Jan. 30th, 2014

donmigel_62: (кот - учёный)

Ученые воссоздали 3D-модель самого знаменитого мозга в истории нейронауки


Ученые разрезали мозг самого знаменитого пациента в истории нейробиологии, который из-за хирургической операции страдал при жизни потерей памяти, и составили его 3D-модель, говорится в статье, опубликованной в журнале Nature Communications.



«Нашей целью было создать 3D-модель для того, чтобы мы могли вернуться, при помощи виртуального препарирования мозга, к исходной хирургической процедуре и поддержать ретроспективные исследования четкой анатомической проверкой исходных повреждений и патологического состояния окружающих их областей мозга Молейсона», — пояснил руководитель научной работы Якопо Аннесе (Jacopo Annese) из Университета Калифорнии в Сан-Диего (США).


Случай американского пациента Генри Молейсона (Henry Molaison) — один из самых хорошо изученных в нейронауке.


В 1953 году хирург Вильям Сковилл (William Scoville), с целью избавить пациента от эпилептических припадков, провел операцию, в ходе которой удалил ему симметричные участки височной доли мозга, включая часть гиппокампа. Это облегчило припадки, но пациент потерял способность удерживать информацию в долговременной памяти, хотя при этом не пострадала ни краткосрочная память, ни умственные способности.

Травмы Молейсона дали ученым ценные сведения о работе памяти и роли гиппокампа в ней. Но долгое время они могли судить о том, какая именно часть мозга была удалена, по воспоминаниям Сковилла и томографическим снимкам, которые не позволяли установить точные границы повреждений.

Молейсон умер в 2008 году. В 2009 году Аннесе и его коллеги разрезали его замороженный мозг на 2401 слоя толщиной в 70 нанометров. В процессе они делали снимки высокого разрешения каждого слоя, из которых составили 3D-модель мозга.

Их результаты показали, что после операции у Молейсона в обоих полушариях на самом деле сохранилась значительная часть гиппокампа. Кроме того, они обнаружили небольшое повреждение в левой части орбитофронтальной коры мозга, скорее всего, сделанное Сковиллом во время операции.

donmigel_62: (кот - учёный)

Квантовые точки: новая эра электроники, работающая на одноатомном уровне


Факультетом физики Университета Варшавы (Польша) были созданы и изучены новые виды одноатомных электронных структур, включая первые в мире квантовые точки, содержащие отдельные ионы кобальта. Материалы и элементы, используемые для создания этих структур, позволяют говорить о новых трендах всолотроники, области экспериментальной электроники и спинтроники будущего, которая основана на операциях на одноатомном уровне.

Появление электронных систем, действующих на уровне отдельных атомов, представляется закономерным последствием попыток достичь максимальной миниатюризации. Уже известно, что мы можем контролировать поведение отдельных атомов, помещая их в специальные полупроводниковые структуры. Тот же метод используется для создания квантовых точек, содержащих отдельные магнитные ионы. До настоящего времени было известно лишь два вида таких структур. Однако физикам из Института экспериментальной физики и факультета физики Университета Варшавы удалось создать и изучить два совершенно новых типа структур. Материалы и элементы, используемые в данном процессе, делают широкое распространение солотронных устройств в будущем весьма вероятным.

Результаты, опубликованные физиками в журнале Nature Communications, делают первые шаги в развитии области солотроники.






Рiotr Kossacki

«Квантовые точки представляют собой полупроводниковые наноразмерные кристаллы. Они так малы, что электроны внутри них могут существовать лишь в состояниях с очень специфической энергией. Поэтому квантовые точки обладают схожими с атомом характеристиками и так же, как и атомы, могут достичь более высоких энергетических уровней при стимуляции светом. И напротив, это значит, что точки излучают свет в процессе возвращения на более низкие энергетические уровни», – говорит профессор Петр Коссацки (Рiotr Kossacki).



Лаборатория Университета Варшавы создает квантовые точки при помощи молекулярно-пучковой эпитаксии. Процесс включает в себя использование тиглей с точной температурой нагрева, содержащих элементы в вакуумной камере. Пучки элементов направляются на образец. С учетом точно подобранных материалов и экспериментальных условий атомы собираются в маленькие островки, известные как квантовые точки.

Процесс напоминает конденсацию водяного пара на гидрофобной поверхности.

Во время образования квантовых точек незначительное число других атомов (к примеру, атомов магнитов) может быть помещено в вакуумную камеру, так что некоторые из них включаются в образующиеся точки. После удаления образца его можно изучить под микроскопом для обнаружения квантовых точек, содержащих отдельных магнитный атом в центре.




«Атомы с магнитными свойствами разрывают энергетические уровни электронов в квантовых точках, что влияет на их взаимодействие со светом. В результате состояние квантовой точки говорит о состоянии этого атома. И напротив: посредством изменения энергетического состояния электронов в квантовых точках мы можем повлиять на соответствующие магнитные атомы», – объясняет Михаль Папаж (Michał Papaj), студент факультета физики Университета Варшавы, которого Институт физической химии Польской академии наук наградил золотой медалью в области химии в рамках выпускного национального конкурса на лучшую бакалаврскую работу за его исследование по квантовым точкам, содержащим ион кобальта.







Наиболее высокими магнитными показателями обладают атомы мангана, лишенные двух электронов (Mn2+).

В рамках проведенных экспериментов ионы помещались в квантовые точки, сделанные из теллурида кадмия (CdTe) или арсенида индия (InAs). При помощи содержащих CdTe точек, созданных доктором Петром Вожнаром (Piotr Wojnar) из Института физики Польской академии наук, в 2009 году Матеуш Горица (Mateusz Goryca) из Университета Варшавы разработал первое магнитное запоминающее устройство, функционирующее на отдельном магнитном ионе.




«Ранее считалось, что другие магнитные ионы, такие как кобальт (Co2+), не могут использоваться в квантовых точках. Мы решили проверить это, и природа сделала нам приятным сюрприз: присутствие другого магнитного иона не разрушило свойства квантовой точки», – говорит Якуб Кобак (Jakub Kobak), докторант из Университета Варшавы.



Исследователи из Университета Варшавы представили две новые системы с отдельными магнитными ионами – квантовые точки из CdTe с атомами кобальта и из селенида кадмия (CdSe) с атомами мангана.

Как уже было сказано, атомы мангана обладают наиболее сильными магнитными свойствами.

К сожалению, такие свойства связаны как с электронами, так и с ядром атома, что означает, что квантовые точки с ионами мангана представляют собой сложные квантовые системы.

Открытие, сделанное физиками из Университета Варшавы, продемонстрировало, что другие магниты, такие как хром, железо, никель, могут использоваться вместо мангана. Эти элементы не обладают ядерным спином, что означает, что квантовыми точками, включающими эти элементы, проще управлять.

Относительно квантовых точек, в которых теллур заменен на более легкий селен, ученые заметили, что продолжительность сохранения информации увеличилось на порядок.

Этот факт говорит о том, что использование более легких элементов должно увеличить продолжительность хранения информации квантовыми точками, содержащими отдельный магнитный ион. Возможно, что это позволит увеличить срок хранения на несколько порядков.




