Химические новости

Сообщения ОТОВСЮДУ

VIII Всероссийский химический турнир школьников: 13-16 апреля 2012 года!

Химический факультет Санкт-Петербургского Государственного Университета приглашает школьников старших классов к участию в VIII Всероссийском химическом турнире школьников.
Химический Турнир - это командное соревнование, соединяющее в себе черты олимпиады и конференции. Участники в течение нескольких недель решают предложенные задачи в командах и составляют мультимедийные презентации. В день соревнования школьники выступают с докладами по решенным задачам и выставляют научных оппонентов на доклады команд-соперников. Членами Жюри турнира выступают преподаватели СПбГУ и других ВУЗов Санкт-Петербурга.
Турнир способствует формированию у участников творческого подхода к решению научных проблем, развитию навыков публичных выступлений и командной работы над научными проблемами.
Участники: Принять участие в Турнире могут школьники 8-11 классов. Подробная информация о турнире, регламент соревнований и условия задач доступны на сайте www.scitourn.ru/school2012
Даты проведения заочного этапа: 1 февраля - 15 марта 2012 года. Решения задач заочного тура и список участников необходимо прислать до 15 марта на адрес электронной почты tournament@chem.spbu.ru. Команды, прошедшие отбор на заочном этапе VIII Всероссийского химического турнира школьников или занявшие призовое (1,2 или 3) место на одном из региональных турниров: II Московском химическом турнире или Высшей лиге II Регионального Турнира юных химиков (г.Новосибирск), проходят на очный этап вне конкурса.
Даты проведения очного этапа - 13-16 апреля 2012 года. Состав участников очного этапа: команды по 5 человек, представляющих школу или организацию дополнительного образования школьников + сопровождающий преподаватель. Турнир является открытым. В турнире может принять участие команда из любой страны. Рабочий язык Турнира - русский.
Оргкомитет турнира рекомендует участникам выслать заявку от команды до отправки решений задач для своевременного оформления приглашений для команд. Также по указанной почте участники могут задать все организационные вопросы.
Турнир проходит без сбора орг. взноса. Для участия в Турнире иногородним участникам необходимо оплатить проживание в общежитии СПбГУ - 1000 рублей за трое суток проживания с человека. Организационный взнос может быть оплачен по безналичному расчету.
Подробную информацию о научных турнирах, проводившихся ранее в СПбГУ, можно найти на сайте www.scitourn.ru/event

15.02.2012 | Неправильный снег впервые "вырастили" на компьютере

Создана эффективная модель образования снега

Ученые впервые построили полноценную компьютерную модель роста снежинок. Статья ученых пока не принята к публикации в рецензируемом журнале, а ее препринт доступен на сайте arXiv.org.
Изучением формы снежинок занимался еще Иоганн Кеплер. В своем труде Strena Seu de Nive Sexangula, написанном в 1611 году, он обнаружил, что снежинки обладают симметрией шестого порядка, то есть переходят в себя при повороте на угол в 60 градусов и кратные ему углы.
В 1954 японец Укитиро Накая экспериментальным путем установил зависимость формы снега от температуры и уровня пересыщения воздуха водяными парами - оказалось, что снежинки могут иметь самую разнообразную и довольно неправильную форму.
До последнего времени ученым не удавалось создать модель, которая бы позволяла получать большинство "неправильных" снежинок. В рамках новой работы исследователи сделали именно это. По утверждению авторов, новый метод оказывается настолько эффективным благодаря использованию разработанных ими самими вариационных вычислительных методов.
В рамках модели, например, удалось получить снежинки в форме полых колонн, призм, сильно ветвящиеся и совершенно плоские (все эти формы ранее наблюдались в природе). Кроме этого ученые отмечают, что им удалось обнаружить эмпирическую линейную зависимость между уровнем перенасыщенности и скоростью роста - исследовать подобную динамику на практике довольно трудно. Исследователи говорят, что теоретики недооценивали влияние эффектов, связанных с поверхностной энергией кристаллов.
Источник: Лента.Ру

14.02.2012 | Толщину снега измерят с помощью лазеров

Предложены новые инструменты для измерения снежного покрова

Ученые Национального центра атмосферных исследований разработали прототипы устройств, которые позволят более точно измерять количество снега. Результаты первых испытаний доступны на сайте Национального научного фонда США.
Прежде для измерения толщины снежного покрова использовались ультразвуковые датчики и ярдовые линейки. Эти способы были признаны неточными, поскольку не учитывали целый ряд параметров и были неэффективны на больших площадях.
Лазерные лучи позволяют измерять толщину снежного покрова с высокой точностью. Исследователи отмечают, что, в отличие от ультразвуковых датчиков, работа лазерных установок не зависят от атмосферных условий. В ходе эксперимента ученым удалось измерить с помощью луча толщину снега в тысяче различных точек и создать на основе полученных данных трехмерную картину снежного покрова.
В будущем оснащенные подобными лазерными устройствами спутники смогут точно определять толщину снега в разных точках планеты из космоса. В планах исследователей ввести в эксплуатацию GPS-сенсоры. Принцип их работы основан на том, что сигналы, которые они подают с голой почвы, по частоте отличаются от сигналов, поданных под снегом. Эти сенсоры могут быть встроены в уже существующую сеть GPS-приемников по всему миру.
Измерение толщины снега крайне необходимо в горных и северных районах. Точные данные о снежном покрове помогают избегать катастроф, связанных со сходами лавин и весенним таянием вод.
Источник: Лента.Ру

