Из опилок изготовили экологически чистую замену пластику
Большинство термореактивных смол не только изготовлено из невозобновляемых ингредиентов, но их также сложно перерабатывать. Шведские ученые приступили к решению этих проблем, разработав новый термореактивный материал на основе лигнина, который можно использовать повторно несколько раз.

Лигнин — это тип органического полимера, который составляет большую часть опорной ткани растений, в том числе деревьев. Это также побочный продукт целлюлозно-бумажной промышленности, и ранее его неоднократно использовали для производства более дешевых батарей, углеродного волокна и более прочного бетона.

Исследователи из Стокгольмского университета объединили лигнин с нетоксичным сшивающим химическим веществом, полученным из этиленгликоля, чтобы создать материал с характеристиками, очень похожими на характеристики традиционных термореактивных смол. Нет необходимости заранее химически изменять лигнин — его просто «варят» вместе со сшивающим агентом.

Полученному материалу черного цвета можно придать множество форм с помощью обычных методов литья или литья под давлением.

Кроме того, варьируя соотношение лигнина и сшивающего агента, можно изменять характеристики материала — он может быть мягким и жестким, твердым и хрупким или даже иметь форму сильного клея. Во всех случаях он также может быть термически разрушен и повторно использован несколько раз, сохраняя механическую прочность, которая описывается как сопоставимая с прочностью существующих инженерных пластмасс.

«Вещество, которое мы разработали, идеально соответствует текущему курсу на экологичные материалы», — заявил ассистент профессора Мика Сиппонен. «Благодаря своей конструкции, состоящей из так называемых динамических ковалентных связей, материал можно подвергать формовке снова и снова при относительно мягком нагревании».

Cмола, воск, латекс, полимеры: что жевали люди с древних времен и до наших дней
Жевательную резинку придумали более 150 лет назад, и за это время ее состав сильно поменялся. Но это лишь официальная дата изобретения — на самом деле первые «жвачки» существовали еще в древние времена. Это были самые разные природные материалы.

Деревья для жевания
«Человек жующий» появился примерно тогда же, когда и «человек разумный». Древние люди быстро догадались, что пережевывать можно не только пищу, но и что-то несъедобное, вроде смолы деревьев. Почему они это делали, доподлинно неизвестно. Вероятно, еще на заре цивилизации самые сообразительные из наших предков заметили, что так их зубы лучше очищаются от остатков пищи и реже болят. А может, им просто нравилось жевать.

Как бы то ни было, самой древней найденной «жевательной резинкой» считается экземпляр, найденный в Финляндии. Ему около 5 000 лет и на нем сохранились отпечатки зубов. Сделан он из своеобразного сгущенного дегтя. Чтобы его изготовить, древние люди собирали березовую кору и подолгу ее вываривали, затем охлаждали и снова нагревали. Так получалась эластичная субстанция, подходящая для жевания. А народы, населявшие территорию Сибири, в основном жевали смолу хвойных деревьев. Тем же позже занимались и индейцы ацтеки в Северной Америке — они собирали смолу ели.

В Центральной Америке хвои растет мало, поэтому индейцы майя с ней почти не встречались. Зато на их территории росло много саподилловых деревьев. При надрезании коры у них начинает выделяться млечный сок — природный латекс. Его индейцы использовали для изготовления так называемого чикла (или «чикле»), прямого предшественника жевательной резинки, который помогал очищать зубы и освежать дыхание.

Опыты с каучуком и парафином
В 1850-х американский предприниматель Джон Кёртис начал продавать в своей лавочке жвачку под собственным брендом «Чистейшая еловая жвачка штата Мэн». В ее состав, как можно судить по названию, входила смола ели. Но продукт вяз на зубах, трудно разжевывался, в нем встречались хвойные иголки, а вкус оставлял желать лучшего. Следующую попытку вывести нужную формулу предпринял в 1869 году зубной врач Уильям Финли Семпл. Варево из каучука, древесного угля и мела тоже не стало коммерчески успешным. Другие изобретатели пытались готовить жвачку на основе парафина, а чтобы перебить неприятный вкус, добавляли в изделие сахар. Но такой резинке не хватало эластичности.

Одно из самых удачных решений предложил Томас Адамс в конце XIX века. В качестве основы он использовал все тот же цикл — почти случайно ему дешево досталась тонна этого сырья, привезенного из Мексики. Добавив к нему подсластители и натуральные ароматизаторы апельсина и лакрицы, Адамс начал успешно торговать жевательной резинкой в США.

Мятная победа
В 1893 году американский предприниматель Уильям Ригли-младший начал продавать жевательную резинку брендов Juicy Fruit и Wrigley’s Spearmint. За считанные годы они стали одними из самых популярных жевательных резинок в стране, а затем и в мире. Хотя поначалу жвачка считалась лакомством для детей, постепенно ее начали покупать для себя и взрослые. Экстракт мяты в составе Wrigley’s Spearmint и еще более мятной Wrigley’s Doublemint хорошо освежал дыхание, а сама жвачка, как следовало из рекламы тех времен, успокаивала желудок и способствовала пищеварению.

В годы Второй мировой войны производители жвачки столкнулись с нехваткой сырья: саподилловых деревьев просто не хватало, чтобы обеспечить продукцией всех желающих. Помогли химики, создавшие синтетическую полимерную основу. Ее в производстве жевательной резинки используют до сих пор.

Наши дни
Сегодня при изготовлении жевательной резинки к резиновой основе добавляют специальные ингредиенты для мягкости, однородности, вкуса, аромата и специфических характеристик. Например, в состав могут входить ксилит (борется с кариесом), кофеин (энергетик), различные витамины и минеральные вещества. Производители смело экспериментируют с форматами — кроме классических подушечек и полосок есть жвачка с гелеобразным центром, сосательная жвачка, «взрывающаяся» на языке и другие. Ну и, разумеется, вкусовая палитра современной жвачки просто бесконечна. Вот лишь некоторые из необычных вкусов: кола, черника, попкорн, яблочный штрудель, роза и даже бекон.