«Мы доказали, что две квантовые системы, которые считались нежизнеспособными, в действительности функционировали довольно эффективно. Это открытие позволяет начать поиски других материалов для создания квантовых точек и магнитных ионов, использование которых раньше представлялось невозможным», – подводит итог доктор Войчек Пацуски (Wojciech Pacuski).

http://nauka21vek.ru/archives/55890



donmigel_62: (кот - учёный)

Человечество покидает утробу


Getty Images/Fotobank
Getty Images/Fotobank

В мировой науке супер-сенсация: революционный прорыв совершил японский профессор Есинори Кувабара — он создал искусственную матку и сумел вырастить в ней козленка. Теперь уже нет сомнений: дело за гомункулом, которым ученые бредили с XIII века. Мир неумолимо приближается к рубежу, за которым само воспроизводство человека в искусственных условиях станет просто технологией и бизнесом.

У этой козы еще нет имени, более того, формально этого животного даже еще не существует, но тем не менее она уже стала самой настоящей научной сенсацией, а фотографии этой красавицы на прошлой неделе обошли весь мир. Снимки фантастические: профессор Есинори Кувабара из университета Juntendo в Токио склонился над полупрозрачным белым мешком, в котором и покоится коза, опутанная с головы и до копыт гибкими трубочками и проводами. Это первая в мире искусственная матка, в которой, как утверждают японцы, была выращена первая в мире искусственная коза, которая должна вот-вот родиться на свет.


Известие вызвало настоящую бурю в научном мире. Еще бы! 30 лет назад, когда ученые изобрели процедуру экстракорпорального оплодотворения (ЭКО) и провели первые опыты по зачатию «детей из пробирки», мир вдруг с ужасом узнал, что мужчины больше не нужны для продолжения рода. Именно тогда появились фантастические фильмы в стиле «Новых амазонок», предрекавшие скорую и безжалостную победу феминизма во всем мире. Но прогресс не стоит на месте. И теперь выясняется, что для продолжения человеческого рода не нужны и женщины. Строго говоря, для воспроизводства homo sapiens скоро уже будет не нужен сам человек.

Борьба за дни и граммы

Об изобретении искусственной матки ученые серьезно задумались еще полвека назад, когда перед медициной встала задача поддержания жизни недоношенных детей. Вообще, кувезы для недоношенных, появившиеся в роддомах в конце 70-х годов прошлого века, и есть первые модели искусственных маток — эти пластиковые контейнеры, снабженные водяными матрасами, были призваны имитировать условия пребывания плода в амниотической жидкости в теле матери. Для этого в кувезах поддерживается постоянная температура и влажность воздуха (около 60 процентов), также кувезы снабжены системой искусственной вентиляции легких и аппаратами искусственного питания как через кровь, так и через назогастральный зонд.

В 1979 году врачи сделали открытие, что искусственная вентиляция легких далеко не всегда может спасти жизнь новорожденного. Дело в том, что легкие из всех органов развиваются последними, и только на 22–24-й неделе беременности в организме младенцев появляется сурфактант — специальное вещество, противодействующее спадению альвеол в легких (при помощи этих крошечных пузырьков и совершается газообмен, когда кислород воздуха переходит в кровь, а углекислый газ — из крови в воздух). И если нет сурфактанта, то проводить вентиляцию легких не только бессмысленно, но и смертельно опасно. Поэтому для спасения малышей нужно создавать не только специальную газовую среду, но и синтезировать многие вещества, которые плод получает от матери. Так медики научились моделировать в лабораторных условиях многие процессы, происходящие внутри человека, а «порог выживаемости» младенцев был сдвинут с 24 до 20 недель, то есть медики научились выхаживать 500-граммовый плод, по каким-то причинам отторгнутый материнским организмом. И каждый раз, когда этот «порог» удается сдвинуть хотя бы на несколько граммов, это событие равноценно взятию новой горной вершины — такова цена борьбы за жизнь. Кстати, не так давно в Научном центре акушерства, гинекологии и перинатологии имени академика В.И. Кулакова был поставлен новый мировой рекорд: врачи сумели сохранить жизнь недоношенной девочке весом всего в 450 граммов! То есть, чтобы сдвинуть «порог выживаемости» еще на 50 граммов, понадобилось свыше трех десятилетий напряженных научных исследований.

В конце 70-х произошло еще одно знаковое событие: в Лондоне родилась Луиза Джой Браун, прозванная журналистами Super-Baby — это был первый ребенок, зачатый методом ЭКО. Ученые получили возможность моделировать in vitro процессы внутриутробного развития плода как с самого начала возникновения жизни на клеточном уровне, так и в финальных стадиях. Возникла логичная мысль объединить эти два процесса в единое целое и создать некий аппарат для выращивания людей. Правда, тогда это казалось чистой воды фантастикой — в мире не было вещества, способного заменить плаценту. В итоге медики, занявшиеся изучением свойств этой чудо-ткани, открыли стволовые клетки и основали новую науку — стволовую медицину, благодаря которой и стал возможен новый научный прорыв.

Гонка за маткой

Профессор Есинори Кувабара, заведующий кафедрой акушерства и гинекологии университета Juntendo, занялся проблемой создания искусственной матки еще в 1995 году. Тогда он изобрел «мультиматку» — крохотное устройство, всего 2 мм в диаметре, в которое могут поместиться до 20 яйцеклеток подопытных мышей. Все их можно одновременно оплодотворить, и они будут развиваться до того момента, пока не придет черед провести имплантацию зародыша в матку суррогатной матери. Правда, в те годы из-за нарушений температурного режима и кислотности окружающей среды эмбрионы часто гибли, и тогда профессор Кувабара задумался, что неиспользованные яйцеклетки можно не замораживать, а дать возможность им развиваться. Вскоре он разработал новую технологию поддержания жизни зародышей. Профессор Кувабара извлекал матки у коз и помещал их в стерильные пластиковые емкости, заполненные искусственной амниотической жидкостью (околоплодными водами), в которых постоянно поддерживалась температура тела. В эти матки он помещал зародыши животных, подавая в емкости питательный «бульон».




«Мы обеспечиваем зародышам комфортные условия, имитируя естественную среду, в которой они существуют в организме животного,— цитировал слова Есинори Кувабары авторитетный журнал New Scientist.— Все эксперименты с искусственной маткой, проведенные на козах, показали, что аппарат работает более эффективно, чем обычное искусственное оплодотворение ЭКО, и больше половины эмбрионов в нем вырастают здоровыми».



Правда, довести эксперименты до логического завершения — рождения здорового животного — ученым так и не удалось: все зародыши гибли на самых различных стадиях. Тем не менее за годы бесчисленных экспериментов японцы смогли до совершенства отточить приемы поддержания жизни в искусственных матках. Также были изобретены и полимеры, способные заменить натуральные ткани, но пока об этих искусственных материалах японцы предпочитают не распространяться, справедливо опасаясь, что любое неосторожное слово будет тут же услышано конкурентами.