14.02.2012 | "Планк" составил карту угарного газа в Галактике

Космический телескоп помог совершить новое открытие

Телескоп "Планк" составил карту распределения угарного газа в Млечном пути. Результаты наблюдений ученые, работающие с телескопом, представят на проходящей в Италии астрономической конференции. Краткое изложение результатов приводится на сайте Европейского космического агентства (ESA).
Угарный газ (CO) представляет интерес для ученых, поскольку встречается в холодных облаках молекулярного водорода, в которых идут интенсивные процессы звездообразования. Угарный газ излучает лучше водорода, поэтому, несмотря на относительно небольшое его количество в облаках, ученые предпочитают регистрировать именно его.
По словам ученых, новые результаты демонстрируют, что "Планк" отлично подходит для поиска подобных газовых облаков - аналогичные исследования, проводимые с помощью наземных телескопов, отнимают гораздо больше времени и позволяют исследовать лишь небольшую часть неба. В свою очередь "Планк" сканирует сразу всю сферу.
Исследователи говорят, что новая карта уже позволила найти несколько ранее неизвестных облаков угарного газа в Млечном пути.
Помимо карты данные "Планка" позволили обнаружить довольно жесткое синхротронное излучение (то есть излучение заряженных частиц, движущихся с ускорением под воздействием магнитного поля), исходящее из центра Галактики. По словам исследователей, что является источником этого излучения, исследователи пока не знают.
Источник: Лента.Ру

14.02.2012 | Циркадные ритмы растений оказались оружием борьбы с вредителями

Гормон, активирующий защиту растений, выделяется по эндогенным причинам

Ученые из университета Райса выяснили, что растения защищаются от насекомых в соответствии с циркадным ритмом. Такие выводы они сделали в ходе наблюдения за резуховидкой Таля (Arabidopsis thaliana) в лабораторных условиях. Результаты исследования доступны в Proceedings of the National Academy of Sciences.
Циркадные ритмы представляют собой колебание интенсивности тех или иных процессов в организме, связанное со сменой дня и ночи. Они присущи почти всем живым существам на Земле. Несмотря на то, что, на первый взгляд, циркадные ритмы обусловлены внешними причинами, они имеют эндогенное происхождение. Например, растения, которые в течение дня поворачиваются за Солнцем, ночью обращают свои листья к востоку прямо перед восходом.
Исследователи изучили резуховидку Таля на генетическом уровне и пришли к выводу, что одна треть всего генома растения активируется в соответствии с циркадным ритмом. Ученые считают, что гены, ответственные за реакцию на смену дня и ночи, также помогают бороться с атаками насекомых.
Эксперимент, поставленный учеными, подтверждает данное предположение. Исследователи использовали 12-часовые световые циклы, чтобы установить циркадные ритмы в резуховидке Таля и гусеницах совки, которая питается растением. У одних образцов ритм соответствовал и у гусениц, и у растений. В другом случае, у гусениц был режим бодрствования, в то время, как растения находились в спящем состоянии. В результате оказалось, что спящие растения почти не сопротивлялись поеданию и пострадали больше.
В течении дня в соответствии с циркадными ритмами изменяется содержание в растениях жасмоната. Он ответственен за устойчивость растений к нападению насекомых и заболеваниям, в частности, жасмоновая кислота активирует защитные механизмы растения и позволяет ему быстро восстанавливаться.
Стоит отметить, что циркадные ритмы позволяют выживать растениям в постоянно меняющемся мире. Они дают возможность выдерживать абиотический стресс и сохранять свою целостность в жестких городских условиях.
Источник: Лента.Ру

13.02.2012 | Тропические бабочки научат людей измерять температуру

Исследования крыльев бабочек-морфид послужат основой для нового поколения датчиков температуры

