Экспериментально подтверждено рождение нового семейства веществ или Квадратная дочка графена

Поделиться



Впервые в мире экспериментально получен представитель нового семейства двумерных веществ – оксид меди. Он уже продемонстрировал своим создателям несколько необычных свойств, которые могут не только расширить поле для экспериментов с графеном, но и задать новое направление в микроэлектронике. Статья о достижении ученых из НИТУ «МИСиС», ФГБНУ ТИСНУМ, ИБХФ РАН и их зарубежных коллег из японского института NIMS вышла в авторитетном журнале NanoScale.



Павел Сорокин (в центре) на вручении премии Scopus Award Russia-2015

Международная группа физиков предсказала и экспериментально подтвердила существование нового семейства неорганических соединений. Как рассказал руководитель теоретической части работы, глава инфраструктурного проекта «Теоретическое материаловедение наноструктур», ведущий научный сотрудник лаборатории «Неорганические наноматериалы» НИТУ «МИСиС» д.ф.-м.н. Павел Борисович Сорокин, речь идет о первом в мире двумерном материале с квадратной кристаллической решеткой – оксиде меди.

Создание новых двумерных материалов – материалов состоящих из слоя толщиной в один атом – одна из самых перспективных областей современного материаловедения. С момента получения в 2004 году графена – первого двумерного материала – ученые по всему миру исследуют его особенности, пытаясь соединить его с другими материалами для получения новых свойств.

Синтез нового семейства веществ исследователи провели, изучая различные свойства графена. Поэтому островки двумерного оксида меди расположены на графеновой основе. По словам доктора Сорокина, синтез на подложке из графена – пока единственная реальная возможность получать эти двумерные материалы. Однако с учетом развития технологий данное ограничение вполне преодолимо, подчеркнул ученый.



На «Рождественских лекциях» в НИТУ «МИСиС» доктор Сорокин читает лекцию «Там внизу полным-полно места, и в этом месте много интересного. Новости двумерного мира».

В отличие от графена, который образован шестиугольными «сотами», двумерный оксид меди имеет квадратную кристаллическую решетку. «До сих пор ученым удавалось синтезировать только материалы с гексагональной решеткой – например, различные производные графена или нитрид бора, – говорит доктор Сорокин. – Плоская квадратная решетка металла неустойчива, однако соединение меди с кислородом стабилизировало её». 

Использованный способ, открывает широкие возможности для синтеза нового семейства материалов». Фактически, ученым удалось добиться «самосборки» двумерного оксида меди на графен. Чтобы создать новое вещество, экспериментаторы из института NIMS (Япония) осадили на частично окисленный графен атомы меди из газовой фазы. Затем нагрев системы привел к тому, что атомы кислорода и меди перегруппировались в новую структуру.



Все особенности нового материала предстоит изучать ещё долго, однако кое-что о свойствах двумерного оксида меди можно сказать уже сейчас. Одним из необычных свойств нового материала, предсказанным российскими физиками Павлом Сорокиным и Дмитрием Квашниным, оказался антиферромагнетизм (низкая намагниченность), который обычный оксид меди не проявляет ни при каких условиях.

Антиферромагнетики относятся к очень перспективным материалам с точки зрения микроэлектроники. Чтобы записать один бит информации в антиферромагнетик, достаточно всего 12 атомов его поверхности, в то время как существующие технологии используют для записи одного бита сотни тысяч атомов. 

Есть и ещё одно последствие нового эксперимента. «Наше открытие показало возможность нового применения графена как основы для сборки различных веществ, — говорит доктор Сорокин. – Причем, не только самостоятельных отдельных материалов, но и многослойных двумерных гетероструктур. В представленном эксперименте на графене образовалась новая монослойная структура, обладающая набором только ей присущих свойств, которые нам ещё предстоит подробно изучить».

Справка НИТУ «МИСиС»: Сорокин Павел Борисович, доктор физико-математических наук. Руководитель инфраструктурного проекта «Теоретическое материаловедение наноструктур» в НИТУ «МИСиС», ведущий научный сотрудник лаборатории «Неорганические наноматериалы». 

Область научных интересов: атомистическое моделирование, наноструктуры, нанотехнология, квантово-химические расчеты из первых принципов, теория функционала плотности, эмпирические методы расчета.

