Луна в народном хозяйстве


День начала:18 Январь 2017 19:00
День окончания:18 Январь 2017
Место проведения:   ул. Садовая-Кудринская, д. 5, стр. 1. Конференц-зал Московского планетария
Проводит:   Московский планетарий
Луна
Луна может принести много пользы человечеству.

Одним из важнейших мотивов, побудивших людей изучать небесные тела, была необходимость измерения времени. Древнейшие письменные источники многих народов свидетельствуют о том, что для определения времени служила Луна. А в одном из таких документов прямо сказано: «Луна была создана для счёта дней». Позднее Христофор Колумб и Америго Веспуччи, открывая Америку, определяли по наблюдениям Луны географическую долготу своего местоположения.

Прошли века, и в наше время Луна стала частью космической инфраструктуры Земли, и станет источником дефицитных природных ресурсов в ближайшем будущем. Современные исследования показали, что около четверти всех лунных кратеров содержат раздробленные фрагменты упавших астероидов. Это значит, что к числу вероятных лунных ресурсов можно отнести никель, кобальт, платиноиды, редкие и редкоземельные металлы, столь необходимые в промышленности высоких технологий на Земле. Упавший на Луну сравнительно небольшой металлический астероид диаметром всего 1,5 км может содержать различных металлов на сумму 1,2 квадриллионов рублей по современной рыночной цене. Даже если на дне образованного этим астероидом кратера сохранилось всего около 1% массы ударника, стоимость такого материала составит примерно 12 триллионов рублей. Материал лежит на поверхности в уже раздробленном состоянии и не требует для его разработки каких-то горнорудных приёмов. Нетрудно оценить, что рейс простого «лунного грузовика», доставившего хотя бы часть этого богатства на Землю, станет весьма прибыльным космическим предприятием. Поговорим об этом. (далее…)

Структура металла


День начала:27 Декабрь 2016 11:00
День окончания:28 Февраль 2017
Место проведения:   ул. Бурденко, 23. Выставочный зал ГосНИИР
Проводит:   Выставочный зал Института реставрации
Структура металла
Выставка «Структура металла».

Выставка об уникальной работе специалистов-реставраторов по металлу, сотрудников одного из старейших отделов института реставрации.

Реставраторы по металлу ГосНИИР работают для крупнейших музеев страны. Посетители выставки получат редкую возможность не только увидеть прошедшие реставрацию экспонаты, но и узнать о научных исследованиях, сопровождавших реставрацию.

Большинство экспонатов выставки демонстрируются впервые.

Среди экспонатов — бронзовые предметы интерьера русской работы XIX в.: бюст М. И. Кутузова, бронзовая скульптура всадника в генеральском мундире периода наполеоновских войск, два канделябра с женскими фигурами. Из частного собрания происходит шведская парадная сабля (1810—1820-е гг.) с уникальным раздвижным эфесом, украшенным стальной «алмазной гранью», прошедшая атрибуцию и реставрацию в отделе металла ГосНИИР и др.

Рекомендуемая возрастная категория: 12+

Вход свободный.

Время работы — с 11:00 до 20:00. Выставка не работает в выходные и праздничные дни.

Чистый кристаллический висмут может быть сверхпроводником


Кристаллический висмут
Висмут.

Индийские учёные из Института фундаментальных исследований Тата (Tata Institute of Fundamental Research, TIFR) провели эксперимент, в ходе которого обнаружили сверхпроводимость у монокристалла висмута при температуре 0,00053 К и нормальном давлении. Это открытие требует обновления теории сверхпроводимости, так как теория Бардина — Купера — Шриффера (БКШ) не объясняет наблюдаемого явления.

Монокристалл висмута — объёмный материал с крайне низкой плотностью носителя заряда, это значение порядка одного электрона на сто тысяч атомов. Считалось маловероятным, что у такого материала можно найти сверхпроводимость, однако индийским исследователям это удалось. Для этого им потребовалось самое современное оборудование: магнитометр высокой чувствительности и построенный в 2011 году холодильник, работающий на принципе ядерного адиабатического размагничивания. Это установка, способная охладить 5 кг меди до 0,00039 К и поддерживать эту температуру более чем 36 часов.