Бренды компании Mars Wrigley, такие как Orbit, Five, Eclipse, Wrigley’s Spearmint, Doublemint, Juicy Fruit по-прежнему популярны у покупателей. И если ароматизаторы в них используются самые разные, то в одном их состав точно совпадает — в этой жевательной резинке по-прежнему нет сахара.

Как подтверждает исследование Американской ассоциации зубных врачей, даже за 10-15 минут применения жвачки после еды полость рта очищается от примерно 100 миллионов бактерий. Среди них миллионы тех, что могут потенциально вызвать кариес и другие болезни зубов и десен. Так что некоторые привычки древних людей по-прежнему актуальны и сегодня.

Есть ли разница между вкусом Coca-Cola и Pepsi: попытайтесь угадать сами, а потом узнайте ответ
Некоторые люди утверждают, что могут отличить Coca-Cola от Pepsi по одному глотку с закрытыми глазами. Как думаете, они действительно так сильно отличаются?

А ведь ученые еще в 2004 году нашли ответ...
Что вкуснее с научной точки зрения: Coca-Cola или Pepsi?

Просветлённая оптика: кто и как изобрёл невидимое стекло
Мы часто замечаем, что если смотреть через бинокль, картинка не только крупнее, но и как-то ярче, чётче, чем при невооружённом взгляде. В этом «виновата» просветлённая оптика, которую изобрели в 1930-х годах.

Еще в школе Кэтрин Блоджетт приняла твердое решение стать ученым. Но, хотя оценки по физике и математике у нее были отличные, осуществить это было непросто — в начале XX века подобная карьера считалась неподходящей для женщины. Помог случай.

Перед окончанием школы, во время рождественских каникул 1916 года, она присоединилась к экскурсии по исследовательскому центру компании General Electric (GE) в Шенектеди, штат Нью-Йорк, где ее отец когда-то работал начальником патентного отдела. Один из исследователей, химик Ирвинг Лэнгмюр, помнивший Джорджа Блоджетта, обратил внимание на девушку, проявлявшую интерес к научной работе. Энтузиазм Кэтрин произвел на него впечатление, и он посоветовал ей продолжить образование. В Чикагском университете, куда Кэтрин поступила в 1917 году, она занималась исследованием поглощения газов углем и совершенствованием конструкции противогаза. Впечатленный ее успехами, спустя два года Лэнгмюр нанял ее на работу в качестве своего ассистента.

Кэтрин стала первой женщиной-исследователем, нанятой на работу в GE (руководству компании никогда не пришлось жалеть об этом). Первые несколько лет под руководством Лэнгмюра она занималась усовершенствованием ламп накаливания, а в 1924 году отправилась в Великобританию, в знаменитую Кавендишскую лабораторию, которой руководил лауреат Нобелевской премии по химии 1908 года сэр Эрнст Резерфорд. Спустя два года Кэтрин уже в звании доктора вернулась в родную компанию и вместе с Лэгмюром занялась химией тонких пленок. Итогом исследований мономолекулярных (толщиной в одну молекулу) слоев на поверхности жидкости стало присуждение Лэнгмюру в 1932 году Нобелевской премии по химии.

Пленки Лэнгмюра оставались чисто научным феноменом, способным разве что объяснить цвет мыльных пузырей и бензиновой пленки на воде, до тех пор пока Блоджетт, известная в компании как Кэти, в середине 1930-х годов не нашла способ переноса мономолекулярных пленок на твердые пластинки (до сих пор этот способ известен как метод Лэнгмюра-Блоджетт) и не обнаружила, что пленки можно наносить одна на другую. Кэтрин пришла в голову мысль: ведь если каждая толщина имеет свой «интерференционный» цвет, то, нанеся нужное количество слоев, можно сделать обычное стекло (отражающее до 10% падающего света) полностью, на 99%, прозрачным! Оптимальной оказалась пленка из 44 слоев стеарата бария (близкого родственника мыла), и в 1938 году компания GE объявила о создании «невидимого» (просветленного) стекла, знакомого ныне практически каждому, кто хоть раз видел бинокль или фотообъектив.

Из прессованного угольного порошка изготовили простые и дешевые фильтры для опреснения воды
Сжигание угля может потерять популярность как средство производства тепла и электричества, но это не означает, что этот материал больше не имеет каких-либо ценных применений. Согласно новому исследованию, его можно использовать для опреснения морской воды.

В проекте под руководством профессор Андреа Фраталокки, команда из Университета науки и технологий имени короля Абдаллы (KAUST) Саудовской Аравии исследовала практическое применение материала, известного как карбонизированный прессованный порошок (CCP). Он создается путем измельчения каменного или древесного угля в порошок, а затем сжатия этого порошка обратно в твердое вещество, которое является более пористым, чем исходный материал — ему также можно придать желаемую форму.

Команда KAUST объединила CCP с натуральными хлопковыми волокнами, создав блок размером 20 x 20 см, который затем поместили в контейнер с морской водой размером 34 x 34 см так, чтобы дно блока касаясь поверхности воды.

Пока солнечный свет нагревает черную поверхность блока, абсорбирующие волокна втягивают воду с боков. Когда жидкая вода достигала горячей поверхности блока, она превращалась в пар, который поднимался и конденсировался внутри прозрачной крышки в форме пирамиды. Затем этот конденсат стекал по наклонной крышке и собирался в желобе в виде свежей питьевой воды.

По словам ученых, содержание соли в морской воде оставалось в пределах КПК. Простого ополаскивания большим количеством морской воды было достаточно, чтобы удалить большую ее часть, поэтому материал можно было использовать многократно. По словам ученых, скорость опреснения CCP на единицу сырья в два-три раза выше, чем у любой другой солнечной системы опреснения.