Премия Российского клуба Европейской Академии (Academia Europaea) для молодых ученых в области физики, премия Scopus Award Russia-2015. Более 60 публикаций в международных журналах, в том числе Nature Physics, Nature Communications, Nano Letters, ACS Nano, J. Phys. Chem. Lett. и другие. опубликовано  

 

P.S. И помните, всего лишь изменяя свое потребление — мы вместе изменяем мир! ©

Источник: geektimes.ru/company/misis/blog/287190/

Ученые открыли секрет ускоренной зарядки литиевых батарей

Поделиться



Ученые Университета Бат и Чикагского университета штата Иллинойс свершили важное открытие в физике литиевых аккумуляторов — они поняли, что влияет на скорость зарядки батарей и их производительность.Литиевые аккумуляторы — топливо в паровозе мобильной революции. Они применяются в ноутбуках, планшетах, смартфонах, электромобилях и домашних хранилищах энергии. Но их перезарядка обычно занимает немалое время. И прежде чем разработать ускоренный процесс, ученые должны сперва понять, почему добавление заряженных атомов металла в туннельные структуры батарей повышают их производительность.





В соответствии с недавним открытием, большие ионы металла, например, калия, могут улучшать накопление заряда в батареях, но почему так происходит — до сих пор понятно не было.

Международная команда исследователей провела ряд структурных экспериментов и компьютерных симуляций и впервые обнаружила, почему добавление калия в туннельные структуры оксида марганца настолько положительно сказывается на производительности аккумулятора.

Они обнаружили, что положительно заряженные ионы калия ускоряют движение лития внутри туннелей. А от этого зависит скорость зарядки аккумуляторов.





«Понимание этих процессов важно для будущей разработки конструкции и материалов батареи, и может привести к ускоренному процессу подзарядки. Это положительно отразится на покупателях и индустрии, — говорит профессор Сайфул Ислам из британского Университета Бат. — Создание новых материалов — это ключ к более легким, дешевым и безопасным батареям, в том числе — для производства электрического транспорта, который поможет сократить выбросы углекислого газа».

На смену существующим литий-ионным аккумуляторам могут прийти токопроводящие губки с большой площадью поверхности и высокой скоростью зарядки. Они изготавливаются из «металлоорганических структур», о которых науке известно давно, но раньше никто не рассматривал их с точки зрения электропроводности. опубликовано  

 

Источник: hightech.fm/2017/01/20/faster-recharging

Найден белок способный продлить молодость

Поделиться



Мы все знакомы с таким явлением как старение, это когда ход времени оказывает влияние на организм и все процессы в нем проходящие меняются. Ученым давно известно, что теломеры играют важную роль в старении и даже в наступлении старения, они выступают в роли своеобразных часов. Казалось, что все так и останется на своих местах и жизнь продлить невозможно, однако, нашелся белок, который регулирует длину теломеров.





Каждый раз, когда клетка делится, крошечная часть ДНК теряется, это могло бы негативно сказаться на всем организме, но это слаженный механизм, потому у всего есть подстраховщики, в данном случае — это теломеры. Они принимают весь удар на себя и в процессе делений становятся меньше и слабее, и в итоге этот предохранитель попросту перегорает.

«Теломеры представляют собой часы для клетки», — говорит доцент Лаззерини Денчи, автор исследования: «Вы родились с теломерами определенной длины, и каждый раз, когда клетка делится, она теряет немного от теломера. Когда теломер слишком короткий, то клетка больше не может делиться».





Еще в 2010 году, в одном Гарвардском исследовании удалось замедлить и даже повернуть вспять процесс старения у мышей путем манипулирования теломеразами, ферментами, которые помогают восстановить теломеры. Прорывы были и в клетках человека. Но все оказалось не так просто, удлинение теломеров не только удлиняет жизнь, но еще и увеличивает риск заболеть раком, так как клетки начинают допускать раковые клетки к распространению, повышая риск развития опухолей.

«Эти клеточные часы должны быть тонко настроены для достаточно мобильных подразделений для разработки дифференцированных тканей и поддержания возобновляемых тканей в нашем организме и, в то же время, ограничивать распространение раковых клеток», — говорит Лаззерини Дэнчи.





До недавнего времени ученые думали, что они знают все белки, которые связаны с теломерами, но теперь ученые из исследовательского института Скриппса открыли новый белок, названный TZAP.

Роль TZAP заключается в контролировании процесса обрезания теломера, и он способен сдерживать размеры теломера достаточно долго, чтобы увеличить срок жизни, но не так долго, чтобы спровоцировать заболевания.