Ученые из General Electric's Global Research Center в Нискаюне обнаружили, что необычные свойства крыльев бабочки-морфиды позволят создать новое поколение термодатчиков. Результаты исследования опубликованы в Nature Photonics 12 февраля. Краткий пересказ статьи приводит New Scientist.
Ученые представили новую модель фиксации повышения инфракрасного излучения на основе уникальной наноархитектуры. Основанием для построений стали свойства крыльев тропических бабочек-морфид, которые обитают в жарких областях Южной Америки.
В ходе своей работы ученые обратили внимание на то, что крылья морфид обладают рядами крошечных древовидных структур на поверхности. Когда уровень инфракрасного излучения растет, хитин, из которого состоят эти структуры начинает расширяться. В обычных условиях крылья бабочки переливаются разными цветами, но при повышении температуры и увеличении расстояния между "ветвями" древовидных рядов, длина отражаемой световой волны меняется. Изменение цвета позволит эффективно фиксировать повышение температуры.
Ученые утверждают, что ключом к подобной восприимчивости является высокая плотность древовидных структур на крыльях бабочки. Благодаря хитину, "ветви" очень чутко реагируют на любое изменение температуры. Поэтому чувствительность крыльев морфиды превышает чувствительность современных датчиков в 20 раз.
Исследователи уверены, что анализ реакции морфид на тепло может послужить концептуальной основой для нового поколения термодатчиков.
Источник: Лента.Ру

20.12.2011 Пучки нанотрубок помогут в разделении экситонов

Ученые предложили новую схему работы солнечной батареи
Физики предложили технологию создания эффективных солнечных батарей на основе углеродных нанотрубок. Статья исследователей появилась в журнале Physical Review Letters, а ее краткое изложение приводится на сайте Американского физического общества.
В современных фотовольтаических батареях (особый класс солнечных батарей) под воздействием солнечного света возникают так называемые экситоны - квазичастицы, состоящие из отрицательно заряженного электрона и положительно заряженной дырки. Чтобы возникал электрический ток, дырки и электроны должны разделиться. В обычных батареях это процесс разделения зарядов происходит в специальном слое, который располагается под слоем, где формируются сами экситоны.
В рамках новой работы ученые попробовали создать слой, в котором формирование квазичастиц и разделение зарядов происходило бы в одном и том же слое - во время "путешествия" между слоями значительная часть экситонов теряется, что снижает эффективность батарей. Для этого они использовали пучки углеродных нанотрубок, хорошо зарекомендовавших себя при поглощении света с длиной волны 570 нанометров.
Как оказалось, пучки трубок способствуют не только формированию экситонов, но и разделению зарядов (опыты проводились на отдельных пучках, а данные собирали при помощи спектроскопии). При этом ключевым условием эффективности такого устройства является наличие в пучке только одинаковых трубок. В настоящее время ученые работают над созданием работающего прототипа такой батареи. Кроме этого ученые установили, что изучаемые ими пучки не превращают в электричество ультрафиолет.
В конце сентября на arXiv.org появился препринт, в котором была предложена схема материала, почти полностью поглощающего свет в определенном диапазоне электромагнитного спектра. Материал представлял собой серебряные наноштыри на алюминиевой мембране. Тогда ученые предположили, что подобный материал также можно использовать для создания сверхэффективных солнечных батарей.
Источник: Лента.Ру

20.12.2011 БАК предложили чистить гнутыми кристаллами

Российские примут участие в интересном международном проекте
Российские ученые из Физического института Лебедева примут участие в работе проекта UA9 CERN. Об этом сообщает ФИАН-информ.
При работе ускорителей часто бывает необходимо не только контролировать направление движения пучка и его энергию, но и чистить его от, например, изменивших траекторию частиц. Для этого на коллайдерах используется ряд разного рода устройств, включая системы коллиматоров. В рамках нового проекта планируется разработать новые системы на основе кристаллов с деформированной кристаллической решеткой.
В рамках работы планируется использовать эффект каналирования излучений в кристаллах, открытый в 1965 году. В 1976 советский физик Эдуард Цыганов распространил эффект на изогнутую кристаллическую решетку. В рамках проекта UA9 ученые работают с кремниевыми кристаллами, как наиболее доступными и легкими. Рассеивать на кристаллах планируется релятивистские протоны и тяжелые ионы.
"Сам по себе проект очень интересный, и кроме практической необходимости и пользы, там и физика ожидается интересная. Казалось, что насчет взаимодействия в ориентированных системах многие вещи уже давно поняты, но это не совсем так. Просчитать это аналитически нельзя, там слишком сложная динамика пучков - десятки тысяч протонов, которые взаимодействуют друг с другом, огромное количество магнитов, так что нужны эксперименты как реальные, так и компьютерные", - приводит агентство слова Султана Дабагова, профессора МИФИ, сотрудника ФИАН и одного из руководителей проекта.
Источник: Лента.Ру