В настоящее время KAUST сотрудничает с голландским стартапом PERA для коммерциализации технологии. Этот материал может быть впервые использован на пилотной установке в Бразилии, где он будет применяться для для производства питьевой воды и воды для приготовления пищи.

«CCP состоит из дешевых материалов, в изобилии встречающихся в природе, а также является легким, универсальным и хорошо масштабируемым с точки зрения производства», — отмечает аспирант Марселла Бонифази.

США Украина больше не интересна. Возвращаемся к польско-прибалтийскому варианту

Мне всегда импонировала деловая хватка американцев. Их способность к стратегическому планированию своей внешней и внутренней политики так, чтобы даже при неблагоприятной ситуации сегодня, всегда оставалась перспектива на будущее. Чтобы в перспективе ситуация изменилась так, как необходимо американскому бизнесу. Чтобы даже поражение в перспективе обернулось победой.

Можно сколько угодно говорить о беспринципности американцев, о коварстве, о беспощадности и бесчеловечности, но по итогу в большинстве случаев их поражения оборачиваются благом для американского бизнеса. Пример поражения в войне с Вьетнамом прекрасно показывает, как американцы это делают.

Сегодня из-за ситуации на Украине обстановка в Европе накалилась настолько, что правительство стран НАТО и ЕС идут на многие жертвы, чтобы «победить агрессивную Россию». Они умышленно уничтожают собственную экономику, обескровливают собственную армию, ухудшают жизнь собственного населения.

И мы, и европейцы удивляемся тому факту, что Европа стоит на грани очередной мировой войны. Никто не хочет воевать, а ситуация почему-то складывается именно так. Мы обвиняем европейские страны в желании развязать войну, европейцы обвиняют нас.

Причем очень хорошо видно разделение стран. Те, кто старается быть независимыми или дружественными России, оказываются на нашей стороне, проамериканские же страны дружно объявляют нас агрессорами. Причем иногда доходит до полного абсурда. Вроде вчерашнего заявления премьер-министра Новой Зеландии Джасинды Ардерн:

Новая Зеландия продолжит отвечать на просьбы Украины о практической поддержке её народа, который защищает свою родину. Мы направляем 120 военнослужащих новозеландских вооружённых сил, которые будут обучать новобранцев ВСУ в Великобритании.

Это часть нашей помощи Украине, также включающей финансовую поддержку на сумму более 40 млн новозеландских долларов ($25,7 млн) и ограничительные санкции, введенные в отношении 840 российских физических и юридических лиц.

И это при том, что армия Новой Зеландии – это 4 300 военнослужащих, плюс 1 800 человек в запасе и 500 человек гражданских, работающих в структурах армии. А общее число ВС этой страны, армия плюс ВМФ и ВВС – 13,5 тыс. человек. Интересно, чему будут учить украинцев новозеландцы? Действиям в джунглях или применению современных вооружений?

Ничего личного, просто бизнес

Что сегодня происходит в Европе? Страны НАТО усиленно опустошают собственные арсеналы не только от советского вооружения, но и от американского, включая аналоги собственного производства. Украина уже помогла избавиться от устаревшего вооружения и теперь получает современное, стоящее на вооружении стран НАТО.

Европейцы уже начинают спрашивать собственные правительства о том, чем же будет воевать их собственная армия? И вот тут-то и вскрывается та самая стратегическая задумка американцев. Армию натовских стран надо будет вооружать. А чем? Ответ очевиден. Американским оружием и техникой! И, естественно, не бесплатно.

Посмотрите на страны восточного фланга НАТО. Прибалтийские «львы» и поляки практически постоянно выступают с требованием к Вашингтону о поставках вооружений для защиты от России. Про Киев и его требования и писать не хочется. Там требуют все и много: «Производите и отдавайте нам за любые деньги».

РСЗО HIMARS, ЗРК Patriot, истребители F-16, танки Abrams, ударные беспилотники Reaper, РЛС контрбатарейной борьбы… Список можно продолжать. Точно такие же просьбы озвучивают и другие европейские государства. Дайте вооружение, иначе нам конец!

Понятно, что поставки вооружений осуществить прямо сейчас физически невозможно. Просто потому, что современное вооружение – это довольно сложные в производстве комплексы. Резко увеличить такое производство невозможно. Но это заказы для производителей. Это возможность не только создать новые рабочие места для американцев, но и «подлечить» тяжело больной доллар.

Очевидно, что просьбы продать вооружение не просто так возникают в головах европейских политиков. С этими «головами» хорошо работают американские чиновники. Их влияние на европейскую политику никто не оспаривает. Вот что пишет газета The Washington Post по этому поводу:

«Подобно Украине, которая не является членом НАТО, но считается близким партнёром альянса, ближайшие к России страны говорят, что отчаянно нуждаются в дополнительной военной помощи со стороны Запада».

Ну ладно, предположим, что вооружение прибалты и поляки получат, и что дальше? Кто будет работать с этим вооружением? Армия Эстонии или Литвы? Все «три человека»? Естественно, для работы с этим вооружением потребуются подготовленные военнослужащие.

То есть вместе с вооружением в эти страны должны прибыть солдаты и офицеры американской армии! Проще говоря, в пограничных с Россией странах НАТО просто обязано создать новые военные базы! Американское вооружение – американские военные. Немецкие танки – немецкие танкисты и так далее…

Не многие знают, но только в последнее время количество американских военнослужащих в Европе, по сообщению той же The Washington Post, увеличилось на 20 тысяч человек. Сегодня в Европе служат почти 100 тысяч американцев. И основные силы расположены как раз на восточном фланге альянса!

Тут уместна ещё одна цитата из той же статьи в WP. Уместна именно как пример стратегического мышления американцев.