Теперь ученые рассматривают TZAP в качестве настоящего ключа не к вечной, но очень продолжительной молодости. опубликовано  

 

Источник: newatlas.com/tzap-protein-regulates-cellular-aging/47411/

Российский математик нашел доказательство Гипотезы Римана

Поделиться



Существуют задачи, которые человечество не может решить уже 120 лет. Так вот, среди них гипотеза Римана.
 



В 1859 году немецкий математик Бернхард Риман взял давнюю идею Эйлера и развил ее совершенно по-новому, определив так называемую дзета-функцию. Одним из результатов этой работы стала точная формула для количества простых чисел до заданного предела. Формула представляла собой бесконечную сумму, но специалистам по анализу к этому не привыкать. И это не было бесполезной игрой ума: благодаря этой формуле удалось получить новые подлинные знания о мире простых чисел. Мешала только одна маленькая неувязка. Хотя Риман мог доказать, что его формула точна, самые важные потенциальные следствия из нее полностью зависели от одного простого утверждения, касающегося дзета-функции, и вот это то простое утверждение Риман никак не мог доказать. Полтора столетия спустя, мы все еще не сумели сделать это.

Сегодня это утверждение называется гипотезой Римана и представляет собой, по сути, священный Грааль чистой математики, который похоже «нашел» российский математик Игорь Турканов. Он представил научной общественности доказательство знаменитой гипотезы Римана. В настоящее время ученые во всем мире проверяют работу Турканова. Пока никто из них пока не заявил о найденных ошибках.



Это может значить то, что мировая математическая наука находится на пороге события международного масштаба.

Доказательство или опровержение гипотезы Римана будет иметь далеко идущие последствия для теории чисел, особенно, в области распределения простых чисел. А это может повлиять на совершенствование информационных технологий.

Гипотеза Римана входит в список семи «проблем тысячелетия», за решение каждой из которых Математический институт Клэя (Clay Mathematics Institute, Кембридж, Массачусетс) выплатит награду в один миллион долларов США.

Таким образом, доказательство гипотезы может обогатить российского математика.

Согласно неписаным законам международного научного мира, успех Игоря Турканов полностью признают не раньше, чем через несколько лет. Тем не менее, его работа уже была представлена на Международной физико-математической конференции под эгидой Института прикладной математики им. Келдыша РАН в сентябре 2016 года.

Также отметим, что если найденное Игорем Туркановым доказательство Гипотезы Римана будет признано верным, то на счет российских математиков будет записано решение уже двух из семи «проблем тысячелетия». Одну из этих проблем – «гипотезу Пуанкаре» в 2002 году решил Санкт-Петербургский математик Григорий Перельман. При этом он отказался от полагавшейся ему премии в $1 млн от института Клэя.

В 2015 году Профессор математики Опиеми Энох (Opeyemi Enoch) из Нигерии заявил о том, что он смог решить гипотезу Римана, но в Математическом институте Клэя пдо сегодняшнего момента считали гипотезу Римана недоказанной. По словам представителей института, для того, чтобы достижение было зафиксировано, его необходимо опубликовать в авторитетном международном журнале, с последующим подтверждением доказательства научным сообществом.опубликовано 

 



Источник: masterok.livejournal.com/3324724.html

Открытие ученых позволит создавать деревянные небоскребы

Поделиться



Две наиболее распространенные на Земле крупные молекулы — или полимеры — это целлюлоза и ксилан. Они обе находятся в клетках таких материалов, как дерево и солома, и определяют их прочность.

Ученые давно задавались вопросом, как «склеиваются» эти две молекулы друг с другом — но для них оставалось загадкой, как длинная и изогнутая молекула ксилана соединяется с плотной и палочковидной молекулой целлюлозы.





В университетах Уорик и Кембридж обнаружили, что целлюлоза стимулирует раскручиваться и выпрямляться молекулу ксилана, затем они соединяются, и ксилан действует как клей, связывая молекулы вместе.

По словам ученых, изучая эти молекулы, которые более, чем в 10 тысяч раз меньше толщины человеческого волоса, они впервые увидели, как целлюлоза и ксилан объединяются, и почему благодаря этому создаются такая прочная связь.

Понимание этого явления может оказать существенное влияние на разработку биотоплива, производство бумаги и сельское хозяйство. Кроме того, в планах ученых — создание деревянных небоскребов из модифицированной древесины.