Действительно, сегодня в мире среди биотехнологических лабораторий развернулась настоящая гонка за право создания действующей технологии искусственного выращивания людей. Свои проекты искусственной матки есть и у американцев, и у корейцев, и у европейцев. Самый интересный проект разработали ученые из Центра репродуктивной медицины и искусственного осеменения Корнельского университета, которым удалось вырастить из стволовых клеток, взятых у женщин, некое подобие женского лона. Были проведены и эксперименты по искусственному оплодотворению, и, как заверила журналистов руководитель исследовательской группы доктор Хан-Чин Лиу, эмбрионы успешно прижились к стенкам лабораторных маток. Но вскоре эксперименты были прекращены — по ряду морально-этических соображений. Но факт остается фактом: даже если эксперимент Есинори Кувабары по рождению искусственной козы и завершится неудачей (а такую возможность осторожный профессор Кувабара, как он объяснил на сайте университета, никогда не исключает), то объединенными усилиями ученых мира искусственная матка так или иначе появится, причем в течение ближайших двух-трех лет.

Обидно, правда, что России даже и близко нет в списках участников этой новой биотехнологической революции. Обидно вдвойне — ведь в свое время советские ученые из Института акушерства и гинекологии АМН СССР сделали немало фундаментальных открытий в области антенатальной терапии (то есть лечения плода до его рождения). Можно еще вспомнить и о работах «чудика» Олега Белокурова из Ленинградского института акушерства и гинекологии им. Д.О. Отта, который еще в 1970-е годы пытался запатентовать свою «искусственную женщину» — так назывался прибор, который, как и кувезы в роддомах, при помощи света и нагрева воды имитировал внутриутробную среду, только не для новорожденного, а для некоего питательного «бульона» и оплодотворенной яйцеклетки. Изобретатель в итоге был подвергнут настоящей обструкции. Конечно, у академиков были веские причины — вряд ли эта «женщина» могла бы принести полноценное потомство, но сам факт ее появления был свидетельством бурления исследовательской работы в научных лабораториях страны. Сегодняшняя же российская наука низведена до того состояния, что мы можем только осваивать чужие разработки, да и то не самые передовые. Тем не менее новая биотехнологическая революция неизбежно затронет и Россию, как бы ни хотелось обратного всем поклонникам патриархального уклада, традиционных консервативных «ценностей» и духовных «скреп», которые шельмуют даже идею о возможности суррогатного материнства. Раздаются даже призывы отказывать суррогатным детям в возможности посещать христианские храмы. Но что будет с нашими консерваторами, когда в мире появятся настоящие репликанты — люди, вообще не имеющие биологических матерей?

Готова ли Россия к таким переменам?

kmo_121006_03241_1_t218_225435.jpg
Фотография из лаборатории профессора Кувабары: так выглядит плод искусственной козы в искусственной матке

Недетские вопросы

Безусловно, заверили корреспондента «Огонька» в Научном центре акушерства, гинекологии и перинатологии имени академика В.И. Кулакова, менее всего медики, работающие в области биотехнологий, задумываются о создании нового — «искусственного» — человечества. Пока что на повестке дня стоят более приземленные задачи. Например, новые технологии позволят иметь собственных детей всем женщинам, страдающим дефектом матки или ее недоразвитием.





Новые технологии позволят решить репродуктивные проблемы у многих молодых пар,— говорит профессор Владимир Бахарев.— Частота врожденных наследственных патологий у нас настолько высокая, что именно генетические факторы сегодня занимают второе место среди всех факторов младенческой смертности. Сегодня до 5 процентов новорожденных страдают различными наследственными патологиями, и поэтому мы настаиваем на том, чтобы молодые пары перед зачатием ребенка проходили бы генетическую экспертизу.




Технология выращивания плода в искусственной матке поможет решить все эти проблемы. При этом никто из молодых родителей даже не задумывается о технологиях генетического усовершенствования своих отпрысков — были бы здоровы, и слава богу. Впрочем, даже стопроцентно здоровые гены не гарантируют полного здоровья малышу. Бывает и так, что один из двух братьев-близнецов начинает буквально поглощать другого, забирая у него все жизненные силы, что в дальнейшем чревато проблемами уже для обоих. Спасти близнецов от столь сильной братской «любви» и поможет искусственная матка.

Другая область применения новых биотехнологий — фетальная хирургия. Это операции на зародышах человека, которые хирурги — ради дородового излечения младенца от пороков сердца — проводят прямо в материнской утробе. Зачастую эти операции очень опасны для жизни не только младенца, но и матери. Теперь же риск можно значительно снизить, поместив малыша в искусственную утробу.

Мамонты и папонты

Конечно, новая биотехнологическая революция открывает перспективы не только перед медициной. Помнится, несколько лет назад директор Музея мамонта СВФУ Семен Григорьев из Якутии делился своими планами о возрождении этих доисторических животных. Требовалось всего ничего — найти живые клетки с ДНК мамонта, причем генокод мамонта был уже вычислен по останкам шерсти. И найти слониху подходящих размеров для вынашивания мамонтенка — все-таки древние мамонты были крупнее нынешних слонов. Правда, сетовал ученый, в этом случае это будет уже не чистокровный мамонт, а полукровка, «слономамонт». Но вот благодаря искусственной матке можно вырастить хоть мамонта, хоть древнего гигантского мастодонта.

Между прочим, возрождение мамонтоводства давно уже стало национальной идефикс якутских ученых. Только представьте себе, какие перспективы открываются перед сельским хозяйством России в случае успешного окончания эксперимента по возрождению мамонтов! Представьте себе стада этих гигантских животных, прекрасно адаптированных для жизни в суровой тундре, которые дают тонны сверхполезного продукта — сотни тысяч лет эволюции и нашего совместного бок о бок проживания с мамонтами привели к тому, что именно мясо мамонтов человеческий желудок усваивает лучше всего. Во всяком случае, так утверждают ученые, исследовавшие влияние мамонтятины на человеческий организм.




Кроме того,— доказывали якутские ученые,— это наш с вами неоплатный человеческий долг! Ведь именно антропогенный фактор привел к полному истреблению мамонтов — проще говоря, первобытные охотники истребили всех этих животных. И теперь, когда мы вышли на новую ступень эволюции, мы должны вернуть к жизни этих удивительных животных.



Вернуться могут не только мамонты, но и другие исчезнувшие виды фауны. Например, стеллерова корова — гигантское водное млекопитающее, истребленная в XVIII веке охотниками Командорских островов. Или сумчатый тасманийский волк, обитавший некогда в Австралии.


Впрочем, гораздо интереснее генным инженерам будет конструировать новые виды — в биологии такие животные называются химерами. И первые образцы химер уже созданы — к примеру, не так давно была получена межвидовая химера овцы и козы, ведутся эксперименты по вживлению части человеческого генома в геном свиньи. Пока что такие эксперименты были ограничены не только морально-нравственными критериями, но и параметрами материнского организма — ведь биологу мало получить химерный зародыш, нужно его еще вырастить и родить. Теперь же, как говорят футурологи, никаких биологических ограничений уже не будет — можно вырастить что угодно, хоть хомяка размером с бегемота, хоть помесь слона и ежа.