«Но для стран, находящихся у самых границ России, этого по-прежнему недостаточно. Военные инвестиции, сделанные за последние полгода, принимаются с благодарностью, но лидеры в регионе считают, что в долгосрочной перспективе альянс должен действовать более напористо».

Но зачем полякам и прибалтам вся эта суета с вооружением и натовскими военными базами? Объяснение об опасности нападения России или Белоруссии не выдерживает никакой критики. Даже для западного обывателя. В чем причина желания видеть американцев на своей земле?

Увы, все достаточно банально. Деньги! Деньги как стимул для сохранения собственного населения в своей стране. Не секрет, что сегодня в странах Восточной Европы происходит процесс перетекания населения на Запад. Я бы сказал так: действует «закон выбрасывания ненужных вещей». Помните путь хлама на помойку – дом-гараж-дача-мусорный бак.

Примерно так же происходит с населением Прибалтики и Польши. Население достаточно быстро «перетекает в страны «старой Европы» и заменяется украинцами и представителями других народов, или земли просто остаются незаселенными. Остановить этот процесс можно, лишь создав рабочие места с достойной зарплатой. Иностранные военные базы – это как раз возможность для создания таких рабочих мест.

Очень хочется стать «любимой женой господина»

Есть и ещё одна причина, по которой в большей степени поляки очень «боятся нападения русских». Политики восточноевропейских стран почему-то решили, что внимание Вашингтона к их стране – это показатель успешности государства. Чем больше внимания, тем выше вес страны в европейской политике.

Кому из европейцев сегодня интересна Прибалтика? Ну есть там какие-то Латвия, Литва и Эстония. Ну живут там какие-то люди. Что-то делают. Но это неинтересно никому. Смотреть там нечего, отдыхать на берегу холодного моря не хочется. Единственное, что привлекает – это дешевый алкоголь и, извините за пикантную подробность, дешевые шлюхи. Примерно в таком же положении и Польша.

Для Польши сегодня крайне важно «быть любимой женой господина» из США. Поставки американского оружия, размещение американских подразделений на польской территории – это, по мнению польских властей, показатель того, что именно Польша, а не Германия и Британия, сегодня является главным европейским союзником США. «Галантерейщик и кардинал» в классическом виде.

Надо признать, что Вашингтон действительно признает сегодня ведущую роль Варшавы в Восточной Европе. Отсюда следует, что для поляков крайне важно продолжать действовать в этом направлении. Особенно сейчас, когда интерес к Украине падает.

Естественно, возникает вопрос о том, будут ли американские поставки вооружений в Польшу и Прибалтику. Ответ, в свете признания ведущей роли Польши в Восточной Европе, очевиден. Поставки будут. Более того, поляки и прибалты получат американское вооружение в первую очередь.

Когда? На этот вопрос ответа пока нет. Но то, что это случится гораздо раньше, чем такие же поставки получат страны Центральной и Западной Европы, ясно уже сейчас. Единственное, что могло бы теоретически сдержать США – это забота о безопасности Европы.

Понятно, что поставка американского вооружения в страны Прибалтики и Польшу не пройдет незамеченной в России. Москва предпримет ответные шаги по нейтрализации опасности. А это прямой путь для увеличения вероятности военного конфликта в регионе. Наличие большого количества вооружений при отсутствии механизмов быстрого решения спорных вопросов всегда крайне опасно.

У меня такое ощущение, что о безопасности своих граждан Европа не думает вообще. Про американцев я уже не говорю. Пример Украины ничему не научил европейцев. Мы действительно долго «запрягаем». Иногда слишком долго. Но ездим мы быстро. Так быстро, что остановить нас можно только там, куда мы решили приехать.

Промежуточные итоги противостояния Россия – НАТО

Вообще-то, завершить материал можно было бы всего одной затертой до дыр фразой. Кому война, а кому мать родна. Если бы не нюансы. Маленькая победоносная война на Украине вполне соответствовала планам Запада. Понятно, что никто не рассчитывал на полную победу Киева. Достаточно было бы простого договора о невмешательстве в войну на Донбассе.

Тогда вера в Россию, в её силу превратилась бы в пыль. Никто в мире не поддержит страну с большими амбициями и мизерными возможностями. Но случилось так, что даже при глобальной поддержке Запада Украина терпит поражение и находится на грани развала. Оказалось, что ресурсов России достаточно, чтобы вести серьезную войну в длительной перспективе.

Парадокс, но Запад с его могучей, относительно России, экономикой не в состоянии вести серьезные боевые действия длительное время. Арсеналы опустошены, и новых поступлений не предвидится. Сегодня те же американцы активно работают над тем, чтобы «собрать» остатки советского вооружения и боеприпасов там, где они ещё сохранились. В реальном военном противостоянии Запад проигрывает.

Безусловно, ещё какое-то время мы будем наблюдать агонию Украины. Будут бессмысленные жертвы среди мирного населения и военных. Но интерес американцев уже потерян. Теперь становится важнее та сфера борьбы, где они себя всегда чувствуют победителями. Экономика и идеология!

Таким образом, противостояние будет перенесено севернее Украины. А именно в Прибалтику и Польшу. США попробуют вернуть ситуацию в положение статус-кво. На грани «горячей войны», но без перехода этой грани. И мы, и американцы опять начнем восполнять свои арсеналы и пугать друг друга оружием противостоящей стороны.

Гибкий носимый генератор производит электричество благодаря движениям тела человека
Хотя мы часто слышим о носимых пьезоэлектрических устройствах, которые вырабатывают электричество в результате движений пользователя, они частенько перестают работать при тех или иных обстоятельствах. Однако новые биоэлектрические носимые устройства этого недостатка лишены.

Он не боится влаги и достаточно мягкий, чтобы его можно было с комфортом носить на теле

В то время как пьезоэлектрические устройства генерируют электрический ток при сжатии или нажатии на материал, новый прибор несколько отличается от них. Он основан на так называемом магнитоупругом эффекте, который включает в себя использование механического давления, позволяющего сдвигать и раздвигать магниты внутри материала, тем самым генерируя электрический ток по мере изменения силы магнитного поля этого материала.

