Connect with us

Наука

В России создали технологию синтеза никелевых наночастиц для «флэшек» будущего

Published

on

Наночастицы из диэлектриков обладают массой необычных оптических и магнитных свойств, отмечается в журнале Physica E

МОСКВА, 20 ноября. /ТАСС/. Российские ученые разработали методику, позволяющую эффективно синтезировать наночастицы из окиси никеля с заданными магнитными свойствами, что позволяет использовать их в качестве основы быстрой и экономичной флэш-памяти для компьютеров новых поколений. Об этом в пятницу сообщила пресс-служба Российского научного фонда (РНФ) со ссылкой на статью в журнале Physica E.

"Развитие метода синтеза наночастиц в плазме дугового разряда низкого давления позволит увеличить разнообразие производимых этим методом наночастиц различного назначения. В частности, оксид никеля представляет собой подходящий магнитный материал для записывающих устройств, так как может обеспечить их миниатюризацию и увеличить плотность записи", — заявил Анатолий Ушаков, сотрудник Красноярского научного центра СО РАН, чьи слова приводит пресс-служба РНФ.

Наночастицы из диэлектриков и тонкие полоски из некоторых металлов, к примеру, золота или серебра, обладают массой необычных оптических и магнитных свойств. Это позволяет использовать их для преобразования энергии света в другие типы колебаний, а также манипуляций их поведением внутри организма человека или животных, используя подобные структуры для уничтожения раковых опухолей или доставки лекарств.

Многие подобные характеристики наночастиц зависят в первую очередь не от их состава, а размеров и формы, которые достаточно тяжело контролировать при производстве наноструктур. Подобные проблемы вынуждают ученых постоянно искать новые методики синтеза наночастиц, одновременно обладающие высокой эффективностью и позволяющие производить очень однородные по размеру структуры.

Нанопамять будущего

Ученые из Красноярского научного центра СО РАН и их коллеги из Сибирского федерального университета в Красноярске разработали методику, обладающую подобными свойствами, экспериментируя с наночастицами на базе окиси никеля, относительно дешевого металла, повсеместно встречающегося на Земле.

Этот материал интересен физикам и материаловедам по той причине, что он позволяет создавать так называемые антиферромагнитные наночастицы. Так исследователи называют особый класс материалов, в которых магнитные моменты атомов не направлены в одну сторону, как в обычных магнитах, а уложены в "шахматном" порядке. В результате этого они нейтрализуют друг друга и не создают внешнего магнитного поля.

Подобная "упаковка" атомов позволяет использовать антиферромагнитные материалы для сверхплотной записи информации, однако для этого необходимо создать технологии, позволяющие дешево производить наночастицы из окиси никеля с четко выверенными размерами, формой и другими характеристиками.

Российские ученые обнаружили, что этого можно добиться, пропуская ток высокой мощности через нить никеля, расположенную внутри специального реактора, куда подается чистый кислород. Этот процесс приводит к формированию плазмы вокруг электрода, которая начинает взаимодействовать с его материей и формировать наночастицы, чьи магнитные свойства можно контролировать и менять прямо в процессе их формирования, манипулируя скоростью ионизации газа.

Благодаря этому, можно получать наночастицы, адаптированные для решения самых разных задач, в том числе создания памяти для компьютеров будущего, различных катализаторов и сенсоров. Как надеются ученые, их технология ускорит разработку всех этих устройств и станет их основой уже в ближайшие годы.

Наука

На Солнце произошла самая мощная за последние три года вспышка

Published

on

Это уже вторая подобная вспышка за год. Однако Земле она пока не угрожает

На Солнце произошла самая мощная за последние три года вспышка

© EPA/NASA/SDO, архив

ТАСС, 30 ноября. Орбитальная обсерватория SDO зафиксировала на Солнце мощнейшую за последние три года вспышку. Ее сила в несколько раз превзошла вспышку, которая случилась в мае этого года. Об этом Лаборатория рентгеновской астрономии Солнца Физического института РАН пишет на своем сайте.

"Существует значительная вероятность, что реальная мощность вспышки была еще выше, так как центр взрыва находился на обратной, невидимой с Земли стороне Солнца. Однако охваченная солнечным взрывом область простиралась так высоко вверх, что часть ее, приподнятая над поверхностью, стала видна из-за солнечного края. Соответственно, не исключено, что вспышка, на самом деле, относилась к высшему классу X", – пишут ученые.