19.12.2011 Гелий заподозрили в разрушении ядра Юпитера

Компьютерное моделирование заставило пересмотреть процесс эволюции газовых гигантов
Ученые установили, что ядро Юпитера подвержено серьезной эрозии. Новые результаты заставят ученых пересмотреть эволюционные модели планет-гигантов. Статья ученых подана в журнал Physical Review Letters, а ее препринт доступен на сайте arXiv.org.
Считается, что газовые гиганты образовались в результате аккреции газа вокруг массивного твердого тела (так называемого протоядра), состоящего из камня и льда. Считается, что масса этого протоядра, например, Юпитера составляет около 10 земных. Физические свойства этого объекта являются ключевыми для понимания процессов развития газового гиганта.
Так как современная техника не в состоянии воспроизвести условия внутри такой планеты, ученые используют компьютерное моделирование для изучения процессов внутри таких планет - в таких моделях по сути численно решаются уравнения, описывающие состояние материи в ядре.
В рамках новой работы ученых интересовало поведение оксида магния (он играл роль типичного представителя веществ, составляющих каменные породы в Солнечной системе) в экстремальных условиях юпитерианского ядра. Исследователи обнаружили, что оксид в протоядре растворяется в гелии (который находится в форме проводящей жидкости) при температурах свыше 10 тысяч кельвинов. В свою очередь, температура внутри газового гиганта может достигать 16 тысяч кельвинов.
По словам ученых, которые ранее уже установили, что аналогичным образом в ядре растворяется лед, гелий может приводить к эрозии ядра. Как следствие, механика центральной части Юпитера может постоянно меняться, а газовые гиганты побольше вообще могут не иметь твердого ядра.
По словам специалистов, слова которых приводит ScienceNOW, в свете новых результатов необходимо прояснить, что происходит с растворившимся материалом. В частности, достаточно ли сильна конвекция в центре газового гиганта, чтобы перемешать материал в окрестности этого самого ядра.
Источник: Лента.Ру

19.12.2011 Читатели Nature выбрали главные научные новости года

Авторитетное издание представило десятку самых популярных научных новостей
Журнал Nature представил десятку самых читаемых научных новостей прошлого года. Рейтинг доступен на сайте Nature News.
Самой читаемой новостью стало сообщение об экспериментальном обнаружении так называемого динамического эффекта Казимира. Суть эффекта заключается в том, что движущаяся в вакууме с ускорением и высокой скоростью проводящая пластина "толкает" виртуальные фотоны вперед, не давая некоторым из них исчезнуть. Как следствие, пластина представляется наблюдателю излучающей фотоны.
На втором месте расположилось сообщение о том, что работающим с итальянским детектором OPERA ученым удалось зарегистрировать превышение скорости свет мюонными нейтрино. В рамках работы детектор ловил частицы, испускаемые протонным суперсинхротроном в CERN, расположенным на границе Франции и Швейцарии.
Частицы приходили с 60-наносекундным опережением графика. Только в середине ноября (само сообщения появилось в конце сентября) 2011 года сотрудники OPERA приняли решение публиковать результаты. Примечательно, что новость о реакции физиков на открытие сверхсветовых нейтрино заняла в списке популярных новостей десятое место. Замыкает тройку новость о крабе-йети.
В настоящее время многие издания подводят научные итоги года. Например, в начале декабря журнал TIME опубликовал десятку самых значимых космических событий прошедшего года. Главным из них по версии издания стал запуск нового марсхода MSL.
Источник: Лента.Ру

13.12.2011 В космических лучах нашли сверхтяжелые элементы

Обнаружены следы ядер с атомными числами свыше 105
Российские ученые обнаружили присутствие в космических лучах ядер сверхтяжелых элементов. Об этом сообщает агентство ФИАН-инфо. В рамках работы исследователи из Физического института Лебедева и Института геохимии и аналитической химии Вернадского анализировали метеориты-палласиты с вкраплением кристаллов оливинов. Эти кристаллы хранят информацию о том, какие частицы сталкивались с ними во время полета в космическом пространстве.
Анализ кристаллов позволил выявить несколько тысяч частиц, ядро которых содержит как минимум 55 протонов (количество протонов в ядре называют атомным числом элемента). При этом среди них было найдено три следа, которые принадлежат сверхтяжелым частицам, в ядре которых содержится от 105 до 130 протонов. На Земле в естественных условиях обнаружить элементы с атомным числом свыше 92 не удавалось.
Примечательно, что в настоящее время идет процесс утверждения элементов с атомными числами только 114 и 116. Сами ученые говорят, что их открытие может считаться доказательством существования стабильных сверхтяжелых ядер - согласно одной из гипотез, среди сверхтяжелых элементов должны встречаться те, которые живут сравнительно долго (например, период полураспада 116-го элемента составляет несколько миллисекунд).
На земле сверхтяжелые элементы получаются в лабораториях на ускорителях при сталкивании ядер более легких элементов. В мире всего несколько центров занимаются подобными исследованиями. Один из них расположен в Объединенном институте ядерных исследований в Дубне. В октябре 2011 года в результате подведения неформальных итогов стало известно, что этот центр стал четвертым в мире по количеству открытых изотопов.
Источник: Лента.Ру