Раньше магнитоупругие генераторы конструировались из металлических сплавов, которые были слишком жесткими, чтобы их можно было удобно носить на теле. Под руководством профессора Джун Чена, команда из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе решила исправить этот недостаток и создала ​​мягкую и достаточно гибкую систему, которую можно носить на подвижных частях тела. Она состоит из катализируемой платиной силиконовой полимерной матрицы, внутри которой подвешены наноразмерные магниты из неодима, железа и бора.

При прикреплении к локтю добровольца силиконовой лентой устройство генерировало электрические токи 4,27 миллиампер на квадратный сантиметр. Во время движений локтя крошечные магниты неоднократно раздвигались и сходились вместе. Более того, эксперименты показали, что устройство было достаточно чувствительным, чтобы даже преобразовывать пульс человека в электрические сигналы — это означает, что оно может быть интегрировано в монитор сердечного ритма с автономным питанием.

По словам Чена, генератор действительно обладает некоторыми ключевыми преимуществами перед существующими альтернативами.

«Современные технологии преобразования биомеханической энергии в электрическую, включая трибоэлектрические и пьезоэлектрические наногенераторы, сталкиваются с неизбежными проблемами, такими как очень низкая плотность тока и высокое внутреннее сопротивление», — пояснил он. «Что еще более важно, их электрические выходные характеристики уязвимы для влажности окружающей среды, вызванной потоотделением и текучей средой человеческого тела, что серьезно ограничивает их практическое применение».

Напротив, мягкий магнитоупругий генератор имеет более высокую мощность и не подвержен влиянию влаги. Чен добавил, что, хотя другие типы генераторов могут быть защищены от влаги с помощью водонепроницаемого покрытия, добавление такого покрытия обычно снижает их эффективность преобразования биомеханической энергии в электрическую, так что новый прибор все еще эффективнее аналогов.

Вдохновившись ракушками, ученые создали новый тип особо прочного и при том прозрачного стекла
Стекло — один из самых полезных материалов в современном мире, но его склонность к растрескиванию или разрушению является серьезным недостатком. Ученые из Университета Макгилла разработали новый тип стекла, вдохновленный раковиной моллюска: он прочнее и жестче, но при этом сохраняет хорошую прозрачность.

Вдохновившись перламутром, ученые разработали новый тип стекла, в котором прочность на излом сочетается с хорошей прозрачностью

Внутренний переливающийся слой раковины моллюска на самом деле является секретом его прочности. Этот материал, известный как перламутр, по своей микроскопической структуре напоминает кирпичную кладку, где пластинки жесткого карбоната кальция дополнены вкраплениями мягких эластичных биополимеров. Эта структура не только повышает прочность, но и предотвращает распространение трещин по внутренней стороне раковины.

В предыдущей работе исследователи из Университета МакГилла имитировали перламутр, протравив микроскопические трещины в стекле с помощью лазера. И хотя это помогло улучшить прочность и ударную вязкость материала, такое воздействие также уменьшило прозрачность. Для нового исследования команда воспроизвела структуру перламутра, используя смесь стеклянных чешуек и акрила, которые действуют как жесткие пластинки и эластичная прослойка соответственно.

Чтобы убедиться, что материал остается прозрачным, исследователи настроили показатель преломления акрила так, чтобы он совпадал с показателем преломления стекла. В результате получился материал, который намного прочнее и жестче обычного стекла, но при этом остается прозрачным.

Сравнение структуры природного перламутра (слева) и нового стекла (справа)

«До сих пор было необходимо придерживаться компромисса между высокой прочностью, ударной вязкостью и прозрачностью», — рассказал Аллен Эрлихер, автор исследования. «Наш новый материал не только в три раза прочнее обычного стекла, но и более чем в пять раз устойчивее к излому».

Команда говорит, что метод масштабируем, и полученный материал может быть полезен при создании более прочных дисплеев для смартфонов и других устройств. В будущей работе исследователи планируют изучить способы изменения цвета, проводимости и других свойств материала.

Ученые предложили метод «рециркуляции» пластиковых отходов: из мусора в полезные вещи
Наша планета и все, что на ней живет, прогибается под тяжестью всех пластиковых отходов, которые мы производим. Объем этих небиоразлагаемых материалов только увеличивается, поэтому нам нужны новые способы быстро уменьшить их количество.

Ученые намерены разбирать синтетический пластиковый мусор на отдельные составляющие и формировать из них новые пластиковые продукты без потери их качества

Новое исследование демонстрирует доказательство концепции совершенно нового подхода к переработке пластика, вдохновленного тем, как природа естественным образом «перерабатывает» компоненты органических полимеров, присутствующих в нашей окружающей среде.

Этот подход основан на том факте, что одни белки в органических полимерах постоянно разбиваются на части и собираются в другие белки без потери качества строительных блоков. По сути, когда дело доходит до переработки пластика — синтетического полимера – принцип должен оставаться тем же.

Белки — одно из основных органических соединений, которые действуют как строительные блоки для всех биосубстанций. Это длинные цепочки молекул (или мономеров), известные как аминокислоты, и исследователи полагают, что способ, которым эти молекулы могут быть разбиты и реконфигурированы, также предполагает потенциальную стратегию переработки синтетических полимеров.

«Белок подобен нитке жемчуга, где каждая жемчужина — это аминокислота», — поясняет материаловед Симоне Джавери из Федеральной политехнической школы Лозанны (EPFL) в Швейцарии.

«Каждая жемчужина имеет свой цвет, и последовательность цветов определяет структуру нити и, следовательно, ее свойства. В природе белковые цепи распадаются на составляющие аминокислоты, и клетки соединяют эти аминокислоты вместе, чтобы сформировать новые белки, то есть они создают новые нити жемчуга с другой цветовой последовательностью», — добавила она.