Сверхпроводимость — это не только способность материала обладать строго нулевым электрическим сопротивлением при охлаждении ниже определённой температуры. Это состояние характеризуется и так называемым эффектом Мейснера, при котором магнитное поле полностью вытесняется из объёма проводника. Именно такое вытеснение и было зафиксировано в лаборатории TIFR. (далее…)

Люди загрязняют реки минимум 7000 лет


Рудное поле Файнан. Здесь, в устье пересохшей реки, исследователи обнаружили высокие концентрации меди.
Рудное поле Файнан. Здесь, в устье пересохшей реки, исследователи обнаружили высокие концентрации меди.

Люди загрязняли окружающую среду промышленными отходами ещё 7000 лет назад — к такому выводу пришли учёные из Америки и Великобритании. В пересохшем русле одной из рек южной Иордании они обнаружили отложения, содержащие медь и древесный уголь. Исследователи предполагают, что это — первые признаки зарождения пирометаллургии. Результаты работы опубликованы в журнале Science of The Total Environment. (далее…)

Наночастицы золота помогают нанести двойной удар по раковым клеткам


Профессор Кейт Валлис
Профессор Кейт Валлис.

Наночастицы золота были помечены радионуклидами — это помогло учёным отследить, как ценный металл доставляет лекарство внутрь раковых клеток. Результаты лабораторного исследования представлены авторами на специализированной ежегодной конференции Национального института онкологии (National Cancer Research Institute, NCI).

Учёные из Оксфордского института радиационной онкологии (CRUK/MRC Oxford Institute for Radiation Oncology) занимались улучшением способа доставки лекарства непосредственно в «комнату управления» раковой клетки, туда, где находятся хромосомы. Мишенью этого лекарственного средства является теломераза, фермент, достраивающий теломеры, «защитные колпачки» на концах хромосом. (далее…)

Микроб, которому нужно железо, чтобы «дышать» метаном


Биореактор
В этой установке микробы, которые с помощью железа окисляют метан в бескислородной среде.

Микроб, который «ест» как метан, так и железо: микробиологи уже давно подозревали о его существовании, но не могли найти. Исследователи Университета Неймегена (нидерл. Radboud Universiteit Nijmegen) и Института морской микробиологии Общества Макса Планка (нем. Max-Planck-Institut für marine Mikrobiologie) в Бремене обнаружили микроорганизм, который использует железо (Fe3+) для анаэробного окисления метана. Открытие может быть полезно в деле контроля выбросов парниковых газов. Материалы исследований опубликованы 24 октября 2016 года в журнале PNAS.

От баланса между выбросом и поглощением метана зависит глобальная эмиссия этого сильнодействующего парникового газа. Команда микробиологов и биохимиков обнаружила, что один из видов архей порядка Methanosarcinales использует железо для преобразования метана в углекислый газ. В ходе этого процесса восстановленное железо становится доступным для других микробов. Следовательно, данный микроорганизм инициирует энергетический каскад, понимание которого важно для изучения круговорота железа и метана.

У изучаемых архей есть ещё одна интересная и важная особенность. Они могут преобразовывать нитрат в аммоний, который, в свою очередь, превращается в газообразный азот и воду в ходе анаммокса — одного из ключевых процессов в круговороте азота. (далее…)

Биологи создали микроорганизм с работающим промышленным металлоферментом


Модифицированная E.coli
Представление не существовавшей ранее в природе реакции метатезиса олефинов в E.coli с использованием рутения на основе искусственного металлофермента для получения новых химических веществ с высоким коммерческим потенциалом.

Швейцарские биологи из Базельского университета (нем. Universität Basel) и Швейцарской высшей технической школы Цюриха (нем. Eidgenössische Technische Hochschule Zürich, англ. Swiss Federal Institute of Technology Zurich) создали бактерии, внутри которых работает искусственный фермент, не имеющий природного аналога. Этот белок, содержащий атомы металла, способен катализировать промышленные химические реакции внутри живой клетки. Результаты исследования учёных опубликованы в журнале Nature.

