Научпоп + Ученые

– В отличие от традиционных способов, где часто армируются только поверхности, наш подход предполагает смешивание с клеем и равномерное распределение волокон внутри изделия, клееного из доски – а именно в швах между отдельными досками. Для проверки эффективности нашей технологии мы сравнили образцы, укрепленные базальтовыми волокнами, с обычными. Затем на специальной установке прикладывали нагрузку сверху и изучали, через какое время материал не просто гнется под весом, а начинает ломаться. Результаты показали, что армированные объекты выдерживают нагрузку на 9% больше, а разрушаются более плавно, что говорит о повышенной устойчивости к воздействиям. Базальт также обладает высокой стойкостью к коррозии и лучше сочетается с древесиной, чем металлическая арматура, – комментирует Ольга Третьякова, доцент кафедры «Строительный инжиниринг и материаловедение» ПНИПУ, кандидат технических наук.

Новый подход может стать важным шагом в развитии экологичного и экономичного строительства благодаря сочетанию природных материалов с современными технологиями армирования. Методика ученых Пермского Политеха позволяет укрепить прочность древесины для более обширного применения и выдерживания больших грузов, например, в мостах, многоэтажных зданиях или большепролетных конструкциях.

В дальнейшем ученые планируют изучить другие виды волокон (стекло, углерод), поведение укрепленных ими конструкций под разными нагрузками и разработать практические рекомендации для строителей.

Ученики Политехнической школы под руководством ученых Пермского Политеха создают систему контроля вязкости бетона при 3D печати, чтобы предотвратить возникновение разрывов материала и обеспечить создание более качественных продуктов. Аналоги таких устройств, существующие в стране на текущий момент, не работают с крупнозернистыми смесями и требуют квалифицированного персонала. Также для них требуется предварительная настройка под каждый состав бетона, а стоимость подобной установки варьируется от 1,5 до 6 млн рублей. Цель политехников – устранить все эти недостатки в своем проекте.

– Вязкость бетона можно контролировать, если знать, какое количество тока тратит электрический двигатель перемешивающей установки на смесь с той или иной густотой. Школьниками разработан прототип устройства, которое определяет это. Оно выглядит, как маленький светофор с подсоединенными к принтеру датчиками. Мы написали пробную программу, с помощью которой они определяют изменение силы тока нагрузки на лабораторный бетоносмеситель. В зависимости от режима его работы консистенция смеси выходит разной. Если все хорошо, светофор подает зеленые сигналы, если она слишком «жидкая» или «густая» – желтый, красный и мигающий. На текущем этапе протестирован макет устройства, который определяет силу тока. В дальнейшем его планируется доработать и подключить к большому 3D-принтеру, чтобы проверить эффективность в реальных производственных условиях, – комментирует Виталий Шаманов, декан строительного факультета ПНИПУ, кандидат технических наук.

Конечный продукт будет представлять собой систему контроля вязкости бетона, подключенную к штукатурной станции 3D-принтера. Пример работы: если смесь слишком густая, система подаст сигнал открытия клапана, после чего в нее будет подаваться больше воды, чтобы улучшить текучесть.

Проект учеников Политехнической школы проходит активное тестирование и усовершенствование. Разработка будет полезна в строительстве, ландшафтном дизайне, промышленности и инженерии.

Наши легкие – это не просто орган, который обеспечивает нас кислородом. Они находятся в самом центре борьбы с болезнями, прямиком на передовой, защищая нас от внешних угроз. Но, как и любой защитник, даже наши легкие имеют свои слабые места. Они вступают в контакт с окружающим миром при каждом вдохе, всасывая не только свежий воздух, но и пыль, вирусы и бактерии. Заболевания, такие как пневмония и бронхит, настигают нас, несмотря на защитные механизмы, которые природа щедро наделила нашей дыхательной системой.

Прежде чем вредные агенты смогут проникнуть в наши легкие, им предстоит преодолеть несколько серьезных барьеров. Начнем с носа, где мелкие волоски работают как фильтры, задерживая крупные частицы. Затем враг сталкивается с густой слизью в трахее, которая ловит вредителей и выводит их с помощью крошечных ресничек.