Исследователи назвали свой подход «рециркуляцией в экономике замкнутого цикла, вдохновленной природой», или сокращенно NaCRe.

Схематический принцип работы системы NaCRe

В лабораторных тестах команда смогла разделить выбранные белки на аминокислоты, а затем собрать их в новые белки с различной структурой и использованием. В одном случае они превратили белки шелка в зеленый флуоресцентный белок, который представляет собой светящийся индикатор, используемый в биомедицинских исследованиях. Несмотря на эту деконструкцию и реконструкцию, качество белков оставалось постоянным.

Согласно анализу команды, механизмы, которые естественным образом возникают в белках, могут быть применены и к пластику, хотя разработка и масштабирование необходимой технологии займет некоторое время.

Следует учитывать существенные различия между натуральными и синтетическими полимерами, но исследователи говорят, что этот новый подход к переработке возможен — и позволит сохранить материалы в использовании в течение максимально долгого времени.

«Это потребует радикально иного мышления», — говорит материаловед Франческо Стеллаччи из EPFL. «Полимеры — это нити жемчуга, но синтетические полимеры состоят в основном из жемчуга одного цвета, и когда цвет отличается, последовательность цвета редко имеет значение».

Датчики больше не нужны: «умные» конструкции из метаматериалов
Чтобы превратить обычный объект в «умный», можно просто добавить к нему датчики. Однако команде инженеров Массачусетского технологического института удалось обойтись без них.

Ученые напечатали на 3D-принтере структуры из метаматериалов с интегрированными электродами, чтобы позволить объектам взаимодействовать с пользователем напрямую, без использования сторонних систем

​Повторяющиеся паттерны структуры метаматериалов помогают определить их свойства и функции. Подбирая различные конфигурации, инженеры реализуют, казалось бы, невозможное — например, так была создана сверхширокий объектив типа «рыбий глаз», которая при этом является совершенно плоской; а еще этот метод помог получить структуры, обеспечивающие акустическую левитацию.

«Метаматериалы могут поддерживать различные механические функции», — объяснил соавтор статьи о новой разработке Джун Гун. «Но если мы создадим дверную ручку из метаматериала, можем ли мы отследить, что она поворачивается? И если да, то на сколько градусов? Если у задачи, которые вы поставили, есть особые требования к чувствительности, наша разработка позволит вам настроить механизм в соответствии с необходимыми параметрами».

Отметив, что при приложении силы к структуре из метаматериала некоторые стенки ячеек будут изгибаться, инженеры напечатали на 3D-принтере джойстик, состоящий из гибких ячеек. Большинство из них были напечатаны с использованием непроводящей нити, но у тех, что расположены вокруг основания ручки, противоположные стенки сделаны из токопроводящей нити в конфигурации, называемой токопроводящими ячейками сдвига.

Используя емкостное зондирование, можно измерить изменения расстояния и перекрытия между противоположными проводящими электродами, чтобы «вычислить величину и направление приложенных сил, а также сил вращения и ускорения». В качестве демонстрации эти значения были впоследствии преобразованы в входы вверх / вниз / влево / вправо для игры Pac-Man:

Команда также разработала программное обеспечение под названием MetaSense, которое может позволить дизайнерам создавать чувствительные объекты, автоматически определяя оптимальные местоположения в моделируемой структуре метаматериала для размещения проводящих ячеек.

«Инструмент моделирует то, как объект будет деформироваться при приложении различных сил, а затем использует эту смоделированную деформацию для расчета того, расстояние между какими ячейками будет изменяться максимально сильно», — пояснил Гонг. «Ячейки, которые деформируются сильнее всего, являются оптимальными кандидатами на роль проводящих элементов».

Исследователи видят применение своей разработки в самых разных областях. Например, из метаматериалов можно изготавливать мебель, которая сможет почувствовать, когда хозяин присел на стул, чтобы включить в комнате свет, телевизор и другую электронику. Более того, такая мебель сможет отслеживать положение тела владельца, адаптируясь под его позу для обеспечения максимального комфорта (а может – помогая сохранять осанку тем, кто привык сутулиться за столом).

Водостойкие нанокристаллы перовскитов помогут изучать живые клетки
Ученые Университета ИТМО создали нанокристаллы перовскитов, которые долго сохраняют свои уникальные оптические свойства в воде и биологических жидкостях. Полученный материал может открыть новые возможности в области оптической визуализации биологических объектов. Это важно для изучения внутренних органов живых организмов и мониторинга течения заболеваний.

Наноматериалы на основе галогенидных перовскитов благодаря их уникальных свойствам, люминесценции и низкой стоимости активно используются для создания солнечных батарей, нанолазеров, светодиодов. Также они имеют большие перспективы в биоимиджинге: наночастицы перовскитов можно применять для разработки систем визуализации и изучения биологических процессов внутри клеток и живых организмов. Однако главное ограничение, которое пока не позволяет использовать их в качестве светящихся маркеров, заключается в том, что при попадании в водные среды они теряют свои физические свойства.

«При попадании влаги в перовскиты из них моментально вымывается цезиевая соль, без которой свечение становится невозможным. Один из способов сделать перовскиты водоустойчивыми — покрыть их специальной оболочкой. Задача кажется простой, но пока не удавалось эффективно защитить материал от воды, сохранив его полную функциональность», — рассказывает научный сотрудник Нового физтеха ИТМО Лев Зеленков.

Ученым ИТМО потребовалось чуть больше года, чтобы найти способ защиты наночастиц перовскита от проникновения молекул воды и различных химических веществ. В результате им удалось получить перовскитные нанокристаллы, покрытые специальной силикатной оболочкой. Она модифицирована органическими гидрофобными (отталкивающими воду) химическими группами. Благодаря этой оболочке перовскиты сохраняют свои свойства в водных средах до одной недели.