В то время, как одни ученые стремятся научиться печатать здания на 3D-принтерах, другие хотят строить их, используя возможности природы и естественные материалы — и это не только дерево. Проект Flora Robotica работает над созданием гибридов роботов и растений, которые смогут стать единым целым с элементами зданий: стенами, крышами или скамейками, а в DARPA планируют выращивать дома из живых материалов. опубликовано  

  P.S. И помните, всего лишь изменяя свое потребление — мы вместе изменяем мир! ©

Источник: hightech.fm/2016/12/22/wooden-skyscrapers

Открытие выставки Марка Абрахамса

Поделиться



        В Столешниковом переулке показывают черно-белые снимки чуть ли не самого востребованного среди американских знаменитостей фотографа. 







        В Столешниковом переулке на смену провокационным снимкам тайлера Шилдса пришли степенные монохромные фотографии Марка Абрахамса. Это его работы вы сможете наблюдать, прохаживаясь по Столешникову в надежде ухватить уходящее тепло. 







        Марк Абрахамс — настоящий  мастер черно-белых портретов, перед объективом которого побывало множество самых ярких звезд нашего времени. Именитый американский портретист успел поснимать Дэниела Крейга, Натали Портман, Джеймса Франко, Кейт Уинслет, Хью Джекмана, Орландо Блума и не только их.







        Вместе с ним фотопроект презентовал Келлан Латс, ставший последней на сегодня звездной моделью Абрахамса. В Россию актер прилетел не только ради открытия выставки, но и для того, чтобы присутствовать на предпоказе своего нового фильма «Сироп».







        Выставка Абрахамса — часть проекта Jaguar Summer Museum: культовая автомобильная марка на протяжении всего сезона организует фотовыставки в Столешниковом переулке при поддержке журнала GQ. Эта выставка стала третьей и заключительной в проекте. Абрахамс и Латс представили более трех десятков черно-белых минималистичных образов разных лет, ставших иконами современной портретной фотографии.

Источник: /users/147

Золотоносные бактерии

Поделиться



        Пусть деньги пока не растут на деревьях, но ученые из Государственного университета штата Мичиган, США, сделали открытие, вплотную приблизившее человечество к этой мечте. Они обнаружили бактерий, которые способны превращать ядовитые химические вещества в чистое золото 24 карата.

        Бактерий с прикосновением Мидаса под названием Cupriavidus metallidurans заставили производить настоящее самородное золото, просто поместив их в большие объемы хлористого золота. Это вещество представляет собой токсичную жидкость, не имеющую фактической ценности, но которую можно найти в природной среде. Бактерии поглощают хлористое золото, переваривая все токсины и отходы в жидкости и оставляя в итоге только твердое золото. Это открытие наглядно демонстрирует, что отходы одних бактерий – это сокровище для других организмов.





        «Мы занимаемся самой настоящей микробной алхимией – получаем золото из того, что не имеет ценности, превращаем жидкость в твердый драгоценный металл», — рассказывает Казем Кашефи, адъюнкт-профессор микробиологии и молекулярной генетики из Университета.

        Метод изобрели Кашефи и его коллега Адам Браун, адъюнкт-профессор электронного и синтетического искусства. Вместо того чтобы разбогатеть, ученые используют производящих золото бактерий как часть художественной выставки под названием «Великий труд любителя металлов». Результатом необычного восприятия биотехнологий, искусства и алхимии стала именно такая экспозиция, когда прямо на глазах зрителей производится золото. Работа получила высокую оценку в ходе конвенции по вопросам кибернетического искусства. (Факты подкупа жюри золотыми слитками не установлены.)

       «Это нео-алхимия. Каждая часть, каждая деталь проекта представляет собой границу между современной микробиологией и алхимией, — объясняет Адам Браун. – Наука пытается объяснить переполненный феноменами мир. Как художник я пытаюсь создать феномен. Искусство – это способность подтолкнуть научный поиск».

        Аналогия с алхимией – средневековой практикой превращения недрагоценных металлов в благородные, такие как золото или серебро – вполне уместна. Хотя усилия древних алхимиков были, в основном, развенчаны как псевдонаука и шарлатанство, метод Кашефи и Брауна может переписать книги по истории.





        Получаемое в результате золото настолько чистое, насколько возможно – 99,9 процентов. Но является ли полученное в лаборатории золото таким же ценным, как природное? Кашефи и Брауну все еще предстоит выяснить рыночную цену металла, но они считают, что используемый ими лабораторный способ похож на тот путь, который проходят слитки самородного золота в природе. Как бы то ни было, и хлористое золото, и бактерии Cupriavidus metallidurans – это естественные образования. Нужно лишь, чтоб они встретились.