05.12.2011 В Дубне предложили названия для новых элементов

Элемент под номером 114, возможно, будет называться флеровием - в честь выдающегося российского физика Георгия Флёрова, чьё имя носит Лаборатория ядерных реакций в Объединённом институте ядерных исследований.
116-му элементу могут присвоить имя ливерморий - по городу Ливермор, где расположена национальная лаборатория США им. Лоуренса. Её сотрудники помогли учёным из Дубны синтезировать новые сверхтяжёлые элементы.
Эти открытия были сделаны ещё в 2000 и 2004 годах, однако Международный союз чистой и прикладной химии (IUPAC) официально признал их только в июне этого года. В соответствии с правилами IUPAC право предложения названий для новых элементов предоставляется авторам. После трёх телеконференций между Дубной и Ливермором авторский коллектив направил в IUPAC совместное предложение.
Синтез 114-го и 116-го элементов имеет фундаментальное значение для физики в области исследования структуры атомного ядра, химии, так как помогает проверить закон периодичности свойств химических элементов в таблице Д.И. Менделеева, и вообще для понимания одного из ключевых вопросов современной науки - образования тяжёлых ядер. На сегодняшний день в Дубне при сотрудничестве ядерных центров Сарова и Димитровграда, а также американских лабораторий синтезировано уже 6 новых сверхтяжёлых элементов с атомными номерами 113 - 118.
Источник Yandex - News Subscription Химические новости

25.11.2011 | Чувствительность климата к углекислому газу оказалась переоценена

Ученые поправили существующие модели изменения погоды
Группа климатологов из США и Испании определила, что климат менее чувствителен к росту концентрации углекислого газа, чем считалось до сих пор. Статья ученых появилась в журнале Science.
Объектом изучения исследователей был последний ледниковый максимум - период во время последнего ледникового периода, когда суммарный объем ледников был максимальным (примерно 26-20 тысяч лет назад). Используя данные, полученные в прежних работах, ученые смогли восстановить температурный режим на море и на суше того временного периода.
После этого они построили сложную компьютерную модель климата, которая, среди прочего, учитывала атмосферную циркуляцию воздуха, океанические течения, изменения в распределении растительности. После этого, используя статистические методы, ученые проверили чувствительность модели к росту уровня углерода (его удваиванию, если быть точным) - основной параметр климата, который определяет изменение средней температуры на планете.
В результате им удалось установить, что при увеличении концентрации CO2 в атмосфере на 100 процентов средняя температура выросла на 2,3 кельвина. Для сравнения, прежние "оптимистичные" модели в среднем давали рост в 3 кельвина.
Специалисты в области отмечают, что результаты климатологов необходимо проверить на других моделях - их слова приводит New Scientist. Они также отмечают, что небольшие изменения в средней температуре могут приводить к колоссальным климатическим изменениям. Например, во времена последнего ледникового максимума данный показатель был на 2,2 кельвина ниже теперешнего.
Источник: Лента.Ру

24.11.2011 | Жидкое ядро Земли осталось без кислорода

Новые результаты заставили пересмотреть химический состав внутренности планеты
Ученые установили, что в жидком ядре Земли меньше кислорода, чем считалось до сих пор. Свои результаты геологи изложили в статье, опубликованной в журнале Nature.
Согласно современным представлениям, жидкое ядро Земли состоит на 90 процентов из расплава железа и никеля, а остальные 10 процентов приходятся на более легкие элементы - серу, кислород, кремний, углерод, водород и другие. Точное соотношение последних определяет физические свойства ядра и является предметом споров.
В рамках работы ученые проверили гипотезу о том, что значительная доля легких элементов в ядре приходится на кислород. Эта гипотеза была продиктована космологическими теориями формирования планеты. Исследователи построили подробную компьютерную модель динамики ядра, в котором кислород играет главную роль, после чего сравнили результаты предсказаний с данными сейсмических наблюдений.
Оказалось, что наблюдения не согласуются с теорией - реальные сейсмические волны движутся в ядре слишком медленно. Также не совпадают данные по плотности. Отсюда ученые заключили, что гипотеза кислородного ядра является несостоятельной. Также они отмечают, что, возможно, придется пересмотреть модели формирования планеты - ведь именно они были источником неверных предсказаний.
В середине ноября 2011 года на arXiv.org появился препринт работы, авторы которого предположили, что ядро Земли не уравновешено - то есть ось вращения проходит чуть в стороне от его центра масс. Эта гипотеза позволила ученым объяснить разную скорость распространения сейсмических волн в западном и восточном полушариях. Ранее для объяснения этого эффекта предлагалось считать, что твердое ядро и жидкое вращаются с разными скоростями.
Источник: Лента.Ру

