Connect with us

Наука

Плазма и кварцевое стекло помогли отполировать алмаз с атомной точностью

Published

on

Благодаря этому ученые смогли уменьшить среднюю высоту дефектов на поверхности искусственного алмаза до 0,4 нанометра

Плазма и кварцевое стекло помогли отполировать алмаз с атомной точностью

© Юрий Смитюк/ТАСС

ТАСС, 10 ноября. Японские ученые придумали, как с помощью струи из плазмы и кварцевого стекла шлифовать алмазы с точностью до атома. С помощью этой методики алмазы можно будет использовать при создании электроники, пишут разработчики в научном журнале Scientific Reports.

"Полировка при помощи плазмы идеально подходит для обработки монокристаллических алмазов. Плазма активирует атомы углерода на поверхности кристалла, не разрушая его структуру, благодаря чему пластинкой из кварцевого стекла можно убрать все шероховатости с поверхности", – рассказал один из авторов работы, физик из Университета Осаки (Япония) Нянь Лу.

Сейчас ученые умеют выращивать искусственные алмазы разных размеров – от достаточно больших до наноскопических. Материаловеды надеются, что такие кристаллы можно будет использовать во многих квантовых приборах и классической микроэлектронике.

Одно из главных препятствий для их широкого использования заключается в том, что специалисты еще не научились полноценно управлять процессом роста алмазов. Из-за этого на поверхности искусственных кристаллов образуются дефекты, которые ухудшают их механические и электрические свойства. Из-за большой твердости алмаза удалить их довольно тяжело. Такая процедура редко заканчивается без появления новых изъянов на поверхности камня.

Идеальная полировка алмаза

Нянь Лу и его коллеги решили эту проблему с помощью обработки алмазов потоком плазмы и полировки кварцевым стеклом. Опыты показали, что первая процедура меняет структуру поверхности драгоценного камня таким образом, что полировка не оставляет на его поверхности дефектов в виде прослоек графита, выбоин и трещин. Более того: она позволяет удалить все выступающие части практически с атомарной точностью.

Благодаря этому ученые уменьшили среднюю высоту дефектов на поверхности плоских пластинок из алмаза с 0,66 мкм до 0,4 нм. По словам Няня Лу, это говорит о том, что поверхность алмаза стала идеально гладкой на атомарном уровне.

После такой обработки алмазы можно использовать при создании систем охлаждения для наноэлектроники, компонентов квантовых компьютеров, обычных транзисторов на основе одиночных кристаллов алмаза, а также решения множества других задач, при которых нужно использовать идеально отполированные драгоценные камни, подытожили физики.

Наука

Из марсианского «рассола» предложили добывать водород и кислород

Published

on

С помощью нового катализатора, который разработали ученые, можно добывать от 300 до 550 грамм кислорода в час

Из марсианского "рассола" предложили добывать водород и кислород

© EPA/NASA /JPL / UA /LOCKHEED MARTIN

ТАСС, 1 декабря. Американские химики разработали катализатор, с помощью которого можно быстро и эффективно извлекать чистый водород и кислород из марсианского рассола, который предположительно скрывается на небольшой глубине под поверхностью планеты. Результаты первых испытаний опубликовал научный журнал Proceedings of the National Academy of Sciences.

"Данные, которые собирала посадочная платформа Phoenix и орбитальные зонды, показывают, что в марсианском грунте есть жидкая вода, которая благодаря перхлоратам в составе не замерзает даже при –60 °С. Наш подход по ее расщеплению – это уникальная возможность обеспечить будущих марсонавтов и кислородом, и топливом", – пишут исследователи.

В последние годы ученые все активнее задумываются о том, как человечеству колонизировать Марс и другие потенциально обитаемые планеты. Для этого нужно решить две главные проблемы: научиться производить из местных ресурсов энергию, а также кислород, воду и пищу.