Металлофермент, названный biot-Ru-SAV, был создан с использованием биотин-стрептавидиновой технологии. Этот метод основан на высоком сродстве белка стрептавидина к витамину биотину. Различные соединения, привязанные к биотину, таким образом, могут быть внедрены в белок для создания искусственных ферментов. В данном случае учёные использовали металлоорганическое вещество, которое содержало в своей основе рутений.

Металлоорганические соединения представляют собой молекулы, имеющие по меньшей мере одну связь между металлом и атомом углерода. Они часто используются в качестве катализаторов в промышленных химических реакциях, однако плохо функционируют в водных растворах или в средах, напоминающих по своему составу содержимое биологической клетки. Для решения этой проблемы их включают в белковые молекулы. (далее…)

На шаг ближе к идеальным биосовместимым имплантатам


Моллюск, прикрепившийся к субстрату биссусными нитями.
Моллюск, прикрепившийся к субстрату биссусными нитями.

Для изготовления искусственных суставов и зубных имплантатов часто используют титан — очень прочный биосовместимый материал. Однако металлам недостаёт свойств настоящих костей и зубов, поэтому учёные продолжают разработку новых материалов, которые бы быстрее прирастали и лучше приживались. Исследователи из японского Института физико-химических исследований (яп. 理化学研究所 Rikagaku Kenkyūsho) создали биологически активные молекулы, способные прикрепляться к гладким поверхностям. Результаты работы опубликованы в журнале Angewandte Chemie.

Для того чтобы ускорить процесс интеграции имплантата, можно использовать белки, которые ускоряют формирование костной ткани, например, инсулиноподобный фактор роста 1. «Мы подумали, что было бы интересно попробовать разные техники и прикрепить биологически активные белки — в нашем случае инсулиноподобный фактор роста 1, промотор пролиферации клеток (вещество, способствующее клеточному росту — прим. XX2 ВЕК) — к титановой поверхности, похожей на ту, что используют при изготовлении имплантатов», — говорит Чень Чжан (Chen Zhang), один из авторов исследования. К сожалению, титан плохо связывается с протеинами. Решить эту проблему японским учёным помогла биомиметика — разработка новых технологий по аналогии с теми, что уже существуют в природе. (далее…)

Новый метод выращивания нанолистов оксида цинка толщиной в несколько атомов


Схематическое изображение формирования нанолиста при помощи плёнки сурфактанта на поверхности жидкости
Схематическое изображение формирования нанолиста при помощи плёнки поверхностно-активного вещества на поверхности жидкости.

Группа специалистов в области материаловедения из Висконсинского университета в Мадисоне во главе с доцентом Сюйдуном Ваном (associate professor Xudong Wang) и постдоком Фэем Ваном (postdoctoral researcher Fei Wang) разработала новый метод синтеза двумерных нанолистов из материалов, не образующих естественным образом нанослоёв атомной толщины.

После шести лет кропотливой работы исследователи научились выращивать тончайшие листы оксида цинка и считают, что это достижение может иметь важные последствия для будущего производства наноматериалов и, в свою очередь, способно оказать влияние на производство различных электронных и биомедицинских устройств. Результаты работы опубликованы в журнале Nature Communications. (далее…)

Физики приблизились к созданию металлического водорода


Под давлением 2,2 миллиона атмосфер водород формирует структуры, напоминающие графен (фаза IV)
Под давлением 2,2 миллиона атмосфер водород формирует структуры, напоминающие графен (фаза IV).

Китайские и британские физики заявили об открытии нового агрегатного состояния водорода, сжатого до 3,2 миллиона атмосфер, которое по своим свойствам напоминает предсказанный в теории металлический водород — высокотемпературный сверхпроводник, говорится в статье, опубликованной в журнале Nature.

Водород, простейшее вещество и первый элемент таблицы Менделеева, представляет собой бесцветный горючий газ или жидкость и состоит из молекул из двух атомов водорода. В середине 30-х годов прошлого века физики предсказали, что водород, если сжать его до сверхвысоких давлений, перейдёт в новую фазу, которая будет похожа по своим свойствам на металл.