18.11.2011 Ученые сплели губку из металлических трубок

Американские ученые создали на основе металла сверхлегкую губку. Статья ученых появилась в журнале Science. Новый материал может служить для создания теплоизоляции, звукоизоляции, более эффективных электродов для батарей и многого другого.
Губка создавалась в несколько этапов. Сначала ученые сформировали полимерную основу для производства. Для этого в бруске материала были проделаны шесть семейств прямых цилиндрических каналов. Каналы пересекались таким образом, что образовывали октаэдры (многогранники с восемью гранями). После этого внутренность канальцев покрыли сплавом никеля и фосфора. На последнем этапе полимерная основа растворялась.
Полученный материал (примечательно, что его плотность оказалась ниже плотности воздуха) исследователи подвергали серии тестов. Оказалось, что полученная микрорешетка ведет себя как губка - после сжатия (до 0,5 от первоначального линейного размера по данному направлению) способна восстанавливать первоначальную форму. Кроме этого оказалось, что узлы полученной решетки являются крайне прочными.
Ученые отмечают, что их технология производства губок довольно гибкая - контролируя размеры и направления первоначальных каналов в полимерной основе, равно как и толщину металлического покрытия внутри этих каналов, можно варьировать свойства окончательного материала.
Так, например, американцы отмечают, что рост плотности увеличивает прочность материала. В свою очередь увеличение толщины трубок приводит к формированию материала, схожего по свойствам с металлом. По словам исследователей, их материал демонстрирует свойства, которые раньше наблюдались только у губок на основе углеродных нанотрубок и аэрогелей (все эти материалы имеют стохастическую, то есть неупорядоченную структуру).
В мае 2011 года в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences ученые описали "алмазную губку" - аэрогель на основе углерода, структура которого напоминает алмаз. Полученный материал был всего на порядок тяжелее воздуха.
Источник: Лента.Ру

15.11.2011 Физики придумали притягивающий луч

Сразу две группы физиков из США, Дании и Сингапура предложили очень схожие схемы притягивающего луча - так в фантастике называется луч, который притягивает объект к источнику излучения (например, "Тысячелетний сокол" к Звезде Смерти в "Звездных войнах"). Статьи ученых появились в журнале Physical Review Letters, а их краткое изложение приводит ScienceNOW.
С 80-х годов прошлого века ученые используют свет для манипуляции микроскопическими объектами. Вместе с тем, до последнего времени физики могли отдельным импульсом лазера только толкать объект от излучателя. В рамках новой работы, ученые предложили теоретическую модель притягивающего луча.
Объектом изучения были так называемые лучи Бесселя - решение уравнения Максвела, в котором поток энергии поля описывается квадратом функции Бесселя нулевого порядка. Эти лучи обладают рядом замечательных свойств, в частности, фотоны в них движутся под углом к направлению распространения самого луча. Из-за этого, так как частицы падают на поверхность тела под углом, то сила отталкивания таким лучом меньше, чем обычным.
Физики утверждают, что, подбирая свойства объекта и параметры луча, можно добиться того, что объект будет излучать больше света в направлении от источника, чем к источнику. Вместе с пониженным давлением в луче Бесселя этого достаточно для того, чтобы объект начал двигаться в направлении источника света. Ученые отдельно отмечают, что подобная технология может пригодиться при создании устройств манипулирования микрообъектами.
Примечательно, что в августе 2011 года стало известно, что NASA отобрало 30 "рискованных" космических проектов, на разработку каждого из которых планируется потратить по 100 тысяч долларов. Примечательно, что среди них есть также и проект притягивающего луча. Видеопрезентацию подобного луча (ролик без звука) можно посмотреть ниже.
Источник: Лента.Ру

14.11.2011 | Дефектные алмазы помогут в изучении магнитных свойств атомов

Ученые предложили измерять магнитные поля отдельных атомов при помощи микроскопического кристалла алмаза с NV-центром - особым дефектом в кристаллической решетке. Статья ученых появилась в журнале Physical Review Letters, а ее краткое изложение приводится на сайте Американского физического общества.
NV-центр, или азотно-замещенная вакансия в алмазе - точечный дефект, при котором атом углерода удален из решетки, а полученная "дырка" связана с атомом азота. В рамках нового исследования физики построили (только в теории) схему сверхчувствительного магнитометра с использованием такого дефекта.
Ученые начали с того, что рассмотрели атомный силовой микроскоп, на игле которого был расположен алмаз с дефектом. Подобные схемы предлагались в прошлом - в теории NV-центр способен реагировать на магнитные поля отдельных атомов. На практике, однако, изучаемая частица должна располагаться близко к центру.
Как следствие, сам дефект должен быть близко к поверхности, а в этом случае он теряет свои хорошие квантовые свойства. В рамках новой работы ученые предложили способ обойти эту трудность - для этого достаточно на поверхность кристалла поместить дополнительную спин-систему, в качестве которой может служить отдельная молекула.
Она будет действовать как усилитель, позволяя дефекту регистрировать реакцию этой системы на магнитные поля отдельных атомов (в частности, их спины). По словам ученых, их расчеты показывают, что подобный усилитель позволит значительно повысить точность приборов на основе NV-центров.
Совсем недавно физики из Института имени Лебедева совместно с коллегами из Гарварда предложили использовать алмазные нанокристаллы, содержащие центры окраски (один из вариантов точечных дефектов), для изучения процессов, происходящих внутри живых клеток.
Источник: Лента.Ру

