«Мегабиблиотека» всего за день подобрала альтернативу иридию для катализаторов электролиза

Десятилетиями исследователи искали замену иридию — чрезвычайно редкому и дорогому металлу, который используется для производства чистого водородного топлива. Альтернатива была найдена всего за день — благодаря новому мощному инструменту, разработанному в США. Он называется мегабиблиотекой — это первая в мире «фабрика данных» на основе наноматериалов, каждая из которых содержит миллионы уникально спроектированных наночастиц на одном крошечном чипе.

В сотрудничестве с исследователями из японского НИИ Toyota команда ученых из Северо-Западного университета использовала технологию «мегабиблиотеки» для поиска коммерчески значимых катализаторов производства водорода. После того как он был обнаружен, они масштабировали его и продемонстрировали его работоспособность в составе устройства — и все это в рекордно короткие сроки, сообщает Phys.

Используя мегабиблиотеку, ученые быстро проанализировали обширные комбинации четырех распространенных и недорогих металлов, каждый из которых известен своими каталитическими свойствами. Их целью было найти новый материал, сравнимый по эффективности с иридием. Найденный вариант в лабораторных экспериментах не уступал, а в некоторых случаях даже превосходил коммерческие материалы на основе иридия, но стоит гораздо дешевле.

Это открытие не только делает возможным производство доступного и «чистого» водорода; оно также доказывает эффективность нового инструмента — мегабиблиотеки, — который может полностью изменить подход исследователей к поиску новых материалов для самых разных сфер применения.

«Мы создали, пожалуй, самый мощный в мире инструмент синтеза, который позволяет производить поиск среди огромного количества комбинаций, доступных химикам и материаловедам, чтобы находить нужные материалы», — заявил Чад Миркин, главный изобретатель мегабиблиотеки.

#химия #материаловедение

💥 Science

Ученые создали прототип универсального антивирусного препарата

Маленькая группа людей по всему миру обладает редким генетическим заболеванием, которое, как оказалось, наделяет их способностью бороться со множеством вирусов. Эта болезнь связана с мутацией, вызывающей дефицит иммунорегулятора ISG15.

Ранее считалось, что она лишь повышает уязвимость к некоторым бактериальным инфекциям. Последующие исследования показали: носители мутации демонстрируют лёгкое, но стойкое системное воспаление, которое обеспечивает защиту от вирусов, включая грипп, корь, паротит и ветряную оспу, при этом не вызывая явных симптомов инфекции.

Эта особенность может быть полезна для профилактики вирусных заболеваний у здоровых людей. Мутация стимулирует выработку белков, обеспечивающих широкую противовирусную защиту, что потенциально позволит создать терапию, действующую независимо от типа вируса.

В экспериментах препарат проверили на мышах и хомяках: введенный через носовую капельницу, он предотвращал репликацию вирусов гриппа и SARS-CoV-2 и снижал тяжесть заболевания.

Терапия имитирует защиту людей с дефицитом ISG15 только временно и с минимальным воспалением. Вместо того чтобы отключать ISG15 полностью для выработки более 60 белков, средство стимулирует синтез 10 ключевых белков, отвечающих за широкую противовирусную защиту.

Конструкция напоминает мРНК-вакцины против COVID-19, но с особенностью: десять мРНК, кодирующих эти белки, упакованы в липидные наночастицы. После поглощения клетками реципиента наночастицы запускают синтез защитных белков хозяина.

Команда рассматривает свою технологию как эффективное средство защиты во время следующей пандемии. Препарат защитит врачей, людей в домах престарелых и членов семей инфицированных людей, независимо от того, какой вирус стал причиной заражения.

В ближайших планах ученых — оптимизация доставки препарата и определение длительности его действия. Пока что выработка белков в лёгких животных обеспечивает защиту на 3-4 дня, а сама технология требует доработки для безопасного применения у людей.

#медицина

💥 Science

Лиса уворачивается от сокола

#биология #интересное

💥 Science

Ученые впервые наблюдали, как сомы взбираются группами по скалистым стенам — редкий взгляд на поведение этих скрытных рыб

Сом-шмель (Rhyacoglanis paranensis), маленький оранжево-черный южноамериканский сом, обычно избегает людей, поэтому любое наблюдение за ним — ценное событие. Местные жители заметили скопления этих рыб у водопада и сообщили об этом.

В ходе почти 20 часов наблюдений биологи увидели, как вечером тысячи сомов собирались у подножия водопадов и по очереди поднимались вверх. На крутых скалах рыбы карабкались в одиночку, иногда даже скользили вниз головой, а на более пологих участках помогали друг другу, используя соседей как «лестницу».

Причины такого коллективного восхождения пока неизвестны, но ученые предполагают, что сомы мигрируют к местам нереста, руководствуясь врожденным инстинктом, а не голодом. Открытие показало, что эти рыбы не только скрытны, но и способны к слаженной командной работе.

#биология

💥 Science

«Когда Кортес высадился на берегу Мексики, он увидел дороги, каналы, города, дворцы, школы, суды, рынки, ирригационные сооружения, королей, священников, храмы, крестьян, ремесленников, военных, астрономов, купцов, спортивные состязания, театр, искусство, музыку и книги. Все это было изобретено жителями Америки совершенно самостоятельно».

— Билл Брайсон, «Краткая история быта и частной жизни»

А когда мы высадимся на другой планете, похожей на Землю, — неужели найдем что-то радикально иное? Разделятся ли обитатели такой планеты на фотосинтезирующих-неподвижных и поедающих их подвижных — то есть на растения и животных? Будет ли у подвижных обитателей этой планеты система, способная собирать и анализировать информацию о мире — аналог нашей нервной системы?