В таком состоянии молекулы водорода перестанут существовать, а протоны потеряют свои электроны и объединятся в своеобразную кристаллическую решётку. В таком состоянии, как показывают расчёты и компьютерные модели, водород может обладать сверхпроводящими свойствами даже при комнатных или близких к ним температурах, а также рядом других интересных свойств. (далее…)

Создан сверхпрочный и лёгкий конструкционный материал


Чистый металл и композит
Слева — деформированный образец чистого металла. Справа — композит из магния с наночастицами карбида кремния. Столбики в центре имеют поперечник около 4 мкм.

Технологию получения конструкционного материала с уникальными свойствами удалось разработать сотрудникам Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе вместе с коллегами из других университетов США. Композит на основе магния обладает высокими значениями удельной прочности и упругости. Полученный материал может использоваться для создания самолётов, космических аппаратов, автомобилей, а также мобильной электроники и биомедицинских устройств.

В качестве возможного способа увеличения прочности металлов в течение длительного времени рассматривается метод внедрения керамических частиц. Однако добавление керамических частиц микроскопического масштаба приводит к потере пластичности и обрабатываемости.

В то же время использование наночастиц, напротив, позволяет улучшать прочностные показатели при сохранении или даже улучшении пластичности металла. Однако наномасштабные керамические частицы имеют тенденцию слипаться вместо того, чтобы распределяться по расплаву равномерно. (далее…)

Открыто сразу пять новых изотопов тяжёлых элементов


Пять новых изотопов
Открытые изотопы принадлежат сверхтяжёлым элементам, но являются наиболее лёгкими их вариантами, известными на данный момент.

Сайт Ливерморской национальной лаборатории имени Эрнеста Лоуренса сообщил о синтезе пяти ядер новых изотопов. Международная группа физиков получила неизвестные ранее изотопы четырёх тяжёлых элементов: по одному для урана, нептуния и берклия, а также два изотопа америция. Открытые изотопы обладают меньшим числом нейтронов, чем уже известные изотопы соответствующих элементов, и потому имеют меньшие массы.

Выполненная научная работа интересна не только открытием новых изотопов, но и методикой, впервые применённой для получения экзотических нуклидов.

Для эксперимента учёные бомбардировали фольгу из кюрия 248Cm толщиной 0,3 мкм ядрами кальция 48Ca. В результате столкновений атомные ядра двух элементов на очень короткое время образовывали составную систему. Перед тем, как вновь разойтись — примерно через 10−21 с, — ядра в составе системы обменивались своими протонами и нейтронами, образуя различные изотопы.

Среди прочих были получены новые изотопы для четырёх элементов: 216U, 219Np, 223Am, 229Am и 233Bk. Все они оказались нестабильными со временем жизни от миллисекунд до секунд.

В настоящее время Периодическая система элементов состоит из более чем 3000 изотопов 114 подтверждённых Международным союзом теоретической и прикладной химии (IUPAC) химических элементов. Согласно имеющимся оценкам, ещё 4000 изотопов учёным предстоит открыть.

Первую партию бериллия Россия произведёт уже в этом году


СХК
Сибирский химический комбинат — один из крупнейших в мире ядерных центров, крупнейшее в России и в мире предприятие ядерно-топливного цикла.

Глава Сибирского химического комбината (СХК) Росатома Сергей Точилин сообщил, что уже в 2015 году будет произведена опытная партия качественного бериллия. Технология производства разработана в Томском политехническом университете (ТПУ).

Учёные ТПУ работают по заказу Минпромторга РФ. В конце 2014 года им удалось получить первую лабораторную партию металла. Сейчас бериллий производят только в трёх странах: Казахстане, Китае и США, которые работают по сернокислотной технологии.

«Мы работаем по фторидной технологии. Мы получили заказ от ТПУ, в прошлом году несколько граммов не очень качественного продукта наработали. В этом году мы планируем наработать порядка килограмма уже качественного продукта», — сказал Точилин.