Рано или поздно реконструкции подвергнется и сам человек. А уж как изменится сексуальная жизнь человека, трудно себе даже вообразить. Неслучайно первыми тревогу забили феминистки. Стоило профессору Кувабаре опубликовать первые снимки с нерожденной козой в синтетической матке, как его страничка в интернете была атакована возмущенными японскими девушками, опасавшимися, что из-за этого изобретения мужчины в скором времени смогут отказаться от общения с нормальными женщинами.

Ох, чувствуется, затрещат скоро скрепы по всему миру.



Как рождался биотех

От лечения бесплодия к изменению человека как биологического вида — «Огонек» проследил историю будущей революции


  • 1677 – Голландский натуралист Антони ван Левенгук первым рассмотрел в микроскоп и составил описание сперматозоидов.

  • 1780 – Итальянский священник и ученый Лазарро Спалланцани разработал технику искусственного осеменения собак с целью улучшения породы.

  • 1790 – Шотландский исследователь и врач Джон Хантер впервые осуществил внутриматочную инсеминацию женщины.

  • 1827 – Немецкий врач Карл Эрнст фон Баер первым составил описание яйцеклетки человека. Также была осуществлена первая успешная попытка оплодотворения яйцеклетки in vitro у млекопитающих (кроликов и морских свинок) с последующим рождением потомства.

  • 1897 – Российский академик Викторин Груздев провел исследование о возможности оплодотворения по методу ЭКО одной крольчихи донорской яйцеклеткой, взятой у другой крольчихи.

  • 1961 – Врачи Всемирной организации здравоохранения разработали методику оценки жизнеспособности недоношенных новорожденных. Считалось, что ребенка можно выходить только при рождении после 28 недель беременности (из стандартных 38–42).

  • 1977 – Появление технологий реанимации недоношенных детей. Нижний порог жизнеспособности сдвигается до 22 недель.

  • 1978 – Рождение первого в мире «ребенка из пробирки» Луизы Браун. До этого было сделано свыше 600 неудачных попыток ЭКО. В СССР первый ребенок из пробирки был рожден в 1986 году.

  • 1996 – Рождение клонированной овечки Долли, созданной Яном Вилмутом и Кейтом Кэмпбеллом в Рослинском институте, в Шотландии. Сегодня ученые клонировали практически все виды животных и даже, как утверждают анонимные источники из Южной Кореи, человека.

http://www.kommersant.ru/doc/2388134
donmigel_62: (кот - учёный)

Робот разделывает рыбу в промышленных масштабах

Разделывать рыбу вручную — не самое приятное и быстрое занятие. Компании, которые ловят рыбу в северных морях, вынуждены пересылать улов в страны третьего мира, где рабочие производят разделку, после чего полуфабрикат замораживается и отправляется обратно. Делается это для того, чтобы тратить на процесс поменьше денег. Но всё изменится, когда этим будет заниматься робот.











Проект APRICOT призван создать автоматическое решение, которое позволит упростить процесс разделки рыбы. В отличие от выращиваемого в неволе лосося, обитатели моря имеют различные размеры — а значит, стандартные машины с ними не справятся. Ручной же труд приводит к потере до 7% полезного веса.

В рамках APRICOT был создан робот, автоматизирующий процесс за счёт рентгеновских лучей, с помощью которых и обнаруживаются кости в тушке, после чего они выбиваются оттуда направленными струями воды. Робот не только автоматизирует разделку рыбы: он гарантирует, что в ней не останется костей, и сокращает объём отходов. Если разработка будет идти заданными темпами, то аппарат начнёт работу на производстве уже в следующем году.

http://www.gizmag.com/apricot-project-robotic-fish-filleting/30644/

donmigel_62: (кот - учёный)

Представлен первый 3D-принтер, использующий для печати разные материалы

3D принтер печатающий разными материалами

Многие слышали о 3D-принтерах, которые печатали оружие, еду и другие разнородные объекты. У всех этих устройств было одно общее свойство – они печатали объекты, используя только один исходный материал. Однако компания Stratasys, специализирующаяся на выпуске 3D-принтеров, представила первый в мире универсальный 3D-принтер, получивший название Objet500 Connex3, который позволит печатать несколько разных объемных разноцветных объектов одновременно с помощью материалов, которые обладают разными свойствами.




Благодаря таким возможностям принтера можно произвольно комбинировать цвета материалов, свойства прочности, гибкости и прозрачности. Для смешивания цветов в 3D-принтере применяют технологию, которая используется в 2D-принтерах.

3D принтер печатающий разными материалами

В результате этого, Objet500 Connex3 значительно сокращает время на сборку 3D-объекта и его покраску, поскольку нет необходимости печатать детали по отдельности.

В самом процессе работы Objet500 Connex3 будет задействовано восемь печатных головок, формирующих объекты слоями, чтобы созданные им объекты имели максимальные габариты 490 х 390 х 200 миллиметров и минимальную толщину слоя 16 микрометров, сообщает gizmag.com.

donmigel_62: (кот - учёный)

Почему существует жизнь?

Ну как же, суп, молния, Опарин (random name), миллиарды лет бросания аминокислотных костей — вот и всё... В общем, жизнь удивительна: одно её возникновение изумляет, благо для появления генетического кода вашего, читатель, уровня сложности, по иным расчётам, нужен едва ли не десяток миллиардов лет, а это дольше, чем жизнь Земли. То есть нам крупно повезло. Но есть и альтернативная точка зрения.

Скажем, для физика Джереми Ингленда (Jeremy England) из Массачусетского технологического института (США) возникновение жизни «столь же предсказуемо, как тенденция камня к падению вниз».

Джереми Ингленд. (Фото Katherine Taylor.)

Давайте подумаем, предлагает учёный, чтó с физической точки зрения отличает неживые углеродосодержащие молекулы от живых: вторые лучше справляются с поглощением энергии из окружающей их среды и её рассеиванием в виде тепла. Заметим, что, по всей видимости, с такими задачами иногда может справиться и сажа, однако эффективность жизни в данном направлении всё же действительно высока.


Попробовав представить отличия живого от неживого в формулах, г-н Ингленд пришёл к выводу, что группа атомов, на которую действуют сторонние источники энергии (солнечные лучи, наличие химического топлива) и которая окружена тепловой баней (океан, атмосфера), часто будет постепенно реструктурировать себя, с тем чтобы рассеивать всё больше и больше энергии. Таким образом, при определённых условиях материя непременно приобретёт ключевые физические атрибуты, ассоциирующиеся с жизнью.

Если совсем заострить, что Джереми и делает, то получается следующее: «Вы начинаете со случайным комком атомов, на который светите довольно долгое время, и не стоит слишком удивляться, если он внезапно станет растением».

Легко понять, что часть коллег г-на Ингленда отнеслась к его работе как к весьма неопределённой, другая — как к прорывной, а некоторые считают, что ей присущи обе эти черты. Так, Евгений Шахнович из Гарвардского университета (США) полагает её глубоко спекулятивной, по крайней мере на сегодняшнем этапе. Да, формула, описывающая поведение материи в некоторых условиях, работает. Но является ли такое стремление атомов лучше рассеивать энергию гарантией развития процесса, ведущего к зарождению жизни?..