Если же бактерия все же доберется до легких, ее ждет встреча с макрофагами – клетками-«стражами», готовыми поглотить и уничтожить врага. Это как если бы вы пытались пробраться в хорошо охраняемое хранилище, мимо охранников. Так что, когда дело доходит до лечения заболеваний легких, особенно бактериальной пневмонии, необходимо разрабатывать хитрые механизмы доставки. В противном случае, лекарственные препараты могут просто не достигнуть своей цели или спровоцировать побочные эффекты.

Прорыв в лечении: микророботы.

Недавно исследователи из Университета Калифорнии в Сан-Диего сделали шаг к решению этой проблемы, разработав микророботов, которые могут преодолевать барьеры и доставлять лекарства прямо в легкие. Такие крошечные устройства, размером менее 1 миллиметра, помогают избегать защитных механизмов и глубоко погружаются в легкие. Это действительно революционное открытие!

Микророботы обладают не только компактностью, но и возможностью быть сделанными из биосовместимых материалов, таких как зеленые водоросли. Эти одноклеточные организмы используют жгутики для передвижения и не имеют структуры, способной вызвать иммунный ответ. Поэтому они могут проникнуть глубже в легкие, оставаясь незамеченными.

Доставка лекарств по новому методу.

Но как же они работают? Исследователи закачивают антибактериальные препараты в крошечные пакеты, прикрепленные к микророботам. И вот здесь начинается настоящая магия: микророботы защищают свои грузики, используя мембраны клеток, что позволяет им проходить мимо макрофагов, которые иначе могли бы их уничтожить.

В своих последних экспериментах команда разработчиков обнаружила, что используя достаточно мелкие водоросли, они могут создать аэрозоли, которые легко вдыхать. Эти аэрозоли – это как легкие облака лекарства, которые, попадая в легкие, могут избежать ловушек, расставленных нашей иммунной системой.

Потенциал и обещания!

На сегодняшний день такие микророботы уже успешно протестированы на мышах. Результаты обнадеживают: все мыши, которые получили лечение с помощью микророботов, выжили, в то время как контрольная группа показала значительно худшие результаты. Это вселяет надежду на возможность скорого клинического применения.

"Микророботы могут изменить правила игры", - говорит Лянфан Чжан, один из ведущих исследователей. Они могут стать эффективным методом доставки лекарств непосредственно в легкие, минимизируя побочные эффекты и снижая необходимость в высоких дозах препаратов.

Хотя идея вдыхания крошечных роботов для лечения легких когда-то казалась фантастической, реализация этой концепции становится все ближе к реальности благодаря многолетним исследованиям и усилиям ученых. В ближайшем будущем, возможно, мы увидим эти микророботы на рецептах. Они могут изменять подходы к лечению легочных заболеваний и предвещать новую эру в медицине. Так что, если у вас возникнут сомнения насчет научной фантастики, вспомните об этих крошечных 'роботах-подрывниках', которые могут спасти жизни – на уровне, о котором мы еще недавно даже не смели мечтать

Публикация взята с сайта: https://www.nature.com/articles/s41467-025-56032-4

В мире биологии и физики, где каждое открытие может стать началом настоящей революции, новое исследование, опубликованное в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences, раскрывает удивительную взаимосвязь между поведением протонов и электронами в живых системах. Это исследование не только бросает свет на тонкости биоэнергетики, но и показывает, как квантовая физика переплетается с биохимией.

Протоны, будучи основой биоэнергетики, играют ключевую роль в жизненных процессах, таких как клеточное дыхание и синтез АТФ. Ранее считалось, что их движение зависит исключительно от химических реакций, например, «прыжков» между молекулами воды и аминокислотами. Но новое исследование доказывает: всё сложнее! Ученые, возглавляемые командой из Еврейского университета в Иерусалиме, обнаружили, что движение этих наименьших частиц связано с квантовым свойством — спином электронов.

