со дна, при растворении в ней апатитов, которые в изобилии встречаются в составе некоторых метеоритов, а значит – имелись и в ранней Солнечной системе, когда формировался спутник.

Находка делает Энцелад еще более интересным и перспективным местом с точки зрения поиска следов внеземной жизни. Возможно, это ускорит работу над такими проектами, включая миссию ESA, пока что запланированную к запуску лишь после 2035 г.