Идея Джереми Ингленда в основе своей проста: второй закон термодинамики, энтропия со временем растёт, горячее остывает, яйца проклёвываются, но наоборот не бывает, и так далее. Пока энергия распределена в системе неравномерно, согласно теории вероятностей, путей для дальнейшего рассеивания у неё больше, чем для концентрации. И хотя в теории остывающий кофе может с некоторой вероятностью спонтанно вновь нагреться, на деле это столь невозможно, что ничего подобного и не случается.

Хотя энтропия всегда должна возрастать со временем, чётко это можно видеть в основном в закрытых системах, благо в их открытых аналогах энергия может оставаться распределённой между атомами неравномерно за счёт канализирования энтропии вовне, в пространство, окружающее открытую систему.

В 1944 году Эрвин Шрёдингер («Что есть жизнь?») заявил: это именно то, что делают живые существа, чтобы поддержать своё существование. Во время фотосинтеза энтропия во Вселенной в целом растёт, а вот растение предохраняет себя от распада, поддерживая упорядоченную внутреннюю структуру. Из «всему миру ли провалиться, мне ли чаю не пить» оно выбирает первое.

Однако во времена Шрёдингера уравнения термодинамики решались только для закрытых систем, находящихся к тому же в состоянии термодинамического равновесия. Излишне говорить, что жизнь возникла вовсе не в них.

В 1960-х Илья Пригожин до некоторой степени преуспел в предсказании поведения открытых систем, в слабой степени управляемых внешними энергетическими источниками (Нобелевская премия 1977 года). Увы, жизнь возникла там, где до термодинамического равновесия было далеко, а воздействие внешних энергетических источников — исключительно сильно, предсказания же в такой среде мы делать всё ещё не умели.

В 1990-е благодаря американцам Крису Жарзински (Chris Jarzynski) и Гэвину Круксу (Gavin Crooks) всё изменилось. Было показано, что энтропия термодинамического процесса (остывание кофе) соответствует простому соотношению: вероятность того, что атомы пройдут через этот процесс, делённая на вероятность того, что они пойдут в противоположном направлении (что чашка, напротив, случайно нагреется). По мере возрастания продуцирования энтропии это соотношение растёт: поведение системы становится всё более «необратимым», а вероятность самозакипания кофе в чашке неумолимо падает.

По идее, такому видению всё равно, насколько далека от термодинамического равновесия среда, в которой протекает процесс.

Собственно, Джереми Ингленд лишь добавил в этот подход сильное влияние внешнего источника (электромагнитные волны) и способность отдавать тепло вовне — качества, присущие тому классу систем, в который входят и живые организмы, и неживые материалы, встречающиеся на поверхности Земли.

Моделирование Ингленда показывает, что в вязкой жидкости те частицы, что колеблются под действием внешней силы, со временем (сверху вниз) образуют между собой больше связей. (Иллюстрация Jeremy England.)

Неживые частицы склонны рассеивать больше энергии, когда они находятся в резонансе с внешним источником энергии или двигаются в направлении, в котором их толкает внешняя сила. В конечном счёте они больше «склонны» двигаться в этом направлении, чем в любом другом. «Группы атомов, окруженные тепловой баней определённой температуры, как и в случае атмосферы или океана, со временем будут переупорядочивать себя так, чтобы всё лучше "резонировать" с источником механической, электромагнитной или химической работы в своём окружении», — поясняет г-н Ингленд.

Самовоспроизведение — процесс, который принёс на Землю всю населяющую её сегодня жизнь, — один из таких механизмов, посредством которого система может рассеивать возрастающее количество энергии с течением времени. «Отличный способ рассеивания энергии — это производство большого числа копий себя самого», — говорит учёный.

В сентябрьском (2013) номере Journal of Chemical Physics исследователь показал, что теоретический минимум рассеивания, происходящего при самовоспроизведении молекул РНК и бактерий, очень близок к реальным количествам, которые эти системы рассеивают при воспроизводстве. При этом именно РНК (по всей видимости — предшественник ДНК-жизни) является особенно «дешёвым» в энергетическом смысле строительным материалом, что и предопределило её «победу».

Джереми подчёркивает: некоторые явления неживой природы могут быть обусловлены тем же процессом адаптации материи по линии максимального рассеивания энергии. «Многие примеры могут быть прямо у нас под носом, но из-за того, что мы не искали их, мы их и не видим», — считает физик.

Кстати, недавно появились работы, согласно которым вихри в турбулентных жидкостях воспроизводят себя спонтанно, заимствуя энергию у сдвига слоёв окружающей их среды. В другом случае опыты со скоплениями микросфер показывают их склонность рассеивать энергию, связывая близкие сферы в такие же кластеры (самовоспроизводство). Сам учёный считает, что снежинки, дюны, вихри имеют много общего в том смысле, что все они обладают повторяющейся структурой, которая возникает в многосоставных системах, приводимых в движение процессом рассеивания энергии. В случае с опытами над бактериями не следует также забывать, что «бывают и просто мутации», причём способные влиять сразу на много факторов, и не всегда надо торопиться с определением ведущего.

Проверить все эти идеи не так-то просто: процесс возникновения жизни из кучи атомов не должен быть быстрым. С другой стороны, частично концепцию всё-таки можно испытать — соотнеся эффективности рассеивания энергии мутантными линиями живых клеток со скоростью их размножения. Если они и впрямь коррелируются, г-н Ингленд получит как минимум косвенное доказательство своей правоты. В то же время и здесь нужна осторожность: когда вам жарко, вы начинаете обмахиваться газеткой, но это можно трактовать не только как простое стремление кучи атомов в лице Пети Иванова усилить рассевание энергии в окружающем пространстве.

Если эта точка зрения подтвердится, многие мучительные вопросы вроде «зачем организму X нужна черта Y» перестанут быть таковыми: общие закономерности по росту эффективности рассеивания энергии способны объяснить ряд черт тех или иных организмов без их притягивания за уши к часто сомнительному статусу эволюционного преимущества.

Отчёт об исследовании опубликован в издании Journal of Chemical Physics.

Подготовлено по материалам Quanta Magazine. Изображение на заставке принадлежит Shutterstock.



Ну, и в тему мнение Брайна Кокса в фильме ВВС "Что есть жизнь?" http://donmigel-62.livejournal.com/17768.html
donmigel_62: (кот - учёный)
Оригинал взят у [livejournal.com profile] viribusunitis1 в Девушкам и женщинам на заметку
Производитель одежды Makeitgoodpdx выпустил коллекцию "астрономического" светящегося в темноте женского нижнего белья. Пусть хоть так молодёжь изучает астрономию.

glowinthedark

Read more... )
donmigel_62: (кот - учёный)

City Transformer. Каким может быть складной городской автомобиль

Идея заключается в том, чтобы обеспечить приемлемую безопасность движения по дорогам общего пользования и одновременно дать возможность парковаться на небольшой площади, сравнимой с тем, которую занимает мотоцикл.