        Если учесть, что цена на золото в настоящее время высокая, то  наверное, уже пришла в голову идея повторить весь процесс в своем гараже. Но до того как у вас в глазах появится лихорадочный блеск золотоискателя, учтите, что Кашефи и Браун уже все просчитали и пришли к выводу, что эксперимент не настолько экономически эффективный, чтобы получать значительную прибыль.

        Ну и, конечно же, если бы золото было так легко производить, его цена, несомненно, упала бы.

 

Источник: /users/276

В Москве откроют дом-музей Чебурашки

Поделиться



        В Косинском парке российской столицы московские власти планируют построить дом-музей знаменитого героя мультфильма Чебурашки. Строительство здания в парке начнется уже в 2013 году. Эту «игрушечную» идею поддержал комитет по туризму мэрии города.





        Эдуард Успенский, создатель кукольных образов крокодила Гены и Чебурашки, сказал, что надеется, что под строительство дома и аллеи Чебурашки выделят не меньше одного гектара. Дом Чебурашки планируется построить довольно просторным. Но точная площадь пока неизвестна. Внутри должна развернуться полная экспозиция, посвященная героям советского мультфильма, созданного по мотивам повести «Крокодил Гена и его друзья».





        Рядом с музеем организуют стоянку для машин и автобусов. К самому зданию в парке будут расставлены указатели на русском, английском и японском языках. Эдуард Успенский готов подарить в будущий музей несколько экспонатов. Он также считает необходимым разработать сувениры с логотипами героев мультика, это могут быть сумочки, тапочки, заводные или мягкие игрушки, головные уборы Шапокляк.





        У большого дома-музея будет построена стоянка, а к самому учреждению будут вести указатели на русском, английском и японском языках (Чебурашка пользуется большой популярностью; права на распространение мультиков про ушастое существо и его друзей японцы приобрели у «Мосфильма» в 2003 году). Власти надеются, что дом-музей Чебурашки привлечет в Москву множество туристов.





        Что же касается стоимости данного проекта, то она пока что подсчитывается.

Источник: /users/147

Ученые создали мясо из овощей

Поделиться



        В Европе группа ученых создала невероятный продукт — вегетарианское мясо, которое внешне и по вкусу напоминает обычное мясо животного, но при этом на 100% сделано из овощей. 



        Вегетарианский вариант мяса разработали венские ученые из Университета природных ресурсов и наук о жизни вместе с коллегами из Университетa Вaгенингена, а ещё сотрудниками одиннадцати компаний, которые занимаются произвoдством продуктов питания. 



        Инициатор проекта LikeMеat Флориан Уайльд, учёный из Института Фраунгофера сообщил, что изгoтовление этого продукта не понесет никакой экoлогической опасности. Заменитель мяса рaстительного происхождения, который хотят скоро выпускать в прoмышленных масштабах, должен отличаться низкой ценой и длительным периодом хранения. В идеале этот продукт подойдет не только вегетариaнцам, но также и людям, которые страдают аллергией. 

Источник: /users/559

Удивительный МР3-плейер, который управляется с помощью зубов

Поделиться



        Можно забыть о километрах запутанных проводов от МР3 плеера. Новые маленькие наушники, получившие название Split, имеют вид полноценного беспроводного музыкального плеера с собственными уникальными вoзможностями. И хотя они находятся пока лишь на стадии прототипа, они имеют 256 мегабайт памяти и могут управляться простым сжатием челюстей.





        МР3-плейер, кoторый живёт в вашем ухе и управляется при помощи зубов. Вот как это работает: Магнитные наушники включаются, когда вы их отсоединяете. Так как нет никакого соединяющего их провода, они представляют собой фактически два МР3 плейера, которые играют музыку одновременно, синхронизируясь при помощи радиоволн. Прикусите зуб один раз – и встроенный aкселерометр заставит устройство начать прокрутку списка треков. 





        Прикуcите дважды, чтоб отрегулировать звук. Если вы желаете пользоваться плeйером в то врeмя как вы кушаете или жуёте жвачку – блокируйте его функции, нажав на прaвый наушник.

МР3-плеер, который живёт в вaшем ухе и упрaвляется с пoмощью зубов.



Источник: /users/413