На Солнце периодически происходят вспышки, в ходе которых светило резко выделяет огромное количество энергии в виде волн видимого светового, теплового и рентгеновского излучения. Мощные события такого рода могут нарушать работу спутников на орбите и мешать системам радиосвязи на Земле, а также угрожать здоровью космонавтов.

Как правило, подобная активность на Солнце изменяется с периодичностью примерно в 11 лет. Несколько лет назад ученые начали опасаться, что эта закономерность начала нарушаться в ходе предпоследнего и текущего цикла солнечной активности. Дело в том, что за эти два цикла вспышек и пятен на Солнце было очень мало. Многие теоретики предполагают, что это связано с фундаментальными переменами в работе недр светила.

Пробудившееся светило

В частности, в подобную аномально долгую "спячку" Солнце впало в конце сентября 2017 года – после того, как на нем произошла рекордно мощная вспышка класса Х9.3, самое мощное событие такого рода за последние 15 лет. Эта "спячка" продолжалась почти три года, до мая этого года, когда космическая обсерватория SDO и другие солнечные телескопы зафиксировали вспышку класса M1.1, которая лишь на одну ступень слабее событий класса X.

Эта вспышка оказалась неожиданностью для ученых, так как перед подобными событиями обычно случаются более слабые проявления солнечной активности, которые относятся к классу C. Таким образом, повторная мощная вспышка, на этот раз относящаяся, предположительно, к классу М4.4, подтвердила, что Солнце, действительно, пробуждается и его "вспышечная" активность начала расти.

Ученые отмечают, что воскресная вспышка не представляет угрозы для Земли – порожденные ей пучки заряженных частиц и облака плазмы пройдут в сотнях миллионов километров от нашей планеты. Однако центр, в котором возникла эта вспышка, в ближайшие дни будет двигаться в сторону Земли. Через неделю он окажется на линии, которые соединяет нашу планету и Солнце. Пока ученые не могут точно сказать, будет ли к тому времени светило столь же активно.

Дальнейшие наблюдения позволят сказать, будет ли следующий цикл активности Солнца столь же аномально слабым, как два предшествующих. Это важно для проверки теорий, которые указывают, что светило движется к столетнему или даже тысячелетнему минимуму активности.

Continue Reading

Наука

В реакции иммунитета бессимптомных больных на коронавирус нашли ключевую черту

Published

on

Она может объяснять, почему некоторые больные легче переносят COVID-19

В реакции иммунитета бессимптомных больных на коронавирус нашли ключевую черту

© EPA-EFE/STEPHANIE LECOCQ

ТАСС, 30 ноября. Молекулярные биологи сравнили работу иммунитета людей, которые переболели COVID-19 в явной и неявной форме. Оказалось, что иммунитет последних реагировал на инфекцию необычно сильно. Предварительные результаты исследования ученые опубликовали в электронной научной библиотеке bioRxiv.

Многие носители коронавируса нового типа (SARS-CoV-2) переносят инфекцию без видимых следов для здоровья и самочувствия. При этом примерно у 20% появляются пневмония, тяжелые поражения легких и других органов. С одной стороны из-за этого потенциальных жертв вируса становится меньше, а с другой врачам сложнее контролировать распространение болезни, так как асимптоматические больные разносят вирус так же активно, как и люди, которые попадают в больницы с диагнозом COVID-19.

Поэтому ученые пытаются понять, как развивается инфекция у асимптоматических больных и как на нее реагирует иммунитет, а также различается ли характер выработки антител после того, как болезнь завершается. Пока у ученых нет однозначного ответа на этот вопрос.

Скрытая сила иммунитета

Благодаря новому исследованию европейские и сингапурские молекулярные биологи под руководством профессора Национального университета Сингапура Антонио Бертолетти выяснили уникальные и при этом неожиданные особенности того, как иммунитет выздоровевших асимпоматических больных реагировал на SARS-CoV-2. В своей работе исследователи анализировали образцы крови примерно у пяти сотен сингапурских мигрантов, которые заразились коронавирусом в мае – июле этого года.

Некоторые из них попали в больницы, а другие перенесли инфекцию без видимых симптомов. Благодаря этому ученые смогли сравнить отклик их иммунитета на коронавирус. Исследователи извлекли Т-клетки из образцов крови и наблюдали за тем, как те взаимодействовали с фрагментами белковой оболочки SARS-CoV-2.

Сперва ученые предполагали, что на возбудителя COVID-19 иммунитет асимптоматических больных реагирует относительно слабо. Это должно защищать их от чрезмерно мощной иммунной реакции, которая зачастую усугубляет ход болезни и может стать даже причиной гибели пациента. В реальности все было наоборот – Т-клетки асимптоматических больных реагировали на вирус активнее, чем иммунитет госпитализированных пациентов.