Израильская компания City Transformer разработала концепцию одноимённого компактного автомобиля, предназначенного для передвижения исключительно по городским улицам.

Концепт-арт городского автомобиля City Transformer (здесь и ниже изображения разработчика).

При создании City Transformer авторы проекта постарались решить три основные задачи: обеспечить приемлемую безопасность езды, минимальное занимаемое место на парковке и нулевые выбросы вредных газов в атмосферу.


Для решения первых двух задач разработчики обратились к складной конструкции. Колёса машины предлагается оснащать специальными силовыми приводами, благодаря которым они смогут прижиматься вплотную к кузову. Из-за этого автомобиль будет обладать достаточной устойчивостью на дороге за счёт соответствия ширине стандартной колеи, а на стоянке займёт «небольшую площадь, сравнимую с той, которая требуется обычному мотоциклу».


Судя по представленным изображениям, в текущем виде City Transformer рассчитан на перевозку только одного человека. Активировать систему складывания колёс водитель сможет при помощи кнопки, в том числе при движении на небольших скоростях. Геометрия салона (если его можно так назвать) при этом не меняется. В разложенном виде ширина колёсной базы равна 1,6 м, в сложенном — 1 м. Длина — 2,2 м.



Нулевые выбросы вредных газов автомобилю обеспечит полностью электрическая силовая установка с питанием от блока аккумуляторных батарей. Поскольку стихия City Transformer — городские улицы, владельцам не придётся беспокоиться о поиске электрической розетки для подзарядки.


В настоящее время авторы проекта ищут средства на создание финального прототипа и подготовительные работы к производству. Предполагается, что платформа будет лицензирована компаниями, заинтересованными в выпуске компактных городских электромобилей.


На рынке City Transformer может появиться в течение трёх лет. Цена, как ожидается, составит около 8 000 долларов.



К слову, некогда мы рассказывали о другом компактном электрокаре для городских улиц — Hiriko (и модификациях на его основе). У машинки могут поворачиваться все четыре колеса, причём на передней и задней осях — в противоположном друг другу направлении. Это повышает манёвренность и позволяет разворачиваться буквально на месте. Кузов Hiriko благодаря специальной конструкции может складываться со сдвигом кабины вверх. За счёт этого и без того скромные габариты уменьшаются ещё больше: длина сокращается приблизительно на метр.

Подготовлено по материалам No Camels.

donmigel_62: (кот - учёный)

Получить стволовые клетки из взрослых мышиных клеток удалось с помощью кислой среды






Эмбрион мыши из стволовых клеток, полученных по-новому
Эмбрион мыши из стволовых клеток, полученных по-новому

Фотография: Haruko Obokata

Очередная сенсация в области клеточных технологий: японские ученые получили клетки со свойствами эмбриональных стволовых, всего лишь поместив клетки крови мышей в кислую среду.


Совершенно новый и невероятно простой способ перепрограммирования клеток изобрели японские ученые. Для того чтобы вернуть взрослым специализированным клеткам способность развиваться по разным клеточным путям, то есть снова наделить их плюрипотентностью , свойством эмбриональных стволовых клеток, им не потребовалось ни пересадки ядер, ни внедрения генов.

Достаточно оказалось на короткое время изменить свойства окружающей среды — снизить рН, то есть повысить кислотность. И клетки стали очень похожими на эмбриональные стволовые.

Сенсационные результаты Харуко Обоката, Терухико Вакаяма (RIKEN центр биологии развития, Кобе и Гарвардская медицинская школа) и их коллеги из Японии и США опубликовали 30 января в двух статьях в журнале Nature.

Возможность перепрограммирования клеток взрослого организма — важнейшее открытие последних десятилетий, за которое получена Нобелевская премия по физиологии и медицине в 2012 году. И если Джон Гёрдон для этого пересаживал ядра в соматических клетках лягушки, то Синья Яманака нашел, какие гены обеспечивают множественные потенции клеток, и открыл способ получения индуцированных плюрипотентных стволовых клеток введением в клетку этих генов. Обаката и его коллеги изучали, как меняется судьба клеток под воздействием факторов внешней среды. В природе это происходит с клетками растений. У некоторых животных это тоже случается — так, под воздействием температуры эмбрионы крокодилов меняют пол. Клетки млекопитающих более консервативны, однако японские ученые нашли способ воздействия и на них.


Исследователи работали с клетками крови новорожденных мышей. После того как их в течение 25 минут держали в закисленной среде (рН 5,7), клетки стали демонстрировать биохимические маркеры эмбриональных стволовых клеток.

Кислая среда стала стрессорным стимулом, который изменил их свойства.

Ученые назвали получившееся явление стимул-вызванным приобретением плюрипотентности, а клетки получили аббревиатуру STAP (stimulus-triggered acquisition of pluripotency). Их получение и свойства они описали в первой статье в Nature.

Дальше надо было изучить свойства этих клеток. Ученые ввели их в мышиную бластоцисту — эмбрион на ранней стадии. Причем введенные клетки были помечены флюоресцентными маркерами, что позволяло проследить их судьбу. Из бластоцисты развился химерный эмбрион мыши, и часть клеток этого эмбриона получилась из клеток STAP. То есть они продемонстрировали способность дифференцироваться в клетки разных мышиных тканей — так же как и эмбриональные стволовые клетки. Это тест на плюрипотентность.

Впрочем, если клетки STAP оставались изолированными, они не начинали делиться и жили всего несколько дней.

Но если их помещали в среду, благоприятную для выращивания индуцированных плюрипотентных стволовых клеток, они делились и приобретали свойства и диагностические маркеры эмбриональных стволовых клеток. При этом, пишут исследователи, у них снижалась степень метилирования ДНК в участках, которые служат генетическими маркерами плюрипотентности. Метилирование (навешивание метильных групп на ДНК в месте азотистого основания цитозина) держит «в узде» те гены, которые не должны работать в данный момент. Снижение метилирования эти гены запускает в работу.

В то же время клетки STAP еще кое в чем отличались от индуцированных плюрипотентных стволовых клеток (ИПСК), полученных стандартным способом. И об этом ученые пишут во второй статье в Nature . Вводя клетки в бластоцисту для получения химерного эмбриона, они обнаружили, что помеченные красителем STAP входят не только в эмбрион, но и в плаценту. С ИПСК такого никогда не происходит. Во что именно будут развиваться клетки, в эмбрион или плаценту, зависит от клеточного окружения, в котором они окажутся. «В пробирке» это можно повторить, воздействуя на клетки теми или иными белковыми факторами.

В общем, оказалось, что клетки STAP обладают в какой-то мере даже еще более широкими потенциями, чем ИПСК.

Самое же главное открытие, конечно, состоит в том, что перепрограммировать клетки млекопитающего, оказалось, можно всего лишь воздействием физического стимула. Что открывает небывалые возможности для получения стволовых клеток для клеточной терапии из клеток самого пациента.

Если это действительно будет возможно с клетками человека, будет получен невероятно простой и дешевый способ, который радикально снизит стоимость этого высокотехнологичного лечения.