По словам Сергея Точилина, учёные ТПУ и специалисты СХК имеют «определённые преимущества в компетенциях и знаниях, умение и опыт работать по подобным технологиям. Поэтому мы считаем, что у нас есть предпосылки, чтобы это производство у нас было создано».

Неизвестно, когда Россия сможет производить бериллий в промышленном масштабе. Как ранее сообщалось, организация производства займёт не менее пяти лет. (далее…)

|

Добыча полезных ископаемых на астероидах


Астероид Эрос
Астероид Эрос был исследован с близкого расстояния в 2000 году аппаратом NEAR Shoemaker (программа включала посадку на астероид). Исследование показало, что металлы в составе данного астероида составляют всего 3%, но при этом в абсолютных величинах одного алюминия там — 20 млрд тонн. В целом, алюминия, золота, серебра и цинка только на одном этом астероиде больше, чем было добыто на Земле за всю историю человечества.

Специалисты NASA считают, что уже примерно к 2035 году на астероидах будет вестись автоматизированная роботизированная добыча полезных ископаемых.

Фил Метцгер, Энтони Мускателло, Роберт Мюллер и Джеймс Мантовани в своей работе, опубликованной в 2013 году, описали путь к разработке самоподдерживающейся, базирующейся в космосе промышленности, которая будет использовать ископаемые ресурсы с астероидов и других небесных тел для обеспечения нужд Земли. Построение полнофункциональной роботизированной системы добычи и обработки — дело не завтрашнего дня, но исследователи из Космического Центра имени Кеннеди отмечают, что уже сейчас для неё существуют технологические основы.

Схема, предлагаемая Метцгером и коллегами, в упрощённом виде выглядит так: сначала на астероид, содержащий запасы необходимых металлов, отправляют первую партию небольших роботов. Эти роботы добывают металл и изготавливают из него корпуса и несущие конструкции для роботов следующего поколения. Электронную начинку и двигатели для нового поколения роботов доставляет корабль, запущенный с Земли. Преимущество такой схемы состоит в том, что не придётся тратить значительные ресурсы для запуска и доставки в космос тяжёлых и объёмных, но при этом простых изделий, которые вполне могут быть изготовлены прямо на астероиде.

По словам Метцгера, они с коллегами разработали компьютерную модель, чтобы оценить возможность построения такой системы. И, судя по полученным результатам, потребуется всего шесть поколений роботов, чтобы «замкнуть круг», чтобы роботизированная система вышла на самообеспечение и могла функционировать без каких-либо посылок с Земли.

Добыча полезных ископаемых на астероидах имеет огромные перспективы хотя бы потому, что позволит человечеству выйти из тупика, обусловленного сильной ограниченностью ресурсов Земли. В то время как в космосе этих ресурсов более чем достаточно.

Амбары красят в красный цвет из-за особенностей физики звёзд


Амбар.
Амбар, выкрашенный в красный цвет.

Если вы путешествовали по странам Скандинавии или по США, то могли обратить внимание, что большие амбары преимущественно красят в красный цвет. Есть даже вопрос, популярный в местных интеллектуальных шоу: почему именно в красный. Ответ прост: потому, что красная краска дешевле всех остальных. Но вот почему именно красный пигмент оказывается дешевле?

В экономике обычно дешевле то, что есть в изобилии, и то, что легче произвести. Один из работников Google, Йонатан Зангер, в своём блоге решил рассказать, почему красная краска стоит дешевле. Оказывается, потому, что так устроена физика умирающих звёзд.

Изначально звезда формируется из большого количества водорода, который, сжимаясь под действием гравитации, запускает реакцию синтеза. Соединяясь, ядра атомов образуют всё более и более тяжёлые элементы, выделяя при этом энергию. Сначала из водорода образуется гелий. Когда гелия становится всё больше, а водорода всё меньше, звезда теряет энергию и постепенно сжимается, поскольку звезду от гравитационного коллапса удерживает только энергия реакций синтеза. Но при сжатии увеличивается давление, а из-за этого и температура, и в какой-то момент температура достигает уровня, когда возможна уже реакция следующего уровня. Начинается синтез более тяжёлых элементов, по порядку таблицы Менделеева. (далее…)