Это проявлялось в том, что организм асимптоматических больных вырабатывал необычно много "противовирусного" белка интерферона-гамма, а также различные интерлейкины – сигнальные молекулы, часть из которых помогает развитию воспалений и активации иммунитета, а другая подавляет их. Чем больше следов коронавируса было в питательной среде, тем больше молекул всех трех типов вырабатывали Т-клетки асимптоматических больных.

Иммунитет носителей полноценной формы COVID-19 работал иначе. Их Т-клетки вырабатывали сопоставимо большие количества молекул интерлейкина-6 и интерлейкина-1-бета, которые помогают развиваться воспалениям, но почти не производили интерлейкин-2 и интерлейкин-10, которые их подавляют.

То есть иммунитет обеих групп больных реагировал на вирус совершенно по-разному. Это может объяснять, почему у асимптоматических больных не появляется характерных симптомов, связанных с чрезмерно бурной реакцией иммунитета на проникновение коронавируса в организм.

При этом ученые обнаружили, что количество Т-клеток, которые могут бороться с инфекцией, в организме асимптоматических больных падала значительно быстрее, чем у тех сингапурцев, которые были госпитализированы с COVID-19. Это нужно учитывать при оценке продолжительности иммунитета от коронавируса, а также при выработке последующих мер по сдерживанию его распространения, подытожили ученые.

Следует добавить, что статью ученых не рецензировали независимые эксперты и не проверяли редакторы научных журналов, как это обычно бывает в подобных случаях. Поэтому к выводам из нее и аналогичных статей нужно относиться осторожно.

Continue Reading

Наука

Биологи определили ген, который управляет старением «взрослых» стволовых клеток

Published

on

Ученые надеются, что с помощью их открытия можно будет лучше лечить поврежденные органы

Биологи определили ген, который управляет старением "взрослых" стволовых клеток

© EPA-EFE/Tamas Soki

ТАСС, 30 ноября. Молекулярные биологи выяснили, что снижение активности и уменьшение численности "взрослых" стволовых клеток в организме пожилых людей оказалось связано с работой гена GATA6. Если его "включить", то они начинают стареть гораздо быстрее. Результаты исследования опубликовал научный журнал Stem Cells.

За последние 20 лет молекулярные биологи открыли несколько механизмов, с помощью которых культуры стволовых клеток можно превращать во "взрослые" ткани костей, мускулов, кожи и нервной системы. В перспективе их можно использовать как своеобразные запчасти для лечения серьезных травм или различных дегенеративных заболеваний.

К примеру, ученые уже долгое время предполагают, что подобные проблемы можно решать с помощью так называемых MSC-клеток. Это "взрослые" стволовые клетки,  небольшие количества которых есть во всех человеческих органах. При этом MSC-клетки сохраняют способность превращаться во многие типы тканей.

У пожилых людей их количество и уровень активности постепенно падают. Причины этого явления ученые не знали. В ходе нового исследования молекулярный биолог Вань-Цзюй Ли из Висконсинского университета в Мэдисоне (США) и его коллеги нашли ее.

Ген "старости" стволовых клеток

Нобелевский лауреат Синья Яманака в середине XX века выяснил, что культуру почти любых "взрослых" клеток тела человека и других живых существ можно превратить в стволовые, если активировать в них четыре ключевых гена: MYC, OCT4, SOX2 и KLF4. Впоследствии эти гены назвали "факторами Яманаки". В результате подобной процедуры клетки омолаживаются и теряют свои оригинальные функции. Благодаря этому их можно превращать в заготовки любых тканей.

Как недавно выяснили американские биологи, с помощью той же процедуры можно омолаживать "взрослые" стволовые клетки, не меняя при этом их характеристик. Благодаря этому Ли и его коллеги детально изучили, как активация "факторов Яманаки" меняет работу генов и белков MSC-клеток.

Для опытов биологи извлекли MSC-клетки из синовиальной жидкости – густой массы, которая заполняет полость суставов – нескольких пожилых добровольцев. Затем ученые активировали в них факторы Яманаки.

Оказалось, что эта процедура действительно возвращала "взрослым" стволовым клеткам молодость. В результате они стали активнее делиться, вырабатывали меньше провоспалительных молекул и выполняли другие функции, которые постепенно угасают по мере их старения. Все эти положительные изменения, в свою очередь, были связаны с тем, что "перепрограммирование" клеток подавило работу гена GATA6, который связан с развитием некоторых внутренних органов тела человека.