Но сначала надо повторить эксперимент с человеческими клетками, а пока что японские ученые совершили это чудесное превращение только на мышиных.



Материалы по теме -

donmigel_62: (кот - учёный)

Ученые нашли объяснение марсианскому камню и раскрыли секрет долголетия марсохода






Ученые нашли объяснение взявшемуся ниоткуда марсианскому камню
Ученые нашли объяснение взявшемуся ниоткуда марсианскому камню

Фотография: NASA

Ученые NASA рассказали, как марсоходу Opportunity удается не ломаться вот уже десять лет и откуда взялся блестящий подарок, который на юбилей ему подкинула природа.

Марсоход Opportunity отметил десятилетний юбилей своего пребывания на поверхности Марса, установив безусловный рекорд продолжительности работы для созданных руками человека планетоходов. За это время на Земле подросло новое поколение людей, сменилось несколько режимов, Китай запустил свой луноход, а этот ровер как ни в чем не бывало продолжает ползать и изучать Марс.


Отметить юбилей решили и в NASA. Специально по этому поводу накануне в Калифорнии созвали пресс-конференцию, на которой руководители миссии рассказали о текущем состоянии марсохода и его последних открытиях.



Opportunity коснулся поверхности Марса в кратере Игл 24 января 2004 года, через три недели после своего близнеца Spirit, который опустился на противоположную сторону Марса. Гарантийный срок работы обоих аппаратов составлял три месяца — именно столько времени рассчитывали инженеры миссий колесить по Красной планете.

Как часто случается в подобных случаях, и пример советских луноходов тому подтверждение, продержаться аппараты смогли гораздо дольше, но десять лет назад никто не мог предположить, что настолько.

Поэтому первый вопрос, который задал руководителям миссии журналист New York Times, звучал так: «Что случится раньше, сломается марсоход или у NASA просто кончатся деньги на управление им?».

«Никто вообще не ожидал того, что спустя десять лет марсианский ровер будет действовать, и действовать продуктивно», — заявил Джон Каллас, руководитель проекта. Рассчитывая на три месяца, в NASA предполагали, что марсианская пыль просто занесет солнечные батареи марсоходов, и они остановятся. Однако оказалось, что налетающие ветры отлично очищают панели. В 2009 году Spirit застрял в песке и перестал выходить на связь, а Opportunity продолжил свое движение.

Вместо расчетного километра к настоящему времени он преодолел уже 38,7 км, изучив несколько крупных кратеров и сделав по пути 170 тыс. фотографий.

Отвечая на вопрос, в чем же секрет его живучести, заместитель научного руководителя миссии Реймонд Арвидсон, рассмеявшись, ответил: «Это просто удачно выполненная американская машина».

Ученые отметили, что в настоящее время марсоход в неплохой форме, за исключением того, что его правое переднее колесо перестало вращаться — та же самая проблема случилась у его близнеца несколько лет назад. Кроме того, у него отключились два научных прибора, заело руку-манипулятор, что ученые шутя назвали артритом, и еще у него случаются приступы амнезии, которые возникают из-за проблем с бортовым носителем памяти.

«Это просто текущие неприятности. Но если они начнут мешать, мы примем меры», — заявил Каллас.

Возможно, действительно главной проблемой для марсохода окажутся неприятности на Земле: ученым может попросту не хватить денег.

Поскольку Opportunity оказался живуч, руководству NASA приходится ежегодно изыскивать $14 млн — во столько обходится налогоплательщикам надежность его конструкции.

«Нам надо взвесить, сколько денег у нас есть и какие из миссий являются наиболее продуктивными», — заявил ведущий специалист программы исследования Марса Майкл Мейер.

К десятилетию работы марсохода приурочена и сегодняшняя публикация в журнале Science, в которой ученые под руководством Арвидсона рассказали о новом открытии.

Ориентируясь на данные, полученные с орбитального аппарата Mars Reconnaissance Orbiter, NASA направляет марсоход к интересным целям. Следуя подсказкам из космоса, ровер направился к краю 20-километрового кратера Индевор, чтобы изучить глинистый минерал смектит. «Это мало о чем говорит большинству людей. Однако геологов это очень волнует, ведь этот минерал формируется в присутствии воды», — пояснил Арвидсон.

Оказалось, что найденные там минералы образовались раньше самого кратера в присутствии воды с кислотностью менее низкой, чем наблюдалась в других районах Марса.

Это подтверждает предположения ученых о том, что в далеком прошлом Марс был более пригодной для жизни планетой.

И конечно, на пресс-конференции не обошли вниманием главный подарок к десятилетию марсохода, который преподнесла ученым сама природа. 8 января камера ровера сняла участок поверхности, на котором лежит серебристый камень. Камень стал настоящей загадкой для ученых и блогеров, которые гадают о причинах его появления. Дело в том, что на снимке этого участка, сделанном незадолго до этого, никакого камня нет.

По словам Стива Сквайрса, ничего подобного ранее камеры марсохода не видели. «Он похож на мягкий пончик. Светлый по краям, красный в середине. Мы рассмотрели его в микроскоп — это определенно камень».

Ученые предполагают, что камень оказался вышвырнут на поверхность грунта одним из шести колес марсохода, когда тот совершал разворот, при этом минерал мог очутиться на поверхности впервые за несколько миллиардов лет.

Камень оказался богат серой, магнием и марганцем. «История открытий продолжается. Марс продолжает подкидывать нам что-то новенькое», — сказал Сквайрс.

После этого через твиттер, рассмешив всех, вопрос задал актер Уильям Шетнер, герой фильма «Стар Трек»: «Вы намерены укрывать марсианских бросателей камней?»

Доктор Сквайрс заявил, что не считает это проделкой камнебросателей, однако предположил, что камень мог быть выброшен и при ударе поблизости небольшого метеорита.


donmigel_62: (кот - учёный)

Новая технология микроскопической съемки позволяет получить высококачественные изображения на уровне атомов


Снимки атомов материала


При проведении съемки на атомарном уровне даже крошечные движения образца снимаемого материала могут привести к искажению и размыванию получаемого изображения. И, к сожалению, эти движения практически невозможно предотвратить. Исследователи из Университета Северной Каролины разработали новую технологию микросъемки, которая позволяет измерить движения образца и компенсировать их позже при окончательной сборке, в результате которой получается высококачественное изображение. Разработанная технология работает совместно с растровыми просвечивающими электронными микроскопами (Transmission Electron Microscopes, TEM), одним из немногих видов микроскопов, которые позволяют получать изображения отдельно взятых атомов вещества. Область, которую может охватить модернизированный TEM-микроскоп, имеет размер в 25 нанометров, а на проведение процедуры съемки требуются десятки секунд времени.

Образец снимаемого материала упирается в тонкий прут из специального материала, который расширяется или сокращается в соответствии с даже самыми малыми изменениями температуры окружающей среды. Эти изменения габаритов прута практически незаметны ни для глаза, ни для микроскопа, но они заставляют передвигаться образец материала на какие-то доли нанометра. Именно этот температурный дрейф, который компенсирован таким незамысловатым образом, является бичом традиционных технологий съемки при помощи TEM-микроскопов, который приводит к значительному искажению результирующих изображений.