Спин, по сути, можно представить как своеобразный магнитный момент электрона, который влияет на его взаимодействие с окружающей средой. Исследователи использовали кристаллы лизоцима (фермента, широко встречающегося в природе) для проверки своих гипотез. И вот что они нашли!

Хиральные фононы и протоно-электронные связи.

Команда ученых, в том числе профессоры Рон Нааман и Нурит Ашкенази, проводила эксперименты, в ходе которых в кристаллы вводились электроны с разными спинами. Результаты оказались поразительными: протоны перемещались гораздо легче, когда электроны имели определенный спин — и наоборот! Когда в систему вводились электроны с противоположным спином, движение протонов значительно замедлялось.

Это взаимодействие связано с эффектом хиральной индуцированной селективности спина (CISS), который описывает, как молекулы с определенной закруткой (хиральные молекулы) по-разному влияют на спины электронов. Таким образом, переворот в понимании того, как мы воспринимаем передвижение протонов в клетках, стал ключевым моментом в этом исследовании.

Потенциал для новых технологий!

Как эти открытия могут повлиять на науку и технологию? Прежде всего, они открывают совершенно новые горизонты для понимания биологических процессов на квантовом уровне. «Наши результаты показывают, что движение протонов в биологических системах не ограничивается лишь химией — это также вопрос квантовой физики», — отметил исследователь Наама Горен. Это знание может привести к разработке новых технологий, способных имитировать биологические процессы и, возможно, даже контролировать передачу информации внутри клеток.

Профессор Йосси Пальтиэль добавил, что связь между спином и движением протонов может быть использована для создания инновационных методов в медицине, энергогенерации и нанотехнологиях.

Это исследование не просто расширяет границы нашего понимания жизни, но и соединяет миры квантовой физики и биохимии. Мы наконец начинаем видеть, как мелкие частицы взаимодействуют друг с другом, создавая сложности и изящество живых систем. Эти открытия не только подчеркивают важность квантовых процессов в биологии, но и открывают двери для множества новых исследовательских направлений, которые могут революционизировать науки о жизни. Впереди много интересного!

В нефтепродуктах содержатся так называемые полярные и неполярные вещества. Для их эффективного растворения необходимы, соответственно, полярные и неполярные растворители. Вода в процессе перехода в сверхкритическое состояние начинает сочетать в себе оба этих свойства: из полярного растворителя становится неполярным.

Хава Нальгиева, младший научный сотрудник Института химии нефти СО РАН

Исследователь отметила, что таким образом достигается более глубокая степень переработки нефтяных фракций и получение большего количества бензина, керосина, компонентов дизельного топлива.

Ученые усилили полученный эффект с помощью ацетилацетоната железа. В процессе переработки в сверхкритической воде он превращается в активные оксиды, которые дополнительно ускоряют химические реакции. Итоговый результат двух нововведений — десятикратное увеличение выхода полезного продукта из тяжелых нефтяных остатков.

🎆 День радио — профессиональный праздник, ежегодно отмечаемый 7 мая в России и ряде других стран, таких как Беларусь, Армения и Кыргызстан. Он посвящён работникам всех отраслей связи, включая радиовещание, телевидение, телекоммуникации и почтовую связь.

🎙 Именно 7 мая 1895 года российский физик Александр Степанович Попов продемонстрировал на заседании Русского физико-химического общества в Санкт-Петербурге первый в мире радиоприёмник. Это устройство, изначально предназначенное для регистрации атмосферных разрядов, стало важным шагом в развитии беспроводной связи. Позже Попов усовершенствовал его, добавив возможность приёма сигналов от передатчика, что позволило использовать прибор для передачи информации.

👄 Интересный факт: первую радиограмму в мире Попов отправил 24 марта 1896 года. В ней было всего два слова: «Генрих Герц».

🥳 Всех причастных к радио - с Праздником!

📝 Пишите в комментарии, свои любимые радиостанции, если вообще слушаете/слушали)

YouTube | RuTube | Telegram | Pikabu