Для этого специалисты NASA хотят использовать ядерные реакторы размером с крупный чемодан, которые могли бы работать на поверхности Марса и в безвоздушном пространстве космоса. Первые рабочие прототипы подобных приборов, которые могут вырабатывать около 40 кВт энергии и тепла, должны создать примерно через три года.

Также ученые разрабатывают устройства, которые могли бы обеспечивать будущих колонистов водой, кислородом, топливом и другими расходными материалами. Первый прототип подобного устройства, MOXIE, этим летом отправили на Марс на борту марсохода Perseverance. В следующем году специалисты NASA попытаются с его помощью получить чистый кислород. Для этого MOXIE должен разложить молекулы углекислого газа из атмосферы Марса.

Марсианский кислород

Ученые под руководством профессора Университета Вашингтона в Сент-Луисе (США) Виджая Рамани придумали, как производить кислород на Марсе быстрее и эффективнее. Для этого они использовали другой тип марсианского сырья – густой "рассол", из которого предположительно состоят грунтовые воды планеты.

На их существование указывают данные посадочной платформы Phoenix, которая изучала недра Марса на рубеже столетий, и фотографии зонда MRO, который в 2015 году нашел возможные следы движения соленых "ручьев" по склонам некоторых кратеров Марса. Ученые предполагают, что вода в этих потоках остается жидкой благодаря присутствию большого количества перхлоратов – солей хлорной кислоты, растворы которых не замерзают при температурах от –40 до –60 °С.

Рамани и его коллеги задумались, можно ли использовать этот "рассол", чтобы производить кислород и водород. Для этого воду и другие соединения из этого рассола нужно расщепить с помощью электричества и различных катализаторов. Руководствуясь этой идеей, ученые провели серию опытов с соединениями свинца и рутения, которые они разрабатывали для решения схожих задач на Земле.

Воссоздав условия грунта и атмосферы Марса, ученые проверили, смогут ли подобные катализаторы разлагать воду на кислород и водород, если пропускать через "рассол" электрический ток. Опыты показали, что даже при марсианском давлении и температуре в –36 °С катализаторы на основе свинца и рутения справлялись с этой задачей примерно в 25 раз лучше, чем это делает MOXIE.

В частности, установка NASA может производить до 22 грамм кислорода в час, а катализатор Рамани и его коллег вырабатывает за то же время и с тем же расходом электричества – около 300-550 грамм O2. Вдобавок водород, который образуется как побочный продукт этой реакции, можно использовать как ракетное топливо и для других задач.

Ученые надеются, что их идея привлечет внимание NASA. Благодаря этому будущие экспедиции на Марс смогут обеспечивать себя кислородом, топливом и другими веществами, необходимыми для выживания на планете.

Continue Reading

Наука

В «палеолитических Венерах» заподозрили оберег от голода

Published

on

Антропологи считают, что эти статуэтки не могли служить символом красоты или плодородия

В "палеолитических Венерах" заподозрили оберег от голода

© AP Photo/Matthias Schrader

ТАСС, 1 декабря. Из-за различий во внешнем виде "палеолитических Венер" из разных уголков Евразии ученые предположили, что эти статуэтки были символом голода, а не красоты и плодородия, как считалось раньше. Статью с описанием гипотезы опубликовал научный журнал Obesity.

"Палеолитическими Венерами" называют статуэтки упитанных или беременных женщин, которые часто встречаются в пещерах и на стоянках кроманьонцев, которые жили на территории Европы и Юго-Восточной Азии примерно 40-20 тыс. лет назад. Многие исследователи считают их символом красоты и плодородия, а также свидетельством, что изобразительное искусство начало развиваться задолго до появления цивилизации.

Антропологи во главе с Ричардом Джонсоном из Колорадского университета в Аншутце (США) усомнились в этом. Они предположили, что древние охотники и собиратели, которые жили во время ледникового периода на территории Евразии, вряд ли могли обзавестись лишним весом и стать хотя бы отдаленно похожими на "палеолитических Венер". Поэтому они решили найти другие объяснения для их существования.