В пользу этого, в частности, говорит то, что когда ученые подавляли этот ген с помощью коротких молекул РНК, то клетки "омолодились" похожим образом. Похожих результатов ученые добились в экспериментах на мышах, используя только два фактора Яманаки, OCT4 и KLF4.

В перспективе подобное открытие позволит омолаживать MSC-клетки пожилых людей, без риска того, что они превратятся в полноценные перепрограммированные стволовые клетки, которые могут делиться бесконтрольно. Это значительно расширит их терапевтическое применение и способность к восстановлению повреждений в тех органах, в которых они обитают, подытожили биологи.

Continue Reading
Advertisement

Последние новости

На Солнце произошла самая мощная за последние три года вспышка На Солнце произошла самая мощная за последние три года вспышка
Наука1 час ago

На Солнце произошла самая мощная за последние три года вспышка

Это уже вторая подобная вспышка за год. Однако Земле она пока не угрожает © EPA/NASA/SDO, архив ТАСС, 30 ноября. Орбитальная обсерватория...

В реакции иммунитета бессимптомных больных на коронавирус нашли ключевую черту В реакции иммунитета бессимптомных больных на коронавирус нашли ключевую черту
Наука1 час ago

В реакции иммунитета бессимптомных больных на коронавирус нашли ключевую черту

Она может объяснять, почему некоторые больные легче переносят COVID-19 © EPA-EFE/STEPHANIE LECOCQ ТАСС, 30 ноября. Молекулярные биологи сравнили работу иммунитета...

Биологи определили ген, который управляет старением "взрослых" стволовых клеток Биологи определили ген, который управляет старением "взрослых" стволовых клеток
Наука1 час ago

Биологи определили ген, который управляет старением «взрослых» стволовых клеток

Ученые надеются, что с помощью их открытия можно будет лучше лечить поврежденные органы © EPA-EFE/Tamas Soki ТАСС, 30 ноября. Молекулярные...

Болезнь Альцгеймера можно предсказать по двум белкам крови Болезнь Альцгеймера можно предсказать по двум белкам крови
Наука1 час ago

Болезнь Альцгеймера можно предсказать по двум белкам крови

Эта методика на 25% точнее альтернативных © Сергей Карпухин/ТАСС ТАСС, 30 ноября. Молекулярные биологи выяснили, что по концентрации всего двух...

ВОЗ впервые с сентября отметила снижение числа заболевших COVID за неделю ВОЗ впервые с сентября отметила снижение числа заболевших COVID за неделю
В мире4 часа ago

ВОЗ впервые с сентября отметила снижение числа заболевших COVID за неделю

Фото: Reuters Москва. 30 ноября. INTERFAX.RU — Количество новых случаев заражения COVID-19 во всем мире на прошлой неделе сократилось впервые...

В мире4 часа ago

Турция ужесточила требования для ресторанов и кафе в гостиницах

Москва. 30 ноября. INTERFAX.RU — МВД Турции в связи с ростом заболеваемости COVID-19 разослало в 81 провинцию страны циркуляр об...

В Башкирии водителей электромобилей освободили от транспортного налога В Башкирии водителей электромобилей освободили от транспортного налога
Авто4 часа ago

В Башкирии водителей электромобилей освободили от транспортного налога

ФОТО : «Мир 24» / Елизавета Шагалов В Башкирии депутаты местного Госсобрания приняли закон, согласно которому владельцы электромобилей могут не...

Врачи призвали к ответу организаторов концерта Басты в Санкт-Петербурге Врачи призвали к ответу организаторов концерта Басты в Санкт-Петербурге
Здоровье5 часов ago

Врачи призвали к ответу организаторов концерта Басты в Санкт-Петербурге

© Антон Новодережкин/ТАСС Организаторы концертов популярных исполнителей, прошедших накануне в Санкт-Петербурге, пренебрегают здоровьем и жизнью людей. С таким заявлением выступил президент Национальной ассоциации...

В мире5 часов ago

Байден выдвинул экс-главу ФРС Джанет Йеллен на пост министра финансов

Москва. 30 ноября. INTERFAX.RU — Объявивший о победе на выборах президента США Джо Байден сообщил в понедельник о решении выдвинуть...

В мире5 часов ago

В США понадеялись, что Турция пересмотрит позицию по российским С-400

Москва. 30 ноября. INTERFAX.RU — США надеются, что Анкара осознает, что была неправа, купив комплексы С-400 у России, и пересмотрит...

Популярное