«Мы протестировали созданный нами наноматериал не только в воде, но и на клеточных культурах. В качестве модели были взяты опухолевые клетки. Мы добавили к ним покрытые водостойкой оболочкой перовскиты и визуализировали их с помощью оптической микроскопии. Важно, что даже при взаимодействии перовскита с клеткой, перовскиты не деградировали и продолжали излучать свет, что указывало на их стабильность», — рассказывает старший научный сотрудник Нового физтеха ИТМО Михаил Зюзин. Результаты исследования опубликованы в журнале Journal of Physical Chemistry Letters.

Следующим шагом будут исследования in vivo, то есть на лабораторных животных. Ученые посмотрят, будут ли перовскитные наночастицы стабильны внутри живого организма. Также исследователи планируют снизить потенциальную токсичность перовскитов, например, с помощью замены свинца на более экологичный материал. Это сделает наноматериал более безопасным в использовании.

«Подтвердив устойчивость наших наноматериалов в водных средах, мы показали лишь одну область применения. Но разработка может быть полезна не только в биологии. Водоустойчивые нанокристаллы перовскитов можно использовать в качестве декоративного люминесцирующего красителя, а также меток для защиты документов. Для нас в первую очередь было важно создать реальное работающее решение. Теперь будем тестировать его в разных условиях», — заключил профессор Нового физтеха ИТМО Сергей Макаров.

Материал предоставлен пресс-службой Университета ИТМО

Российские физики улучшили один из главных медицинских материалов
Усовершенствовать основной медицинский материал с эффектом памяти формы смогли специалисты Национального исследовательского технологического университета «МИСиС» совместно с другими российскими учеными. По словам авторов, их разработка сильно облегчит работу хирургов и повысит качество терапии.

Полилактид применяется во многих областях хирургии, и теперь изготовление имплантов из него стало намного проще

Полилактид — полимер, применяемый в хирургии для фиксации швов и других вспомогательных задач. Для него свойственны высокая биосовместимость и полная биоразлагаемость, так как он состоит из молекул молочной кислоты, играющей важную роль в обмене веществ. Производят его из дешевого растительного сырья с высоким содержанием сахаров.

Полилактид отличается ярко выраженным эффектом памяти формы (ЭПФ): после деформации он способен быстро принимать первоначальное состояние. Благодаря этому полимер, по словам ученых НИТУ «МИСиС», оптимально подходит для разработки самоустанавливающихся имплантатов. Их применяют для лечения дефектов в костях, не несущих опорную нагрузку.

Использование таких имплантатов позволит избежать трудоемкой подгонки к травмированному участку, что сильно облегчит работу хирурга и уменьшит время операции, объяснили ученые. Изделие требуемой формы можно сжать до удобных размеров и, поместив на место дефекта, нагреть — за счет ЭПФ имплантат сам примет нужное положение.

Полилактид, по словам ученых, обладает лишь одним заметным недостатком. Температура, при которой активируется эффект памяти формы (55-65 °C), слишком высока для работы с тканями человека. Специалисты НИТУ «МИСиС» разработали новый полимерный композит на основе полилактида, принимающий старую форму уже при температуре в 45 °C, что вполне допустимо при кратковременном воздействии на организм. Исследование опубликовано в журнале Polymers.

«Исследования самоустанавливающихся имплантатов проводят преимущественно на инертных полимерах, добиваясь нужной температуры активации ЭПФ за счёт химической сшивки полимеров и внесения дополнительных компонентов. Особенность нашей работы в том, что мы использовали только биосовместимые биоразлагаемые полимеры, добившись снижения температуры за счёт простых физических механизмов. Это обеспечивает снижение не только температуры, но и энергии активации», — объяснила инженер научного проекта НИТУ «МИСиС» Полина Жукова.

Новый материал представляет собой матрицу полилактида со сферическими включениями другого полимера, поликапролактона. Получают материал методом экструзии, то есть механическим перемешиванием в горячей камере. Специалисты НИТУ «МИСиС» полностью описали параметры ЭПФ, тепловые и механические характеристики нового композита.

В работе приняли участие ученые Российского государственного университета им. А. Н. Косыгина. В дальнейшем научный коллектив планирует повысить регенеративные способности материала за счёт добавок особой биоактивной керамики, а также разработать новые нетемпературные методы активации эффекта памяти формы.

Материал предоставлен пресс-службой  НИТУ «МИСиС»

На пути к «идеальным» сверхпроводникам: уникальные свойства супергидридов церия
Ученые Сколтеха и их китайские коллеги экспериментально продемонстрировали сверхпроводимость у супергидридов церия CeH9 и CeH10, сделав важный шаг на пути к созданию материалов, способных переходить в сверхпроводящее состояние при комнатной температуре и более низких давлениях.

Новая работа еще на шаг ближе подводит нас к сверхпроводникам, которым для работы не требуются идеальные условия

Сверхпроводимость — чрезвычайно интересное физическое свойство некоторых материалов, обусловленное отсутствием потерь энергии и, следовательно, нулевым электрическим сопротивлением материала. Однако достижение сверхпроводимости — задача не из легких. Добиться сверхпроводимости можно либо при экстремально низких температурах (не выше 135 К, что соответствует −138 °С), либо при экстремально высоком давлении (в 2019 году ученые установили, что гидрид лантана LaH10 становится сверхпроводником при температуре −23 °С и давлении в 1,7 миллиона атмосфер, а в 2020 году сверхпроводимость была обнаружена у вещества с неизвестным составом в системе S-C-H при температуре +15 °С и давлении в 2,7 миллиона атмосфер). Ученые ведут активный поиск соединений, обладающих сверхпроводимостью при температурах, близких к комнатной, но не требующих при этом запредельных уровней давления.