Наноалмазы заставят помогать биологам в изучении внутриклеточных процессов

Физики предложили изучать процессы, происходящие внутри клетки при помощи квантовомеханических эффектов. Об этом сообщает ФИАН-информ. Отдельно отмечается, что коммерциализация полученных результатов будет проводится через Российский квантовый центр.
В рамках нового метода, который ученые из Института имени Лебедева разрабатывают совместно с коллегами из Гарварда, внутрь клетки предполагается помещать микроскопический алмаз диаметром 20-30 нанометров. Этот кристалл содержит так называемый центр окраски - точечный дефект в кристалле, который обладает рядом квантовомеханических свойств.
Под воздействием электромагнитного излучения (комбинация оптического и микроволнового излучения) центр окраски испускает фотоны. Регистрируя оптический сигнал, ученые способны определить параметры магнитного поля внутри клетки. Используя подобную информацию, специалисты могут получать данные о событиях, происходящих внутри живого организма.
"Измерение исследуемых параметров, хотя и косвенное, но исключительно точное. Сегодня мы можем видеть магнитное поле одиночного электрона", - приводит агентство слова старшего научного сотрудника ФИАН Алексея Акимова. "Такие измерения можно делать в живой клетке, а потенциально - и в ткани или в организме. Идеи применения метода самые разные - от работ на одиночной клетке до исследований процессов в головном мозге," - добавил он.
В основе нового метода лежат наноалмазы. Примечательно, что в конце октября 2011 года премия Rusnanoprize корпорации Роснано была вручена Геннадию Саковичу за создание технологии производства наноалмазов взрывным методом.
Источник: Лента.Ру

Утверждены названия трех новых элементов таблицы Менделеева

Международный союз теоретической и прикладной химии официально утвердил обозначения элементов с номерами 110, 111 и 112. Об этом сообщает New Scientist.
Имена новым элементам - дармштадтий, рентгений и коперниций (также распространен вариант коперникий) - были присвоены еще в июле 2010 года. Вместе с тем, только сейчас закончилось соблюдение всех формальностей, предписываемых для добавления в таблицу Менделеева нового элемента. Официальные символы новых элементов Ds, Rg и Cn соответственно.
В настоящее время также идет процесс присвоения названий элементам 114 и 116. В этом месяце представители Международного союза теоретической и прикладной химии официально объявят предварительные варианты имен для этих элементов, после чего у специалистов будет 5 месяцев, чтобы представить свои возражения. Если возражений не последует, то имена будут утверждены. После этого начнется серия формальностей, которая завершится официальным принятием названий.
В настоящий момент варианты названий обоих элементов неизвестны. Ранее появлялась информация, что их планируется назвать флеровий (в честь легендарного советского физика-ядерщика Георгия Флерова) и московий соответственно. Открытие элементов было признано только в июне 2011 года.
Источник: Лента.Ру (8.11.2011)

Химики сделали молекулу в форме "печати Соломона"

Химики впервые получили молекулу, которая представляет собой узел-пятилистник. Статья ученых появилась в журнале Nature Chemistry, а ее краткое изложение приводит New Scientist.
В отличие от привычных узлов у их математических тезок свободные концы склеены - по определению узел представляет собой вложение окружности в трехмерное пространство. Пятилистник, известный также как как 51 в обозначениях Александера и Бриггса (в первой фамилии ударение на предпоследний слог) и "печать Соломона", - это узел, для которого число пересечений (минимальное возможное число самопересечений на диаграмме - плоском рисунке - узла) равно пяти.
В рамках работы ученые использовали катионы металлов и анион хлора, чтобы собрать 160-атомную молекулу, представляющую собой узел 51. Для определения формы молекулы использовалась рентгеновская спектроскопия. Ранее эта же группа исследователей сделала молекулу в форме трилистника - простейшего нетривиального узла (то есть узла, который нельзя распутать обратно в окружность, не разрывая), для которого число пересечений равно трем.
По словам ученых, технология создания подобных молекул имеет большие перспективы - дело в том, что материалы, составленные из таких узловых молекул, должны иметь очень необычные свойства. В частности, они могут быть полезны для "плетения" используемых в бронежилетах материалов и очистки воды от примесей и загрязнений.
Кроме того, новый материал обладает свойством хиральности (то есть отображение симметрии относительно произвольной плоскости дает молекулу, несовместимую с исходным движением пространства). При этом левые и правые молекулы по-разному рассеивают свет, поэтому, по словам специалистов, разделение их по типам не должно представлять серьезных трудностей.
Узел-пятилистник хорошо известен не только в математике (он, например, является простым узлом, то есть, по аналогии с простыми числами, его нельзя склеить из узлов другого типа), но и в культуре. В частности, этот узел можно встретить на флагах Эфиопии и Марокко. Примечательно, что, согласно разным версиям легенды о Соломоне, символ на его печати имел разное количество вершин. Так, по одной из версий, на перстне была изображена звезда Давида.
Источник: Лента.Ру