"Наш подход позволяет эффективно устранить эффекты влияния температурного дрейфа при проведении достаточно длительного процесса съемки с помощью TEM-микроскопов" - рассказывает доктор Джеймс Лебо (Dr. James LeBeau).

Кроме компенсации температурного дрейфа с помощью прута, исследователи запрограммировали микроскоп таким образом, что он постоянно вращал направление, в котором он сканирует образец материала. Одно изображение микроскоп снимал, двигаясь сверху вниз, второе - двигаясь слева направо, третье - от одного угла к другом, и т.д. Каждое направление съемки позволило получить изображение с соответствующими искажениями, вызванными остаточным температурным дрейфом.

По окончанию съемки набор полученных изображений загружался в специализированную программу, которая, учитывая особенности движения для каждого снимка, с высокой точностью определяла направление и значение температурного дрейфа. Эти данные впоследствии были использованы для проведения окончательной коррекции результирующего снимка, который весьма точно передает все особенности структуры исследуемого материала, позволяя ученым увидеть даже соединения между отдельными атомами.

"Исторически сложилось так, что каждое наноразмерное изображение сопровождалось набором дополнительных данных и справочных материалов, позволявших выяснить величину температурного дрейфа для того, чтобы можно было сказать насколько сильно изображение было искажено" - рассказывает доктор Лебо, - "С нашим методом необходимость в этом полностью отпадает. Это означает, что мы можем взять абсолютно любые образцы материалов, даже те, для которых не существует табличных справочных данных, и очень подробно изучить их внутреннюю структуру. Такая возможность является ключевым моментом для изучения новых материалов и для разработки технологий управления физическими свойствами этих материалов".

http://esciencenews.com/articles/2014/01/23/new.microscopy.technique.improves.imaging.atomic.scale
donmigel_62: (кот - учёный)

В Европе готовятся испытания первого грузового автомобиля с двигателем, работающем на жидком воздухе

Заправка транспорта жидким азотом


В начале лета этого года британская компания Dearman Engine Company планирует начать серию испытаний грузового автомобиля Dearman, который будет приводиться в действие тепловым двигателем, топливом для которого будет выступать жидкий воздух, точнее один из основных компонентов воздуха - азот. Двигатели такого типа будут использоваться на грузовиках-рефрижераторах, в которых жидкий азот будет также использоваться для охлаждения перевозимого груза.



Если испытания двигателей Dearman пройдут успешно, то массовое производство транспортных средств с этими двигателями может начаться уже через два года. Эксплуатация таких автомобилей позволит сократить потребление на 1.3 миллиарда литров дизельного топлива и уменьшить выбросы углекислого газа в атмосферу более чем на миллион тон за срок до 2025 года, конечного срока, к которому согласно планам европейского правительства на дорогах Европы вообще не должно остаться транспортных средств работающих на традиционных видах топлива.


Кроме того, чтобы стать частичным решением экологической проблемы, использование жидкого воздуха в качестве топлива является выходом из еще одной затруднительной ситуации. Все дело в том, что в Великобритании и во всех других странах существуют промышленные предприятия, добывающие кислород, углекислый газ, аргон и другие газы методом сжижения воздуха. В качестве побочного продукта этих видов производства получается огромное количество жидкого азота, избытки которого предприятия попросту сбрасывают в окружающую среду, нанося ей огромный ущерб и выбрасывая буквально на ветер большое количество энергии, затраченной на охлаждение воздуха до жидкого состояния.

Автомобиль с двигателем Dearman


Двигатель, работающий на жидком азоте, был разработан совместными усилиями специалистов компании Dearman, специалистов британского проектно-технологического бюро Риккардо, университетов Лидса, Бирмингема, Лафборо и Брайтона. Программа испытаний будет проходить под наблюдением специалистов Ассоциации исследований автомобильной промышленности (Motor Industry Research Association, MIRA), а финансирует проведение всех работ правительство Великобритании и Европейского Союза.

"Специалисты MIRA рады возглавить проект, демонстрирующий первый в мире двигатель, работающий на жидком воздухе" - рассказывает Крис Ривз (Chris Reeves), один из менеджеров MIRA в области новых и интеллектуальных технологий в транспорте, - "Жидкий воздух - это абсолютно новый вектор развития транспортной техники, он имеет огромный потенциал способствовать решению проблемы вредных выбросов, которые в огромных количествах производятся армией транспортных средств".

http://www.dearmanengine.com/
http://inhabitat.com/worlds-first-zero-emission-liquid-air-engine-on-track-for-testing-this-summer/
donmigel_62: (кот - учёный)

NASA будет добывать воду на Луне

New-Rover

Официальные представители американского космического агентства NASA сообщили о том, что организация собирается запустить в течение ближайших лет новую космическую миссию Resource Prospector Mission (RPM). В рамках этой миссии будет использоваться ровер (луноход), наделенный возможностью добычи летучих веществ с лунной поверхности и на основе полученных химических веществ — синтезирования воды.


Решение о разработке данной миссии было принято после новостей о том, что на поверхности естественного спутника нашей планеты были обнаружены водород и области, покрытые льдом. Эти химические вещества можно будет использовать для производства воды и кислорода. При наличии подходящей для этого техники, такая возможность будет очень кстати, если в будущем человечество захочет основать на Луне колонию. Водород в данном случае можно будет использовать для производства топлива, а кислород — для создания подходящей атмосферы для дыхания внутри жилых модулей, установленных на лунную поверхность.

Как пишет портал Space News, основным инструментом в миссии RPM станет RESOLVE (Regolith and Environment Science and Oxygen & Lunar Volatile Extraction). Устройство было предложено экспертами из отдела Advanced Exploration Systems Division при департаменте NASA Human Exploration and Operations Mission Directorate.

Приземлившись на лунную поверхность, аппарат RPM/RESOLVE станет первым примером технологии по добыче полезных ископаемых за пределами поверхности нашей собственной планеты и возможности использования их прямо на том же месте. Некоторые эксперты из NASA предполагают, что старт миссии вполне возможно состоится где-то в 2018 году.

К настоящему моменту американское космическое агентство уже потратило на разработку этого проекта около 20 миллионов долларов. Общая же стоимость миссии оценивается примерно в 250 миллионов долларов.



«Концепт миссии RPM выходит за рамки его реализации исключительно только на Луне. Луна в данном случае для нас является просто отличной площадкой для тестирования новой технологии», — говорит технический директор космических операций NASA Джейсон Крусан.


Если миссия RESOLVE покажет свою успешность на лунной поверхности, то вторая миссия по добыче и использованию найденных или произведённых на месте ресурсов будет связана уже с Марсом. В этом случае аппарат будет установлен на новый марсианский ровер, который NASA планирует запустить к Красной планете к 2020 году.

Profile

donmigel_62: (Default)
donmigel_62

March 2014

S M T W T F S
       1
2 3 4 5 6 7 8
9 10 11 12 13 14 15
16 17 1819202122
23242526272829
3031     

Page Summary

Style Credit

Expand Cut Tags

No cut tags