Профессор Сколтеха Артем Р. Оганов и аспирант Дмитрий Семенок уже не первый год проводят теоретические и экспериментальные исследования в области сверхпроводимости. Недавно они совместно с группой китайских ученых под руководством профессоров Тиан Цуи (Tian Cui) и Сяоли Хуанг (Xiaoli Huang) из Цзилиньского университета завершили очередное исследование, в ходе которого сверхпроводимость была продемонстрирована у двух супергидридов церия — открытого в 2019 году CeH9 и у впервые синтезированного CeH10. Результаты исследования опубликованы в журнале Physical Review Letters.

«Гидриды церия отличаются тем, что демонстрируют стабильность и сверхпроводимость с критической температурой до 100–110 K при более низких давлениях (около 0,8 миллиона атмосфер) по сравнению со всеми остальными супергидридами. Эти соединения — идеальный объект для дальнейших исследований механизма сверхпроводимости гидридов, а также создания других сверхпроводников, обладающих стабильностью при еще более низких давлениях», — говорится в статье.

«Ранее мы установили, что между положением элемента в Периодической системе Менделеева и сверхпроводимостью гидрида существует очень тесная связь, и, как мы полагаем, это относится не только к гидридам. Например, лантан (La) и церий (Ce) в таблице Менделеева располагаются по соседству, и гидриды этих элементов являются высокотемпературными сверхпроводниками, но ведут они себя по-разному: LaH10 переходит в сверхпроводящее состояние при более высоких температурах, в то время как CeH10 обладает стабильностью при более низких давлениях», — отмечает профессор Артем Р. Оганов.

Авторы статьи подчеркивают, что большинство бинарных гидридов уже изучены. «Теперь нам предстоит понять, каким образом нужно соединить элементы, чтобы достигнуть сверхпроводимости при более высоких температурах и более низком давлении в тройных гидридах. Элементы, дающие высокотемпературные сверхпроводники, нам уже хорошо известны; остается только понять, какие их комбинации можно стабилизировать при более низких давлениях. Образно говоря, отдельные ноты у нас уже есть, и нам нужно включить воображение, чтобы эти ноты сложились в красивую мелодию», — добавляет Дмитрий Семенок.

Исследование проводилось с участием специалистов Цзилиньского университета, Университета Нинбо и Центра перспективных исследований и технологий высокого давления (КНР).

Материал предоставлен пресс-службой Сколтеха

Почему так хорошо пахнет после дождя и чем опасен этот воздух
Всем знаком свежий запах, наполняющий воздух после дождя. Обычно он приносит с собой ощущение покоя и умиротворения, но мало кто знает, что он также может оказаться смертельным. Дождь поднимает в воздух взвесь бактерий, некоторые из которых и в самом деле разносят болезни. Но что обуславливает запах воздуха после дождя?

Начать стоит с того, как называется запах воздуха после дождя. Да, у него есть свое собственное название — петрикор. Это землистый воздух, специфический запах которого обусловлен тем, что после дождя в воздух попадают капли масел, которые некоторые растения выделяют в засушливые периоды, а глинистые почвы их впитывают. Попавшая на почву вода заставляет масла высвобождаться и подниматься в воздух, отчего нам и кажется, что воздух после дождя пахнет землей.

Почему наичистейший воздух после дождя опасен
Опасность несет химикат под названием геосмин, который и отвечает за специфический аромат. Кстати, человеческое обоняние настолько чувствительно к нему, что мы способны ощутить этот запах, когда на триллион других молекул приходится всего пять (!) молекул геосмина. Этот химикат в значительном количестве содержится в воздухе после дождя, польза от которого из-за этого довольно сомнительна.

как называется запах воздуха после дождя
Падающие на землю капли деликатно «катапультируют» микробов в воздух. Когда капля падает на землю с определенной скоростью, она заключает в себя крошечные пузырьки воздуха, каждый из которых не шире человеческого волоса. Как и воздушные пузыри, поднимающиеся со дна бассейна при погружении в него человека, эти тоже стремятся вверх, а потому пронзают каплю насквозь и разрываются, когда достигают ее поверхности. В результате образуется фонтанчик, который вместе с тонкими струйками воды отправляет в воздух и бактерии. Так что, запах воздуха после дождя, хоть и приятен, но отнюдь не полезен.

Бактерии в воздухе после дождя
При столкновении с землей одна капля воды дробится на сотни маленьких капелек, в каждой из которых содержатся тысячи бактерий. В этих микроскопических каплях организмы могут прожить целый час, при этом ветер разносит их по всей округе. Воздух после дождя насыщен этими бактериями, но многие из них, к счастью, не достигают рта или лица, оставаясь на одежде.

Страшны не столько бактерии, сколько инфекции, которые так же распространяются во время дождей. Например, с этим связаны вспышки мелиоидоза в сезон дождей на территории юго-восточной Азии и северной Австралии. Эта инфекционная болезнь поддается лечению, но без надлежащих антибиотиков коэффициент смертности может достигать 90% (то есть из 10 заболевших умрут 9). И все из-за того, что люди вдыхают свежий воздух после дождя.

Полезен ли воздух после дождя
Если дождь прошел с грозой, а не просто темной тучей, в нем также может содержаться озон. Этот газ образуется, когда молекулы кислорода O2 расщепляются на атомы, а затем образуют молекулу, состоящую из трех атомов O3. Эта молекула очень неустойчива и быстро распадается, так как проявляет высокую окислительную активность. Тем не менее, ее присутствие чувствуется — она отвечает за то, чем пахнет воздух после дождя после грозы.

какой воздух после дождя
Но и это вещество отнюдь не полезно для организма. Озоновый воздух после дождя в большом количестве способен навредить легким и другим системам организма, так как эта молекула окисляет биологические ткани, заставляя их накапливать свободные радикалы, ведущие к повреждению разных систем клеток. Озон способен также обеззараживать воздух, но при этой процедуре из комнаты лучше всего выходить — озонаторы не полезны для здоровья людей и животных.