Во фториде скандия обнаружили необычные колебания

Физики обнаружили в материалах с отрицательным коэффициентом расширения необычные вибрации. Статья ученых появилась в журнале Physical Review Letters, а ее краткое изложение приводится на сайте Американского физического общества.
Материалы с отрицательным коэффициентом расширения для достаточно широкого диапазона температур были открыты в 90-х годах прошлого века. Самый известный материал такого рода - вольфрамат циркония Zr(WO4)2. В диапазоне от 0 до 1100 кельвинов его коэффициент температурного расширения изотропный и составляет -7,2 x 10 -6 обратных кельвинов (это означает, что относительное уменьшение линейных размеров при росте температуры на один кельвин составляет 0, 00072 процента).
Вместе с тем вольфрамат циркония мало пригоден для практического изучения из-за сложного устройства кристаллической решетки, которая и обуславливает необычные свойства соединения (несколько пояснительных видеороликов можно найти здесь). В частности, его элементарная ячейка - простейший "кирпич", из которого собрана вся решетка - состоит из 44 атомов.
В рамках нового исследования ученых интересовал недавно открытый фторид скандия. Это соединение проще изучать еще и потому, что его элементарная ячейка состоит из четырех атомов. Сначала физики использовали характер рассеивания нейтронов для определения колебательных свойств атомов в вершинах кристаллической решетки в диапазоне от 7 до 770 кельвинов. В результате они обнаружили, что некоторые гармоники этих колебаний ведут себя необычным образом.
Используя компьютерное моделирование, физики сумели продемонстрировать, что часть колебаний обусловлена не привычным квадратичным потенциалом, когда сила взаимодействия уменьшается обратно пропорционально квадрату расстояния между объектами, а потенциалом четвертой степени. По словам ученых, обнаружение таких потенциалов на практике является большой редкостью.
Источник: Лента.Ру (7.11.2011)

Физики нашли "правильную" медь для выращивания графена

Ученые из Университета Иллинойса определили, при каких индексах Миллера поверхности меди на ней лучше всего растет графен. Статья исследователей появилась в журнале Nano Letters, а ее краткое изложение приводится в пресс-релизе на сайте университета.
Тип структуры поверхности тела с кристаллической решеткой обычно обозначается индексами Миллера соответствующей плоскости (то есть плоскости, параллельной поверхности). Индексы представляют собой набор трех целых взаимно простых чисел. Каждое число определяется как обратное к координате точки пересечения плоскости с соответствующей осью координат в базисе, связанным с базисом решетки (если плоскость параллельна, то соответствующий индекс полагают равным нулю).
В рамках новой работы ученые растили графен на медной фольге. При данном методе производства метан впрыскивается в печь, где располагается медная фольга, при температуре свыше 900 градусов Цельсия. Атомы углерода разрывают связь с водородом, оседая на меди (водород в виде газа получается в виде побочного продукта). Медь используется в силу своей невысокой стоимости и относительно высокого качества получаемой графеновой пленки - по словам ученых, данный материал способствует формированию углеродного налета именно толщиной в один атом.
До последнего времени считалось, что возникающие при таком производстве дефекты - следствие неровностей на медной фольге. Используя сразу несколько методов - электронную микроскопию, рамановскую спектроскопию и анализ дифракции электронов на поверхности, - ученые установили, что неровности на фольге почти не важны. Гораздо большее влияние на качество графена оказывает тип поверхности. Как оказалось, самый качественный графен получается на поверхности с индексом Миллера {111}, а самый худший - с индексом {100}.
Исследователи надеются, что полученные ими результаты помогут в создании эффективных промышленных технологий производства графена. Считается что этот материал, в теории, может использоваться для создания новой электроники, заметно превосходящей существующие образцы.
Источник: Лента.Ру

В прошлом Меркурия нашли водородные гейзеры

Астрофизик Марвин Херндон, работающий на корпорацию Transdyne, предложил объяснение обнаруженным недавно на Меркурии необычным образованиям. Свои результаты он изложил в опубликованном на arXiv.org препринте.
В конце сентября в Science появилась работа, в которой обсуждались полости, обнаруженные на ближайшей к Солнцу планете зондом "Мессенджер". Эти полости отличают гладкие, лишенные обода края, неправильная форма и высокое альбедо материала вокруг. В статье обосновывалась теория, что они могут быть связаны с некоторыми интенсивными процессами испарения материала с поверхности планеты. В рамках своей работы Херндон предложил конкретный процесс, который мог привести к образованию подобных полостей. По его мнению, во время формирования Меркурия большое количество водорода было растворено в расплавах железа. После того как планета начала остывать, этот водород вырвался в виде гейзеров, которые и стали причиной формирования полостей.
В свою очередь материал с высоким альбедо вокруг полостей - железо, возникшее в результате реакции водорода с материалом коры, в частности, сульфидом железа. При этом отмечается, что протестировать новую гипотезу можно, определив состав светлых отражений на поверхности планеты.
Зонд "Мессенджер" был запущен в космос 3 августа 2004 года. Его основной целью является изучение Меркурия. Ближайшей к Солнцу планеты аппарат достиг в марте 2011 года.
Источник: Лента.Ру Новости сайта "Алхимик" >>>