Появится ли у них передний и задний конец тела, рот и анус? Будет ли на переднем конце голова с органами чувств и центром обработки информации? Будут ли глаза и уши? Будет ли в итоге разум и культура? По-моему, на все эти вопросы эволюция ясно отвечает — конечно, так и будет! Ведь именно этого требует подобная нашей среда, именно так можно преуспеть в ней. Дайте только время.

Да, есть много планет совсем не похожих на Землю — как там будет развиваться жизнь или разум, мы не знаем. Зато знаем, что даже у ближайшей звезды, Проксимы Центавра, есть планета земного типа в зоне обитаемости.

На фото — планетарная туманность Хрустальный шар, — такая одинокая, уникальная и особенная на вид, но вообще-то очень типичная

#космос

💥 Science

Вот и прохладительное

Доброе утро!

💥 Science

В Сиднее провели первую в мире операцию с одновременным использованием двух роботов

Хирурги больницы Святого Винсента успешно удалили опухоль горла у 27-летнего пациента, сохранив его речь и возможность глотать. В отличие от традиционной ларингэктомии, которая приводит к полной потере голоса, использование роботов помогло избежать этой серьезной операции.

Сначала робот da Vinci под руководством профессора Бена Диксона провел минимально инвазивное удаление опухоли с максимальной осторожностью, чтобы не повреждать близлежащие ткани. Затем пластический хирург Эд Моррисон включил робота Symani — устройство для сверхточной микрохирургии, позволяющее сшивать тончайшие сосуды и восстанавливать ткани с помощью пересадки из бедра пациента.

«Этот успех показывает, что роботы могут работать не поодиночке, а вместе, открывая возможности, которые раньше считались невозможными», — подчеркнули в больнице Святого Винсента.

#медицина #робототехника

💥 Science

Раздвоенный язычок пьющей нектар колибри движется туда-сюда 20 раз в секунду

А камера снимает со скоростью 2000 кадров в секунду

#биология

💥 Science

Обнаружен белок, который обращает вспять старение мозга

Старение особенно сильно влияет на гиппокамп — область мозга, отвечающую за обучение и память. Именно здесь исследователи заметили изменения в уровнях FTL1 у старых животных.

Ученые сравнили гиппокамп у молодых и старых мышей и обнаружили, что FTL1 — единственный белок, уровень которого значительно возрастает с возрастом. У старых мышей с высоким уровнем FTL1 наблюдалось меньше нейронных связей и сниженные когнитивные способности.

Когда исследователи искусственно повысили уровень FTL1 у молодых мышей, их мозг и поведение стали напоминать показатели старых животных. В лабораторных экспериментах клетки с избытком FTL1 формировали простые однолучевые отростки вместо нормальных разветвленных структур.

Однако снижение уровня FTL1 у старых мышей привело к обратному эффекту. Нейронные связи увеличились, а мыши лучше справлялись с тестами на память, демонстрируя когнитивные функции, характерные для молодого возраста.

Ученые также отметили, что FTL1 замедляет метаболизм клеток гиппокампа, но стимулирующие метаболизм соединения способны предотвращать эти эффекты. По словам Сол Вильеды, заместителя директора Института исследований старения при Калифорнийском университете, наблюдается именно «обращение вспять», а не просто отсрочка появления нарушений.

Исследователи надеются, что их открытия приведут к разработке методов лечения, блокирующих действие FTL1 и смягчающих последствия старения мозга.

#биология

💥 Science

Учёные расшифровали ДНК шоколада и добрались до самого «секретного ингредиента» — и это вовсе не какао.

Оказывается, главные авторы шоколадного вкуса вовсе не какао-бобы, а орда микробов. Именно они создают тот самый аромат и запускают реакции, без которых шоколад был бы просто горькой массой.

Теперь исследователи планируют создавать идеальные штаммы, чтобы усиливать вкусовые качества шоколада и, возможно, выводить сладость на новый уровень.

По плиточке?😉

#биология

💥 Science

Крики мужчин и женщин отличаются друг от друга и могут передавать не только звук, но и социальный статус, намерения или эмоции.

Это не язык в традиционном понимании, а настоящая система общения, понятная лишь внутри группы.

#антропология

💥 Science

Когти орла (гарпии)

#биология

💥 Science

Роскосмос поделился видео с аппарата «Бион-М», на борту которого находится уникальная научная лаборатория.

Как видно, мышата в космосе чувствуют себя вполне неплохо.

#космос

💥 Science

Сова, которую разбудила сорока

Доброе утро!

💥 Science

Биофизики совершили прорыв: живой белок стал квантовым битом

Ученые из Притцкеровской школы молекулярной инженерии Чикагского университета (UChicago PME) превратили обычный белок в квантовый бит (кубит) — базовый элемент квантовых вычислений и сенсоров. Это открытие может изменить подход к изучению процессов в клетках: от сворачивания белков до ранних стадий заболеваний.

Кубиты, способные находиться в нескольких состояниях одновременно, обычно требуют сверхнизких температур и изоляции от внешних помех. Но команда пошла иным путем: они использовали улучшенный желтый флуоресцентный белок (EYFP), известный биологам как «маркер» для подсветки клеток. Теперь этот белок стал квантовым инструментом.

Управляемый микроволнами и считываемый светом, этот кубит сохраняет стабильность и демонстрирует магнитный резонанс даже в живых клетках, а не только в стерильных лабораториях. По словам авторов, это может открыть дорогу к наблюдению таких явлений, как сворачивание белка или первые стадии развития болезней. В перспективе технология приблизит создание квантовой нано-МРТ, которая позволит рассматривать атомную структуру клеток с беспрецедентной точностью.

#физика #биология

💥 Science