Для этого ученые решили выяснить, что отличает все известные "палеолитические Венеры" друг от друга. Они проанализировали, в каких обстоятельствах древние мастера их изготовили. Антропологи исследовалеи статуэтки, найденные на юге Франции, в горах Италии, в центральных регионах Германии, Чехии и Словакии, а также в окрестностях Воронежа, Курска и Зарайска.

Все эти артефакты относятся к разным отрезкам ледникового периода. Часть центрально-европейских фигурок изготовили во время последнего наступления ледников, 22 тыс. лет назад или еще раньше, 38-30 тыс. лет назад, а российские "палеолитические Венеры" и некоторые артефакты с юга Франции – во время последовавшего за ним периода отступления ледников.

Анализируя форму и анатомию этих статуэток, Джонсон и его коллеги нашли необычную закономерность. Оказалось, что чем суровее был климат там, где жили создатели статуэток, тем шире были их бедра. Соответственно, все статуэтки, относящиеся к эпохе максимального наступления ледников, были значительно тучнее, чем их аналоги из более теплых климатических эпох.

Все это, по мнению Джонсона, говорит в пользу того, что "палеолитические Венеры" были символом не красоты или плодородия, а хронического недостатка еды.

Наблюдения современных медиков показывают, что нехватка жира и других питательных веществ особенно опасна для беременных женщин и кормящих матерей. Это, по всей видимости, хорошо осознавали древние жители Европы и России, когда изготавливали подобные обереги от голода, подытожили ученые.

Continue Reading

Наука

Вариации в генах долголетия влияют на вероятность гибели от коронавируса

Published

on

По словам профессора Гарвардского университета Вадима Гладышева, это говорит о том, что коронавирусная инфекция является одной из болезней старения

МОСКВА, 1 декабря. /ТАСС/. Российские и американские ученые выяснили, что вариации в генах, связанных со старением, очень сильно влияют на шансы гибели их носителя от коронавируса, что говорит о том, что коронавирусная инфекция является одной из болезней старения. Об этом во вторник заявил профессор Гарвардского университета Вадим Гладышев, выступая на пятом всероссийском форуме "Наука будущего — наука молодых", проходящем на этой неделе в Москве.

"По всей видимости, коронавирусная инфекция ведет себя как болезнь старения, если смотреть на картину смертности от COVID-19. Во всех странах смертность удваивается на каждые восемь лет прожитой жизни, как это характерно для рака и всех возрастных заболеваний", — отметил ученый.

За последние полгода ученые выделили несколько факторов риска, связанных с повышенной вероятностью заражения коронавирусом нового типа и гибели пациентов. В частности, его очень тяжело переносят носители старческих или врожденных болезней сердца и сосудов, пожилые люди, диабетики, обладатели лишнего веса, а также носители второй группы крови и мутации в гене APOE, связанной с болезнью Альцгеймера.

Анализируя подобные факторы риска, Гладышев и его коллеги обратили внимание, что уровень смертности от коронавируса растет вместе с возрастом человека примерно в той же манере, как и шансы заполучить рак, болезни сердца и сосудов и прочие возрастные заболевания, вероятность развития которых резко вырастает по мере старения индивида.

Новые пути лечения коронавируса

Как отметил ученый, последующий анализ геномов людей, переболевших коронавирусной инфекцией, показал, что вариации в генах, которые напрямую связаны со скоростью старения тела человека, очень сильно влияли на вероятность гибели носителей коронавируса одного и того же хронологического возраста.

"Мы обнаружили, что те генетические варианты, которые способствуют увеличению продолжительности жизни, также защищают человека от коронавирусной инфекции. Вдобавок, мы измерили биологический возраст тремя разными способами, и в каждом случае видели, что этот параметр напрямую был связан с шансами гибели от COVID-19. Иными словами, на вероятность смерти влиял не только хронологический, но биологический возраст", — пояснил профессор.

Это объединяет коронавирусную инфекцию с диабетом, раком, болезнями сердца и прочими старческими болезнями, вероятность развития которых напрямую зависит от того, насколько быстро стареет человек. Подобная особенность коронавируса открывает новые пути для борьбы с ним, помимо разрабатываемых вакцин и лекарств.

"Мы можем воздействовать на вирус не только при помощи противовирусных препаратов и вакцин, но и замедляя старение. К примеру, если мы сможем уменьшить биологический возраст пожилых людей всего на год, то тогда смертность от коронавируса среди них снизится на 20%. Подобные клинические испытания уже проводятся. Я надеюсь, что через несколько месяцев у нас будут первые результаты", — подытожил Гладышев.

Continue Reading
Advertisement

Последние новости

Родительский бум Родительский бум
Общество3 часа ago

Родительский бум

Проще погасить ипотечные кредиты будет многодетным семьям. Правительственная комиссия по законопроектной деятельности одобрила поправки в законодательство, которые расширяют варианты использования...

Спорт4 часа ago

«Локомотив» проиграл «Зальцбургу» и лишился шансов на плей-офф ЛЧ

Московский «Локомотив» потерпел второе поражение в нынешнем розыгрыше Лиги чемпионов. В матче пятого тура группового этапа «красно-зеленые» проиграли на своем...

Сыграют в "театре" Сыграют в "театре"
Спорт5 часов ago

Сыграют в «театре»

В среду состоятся заключительные матчи пятого тура группового этапа Лиги чемпионов. Игра с самой звонкой афишей состоится в Англии, где...

Из марсианского "рассола" предложили добывать водород и кислород Из марсианского "рассола" предложили добывать водород и кислород
Наука5 часов ago

Из марсианского «рассола» предложили добывать водород и кислород

С помощью нового катализатора, который разработали ученые, можно добывать от 300 до 550 грамм кислорода в час © EPA/NASA /JPL...

В "палеолитических Венерах" заподозрили оберег от голода В "палеолитических Венерах" заподозрили оберег от голода
Наука5 часов ago

В «палеолитических Венерах» заподозрили оберег от голода

Антропологи считают, что эти статуэтки не могли служить символом красоты или плодородия © AP Photo/Matthias Schrader ТАСС, 1 декабря. Из-за...

Наука5 часов ago

Вариации в генах долголетия влияют на вероятность гибели от коронавируса

По словам профессора Гарвардского университета Вадима Гладышева, это говорит о том, что коронавирусная инфекция является одной из болезней старения МОСКВА,...

Инструментальная платформа "Аресибо" упала внутрь чаши радиотелескопа Инструментальная платформа "Аресибо" упала внутрь чаши радиотелескопа
Наука5 часов ago

Инструментальная платформа «Аресибо» упала внутрь чаши радиотелескопа

Персонал обсерватории не пострадал Обсерватория «Аресибо» © AP Photo/Danica Coto ТАСС, 1 декабря. Инструментальная платформа американского радиотелескопа "Аресибо", который пережил...

На основе прививки от желтой лихорадки создали вакцину от коронавируса На основе прививки от желтой лихорадки создали вакцину от коронавируса
Наука5 часов ago

На основе прививки от желтой лихорадки создали вакцину от коронавируса

Ее уже испытали на мышах, хомячках и макаках © EPA-EFE/MARKIIAN LYSEIKO, архив ТАСС, 1 декабря. На базе прививки от желтой...

Общество7 часов ago

Свеча горела на столе, свеча горела…

Текст: Жанна Васильева Ирина Александровна Антонова, президент Государственного музея изобразительных искусств имени А.С. Пушкина, умерла на 99-м году жизни. Сказать, что...

Культура7 часов ago

Свеча горела на столе, свеча горела…

Текст: Жанна Васильева Ирина Александровна Антонова, президент Государственного музея изобразительных искусств имени А.С. Пушкина, умерла на 99-м году жизни. Сказать, что...

Популярное