Подведём итоги вчерашней загадки. Большинство Посетителей (65%) выбрало ответ Хитин. И это неверный ответ, так как на картинке была электронная микроскопия графена! Так ответило только 4% Посетителей.

Получение изображения графена в электронном микроскопе достаточно сложная задача, так как энергия электронного пучка сильно превышает энергию связи между атомами углерода в гексагональной решётке графена. Поэтому для получения изображения графена использовали электронный луч со сверхнизким напряжением (200 В). Такой пучок электронов с низкой энергией позволяет нам увидеть реальную поверхность графена.

Сегодня Посетители терпят сокрушительное поражение и счёт нашего противостояния сравнивается:
Зоопарк—Посетители 1:1

Как видим, медное кольцо по-разному перемещается вдоль магнитов с разным зазором между ними. Дело в том, что при падении медного кольца вдоль магнитов NdFeB, намагниченных в радиальном направлении, магнитный поток по поверхности изменяется, что, согласно закону Фарадея, создает в меди токи. Эти токи генерируют собственное магнитное поле, которое взаимодействует с первичным магнитным полем, создавая силу, направленную в сторону, противоположную движению.
#физика

«Самонадувающиеся» клетки

Химики получили полностью синтетические «клетки», которые можно загружать полезными веществами.

В нашем безумном мире, обычного человека подстерегает куча опасностей: 5G-вышки облучают, вакцины чипируют, а ТикТок норовит подсунуть Даню Милохина. А теперь ещё одна напасть от химиков Университета Нью-Йорка – искусственные клетки!

Живые клетки используют активный транспорт, который требует энергии, а также специальных белков и ферментов, чтобы перекачивать ионы и молекулы через свои мембраны против градиентов концентрации. Но воспроизвести это в неживых системах без включения некоторых биохимических механизмов практически невозможно.

Однако американские учёные получили полностью синтетическую систему без биологических материалов, в которую можно загружать и выгружать грузы. Она на картинке.

Чтобы создать такие «клетки» были использованы самонадувающиеся эмульсии. Они состояли из капель масла, которые образовывались в результате реакции гибридного материала на основе диоксида кремния с гидрофобным мономером. Затем их отверждали с помощью УФ-излучения.

После этого в полученных шариках наковыряли дырок, и с помощью катализатора и перекиси водорода умудрились туда закачать (а потом и выкачать) всякую научную ерунду. Причём храниться она может в таких искусственных «клетках» на протяжении месяцев.

Так что помни, новые опасности множатся каждый день! И теперь микро и нанокультисты создали новый ужас, в котором нет ничего живого. А так как врага надо знать в лицо, то запомним новое зло: полиэдрические олигомерные силсесквиоксаны.
Инфа отсюда.
#химия

В этом году натрия с водой ещё не было, так что имеем полное право! И, конечно, большой кусок натрия в маленький стаканчик с водой... Все знают, что будет, но оторваться невозможно!
P.S. Рад за ребят, что догадались закрыть тягу!

Подведём итоги вчерашней загадки. Большинство Посетителей (33 %) выбрало ответ Микротрубочки. И это верный ответ, так как на картинке конфокальная микроскопия клетки Сертоли. Увеличение – 63 раза. Клетка подкрашена, для изучения микротрубочек. В клетках микротрубочки играют роль структурных компонентов. Сами микротрубочки представляют собой полые внутри цилиндры диаметром 25 нм. Длина их может быть от нескольких микрометров до нескольких миллиметров.

А счёт нашего противостояния становится:
Зоопарк—Посетители 1:2

Нет, дорогие мои Посетители нашего Зоопарка, это не вселенское зло пробуждается. Это при наливании горячего напитка у чашки растет собственный изолирующий воротник для защиты рук от ожогов.

При этом используется химическое вещество – вспенивающий агент, которое при нагревании разлагается и выделяет инертные газы, такие как азот или диоксид углерода. При смешивании полиэтилена или полиуретана с таким вспенивателем, нагревание позволяет получить материал с ячеистой структурой. В общем, пейте свой горячий чай и не обжигайтесь!
#физика #химия

Заправка на Марсе?

Учёные получили новый катализатор для селективного электровосстановления CO₂ в CH₄.

Задача журналистов – привлекать внимание громкими и понятными заголовками. Например, учёные разработали катализатор, который поможет будущим путешественникам на Марс заправляться метаном. Круто? Наверное…

Атмосфера Марса почти полностью состоит из углекислого газа. По словам американских исследователей астронавты могут сэкономить до половины топлива, необходимого им для обратного путешествия домой, получив его из углекислого газа. Но для этого им понадобится катализатор.

Вот американские учёные и предложили использовать катализатор на основе графеновых квантовых точек! Графеновые квантовые точки – это маленькие кусочки нашего любимого графена размером всего в несколько нанометров. Именно они позволяют преобразовывать углекислый газ в метан (Процесс Сабатье) с невероятной эффективностью. На самом деле там не совсем графен, а графен, к которому приделали (ну, ок, функционализировали) группы –OH или –NH₂. По идее, в склянке на фотке как раз эти графеновые квантовые точки. Почему-то жёлтые.

А причём тут Марс? В оригинальной статье про него ни слова, но согласитесь кого заинтересует простой катализатор? А вот если добавить, что один из продуктов можно использовать для заправки ракет… Или про уменьшение парниковых газов и снижение углеродного следа…

Так что помни, будут ли заправки метана на Марсе или нет, мы не знаем, но квантовые точки графена, функционализированные группами –OH или –NH₂, могут достичь фарадеевской эффективности 70 % для CH₄ при парциальной плотности тока 200 мА/см². Вот и живите теперь с этим.
Инфа отсюда.
#химия #нано

Реакции с участием органического красителя метиленового синего – отличный способ изучения скорости химических реакций. Метиленовый синий (МС) может существовать в двух формах: восстановленной форме MС(вос) и окисленной форме MС(oк). Тут важно, что восстановленная форма метиленового синего бесцветна, а окисленная форма синяя. Восстановленная форма может переходить в окисленную при простом встряхивании её с кислородом воздуха:
MС(вос) + O₂ → MС(oк).
Окисленная форма, в свою очередь, может переходить обратно в восстановленную форму при воздействии восстанавливающим агентом, таким как декстроза.
MС(oк) + декстроза + KOH → MС(вос).
Поэтому встряхнули бесцветный восстановленный метиленовый синий – он посинел. Дали постоять – он опять обесцветился. Такие реакции иногда называют часовыми реакциями.
#химия

Подведём итоги вчерашней загадки. Большинство Посетителей (33 %) выбрало ответ Стул. И это неверный ответ, так как на фотке были атомы в кристалле кремния.

Просвечивающая электронная микроскопия действительно позволяет рассмотреть атомы при увеличении порядка 450 тысяч раз. Итак, на фотке слева кристалл кремния, на котором отчетливо видны ряды атомов. Коричневый слой посередине – аморфный слой, а серый справа – углеродная пленка на медной сетке – подложка для образцов в электронной микроскопии.

А счёт нашего противостояния сравнивается:
Зоопарк—Посетители 2:2

Сегодня шикарная химическая реакция между пентакарбонилом железа Fe(CO)₅ и трет-бутилгидропероксидом t-BuOOH. Органические пероксиды окисляют пентакарбонил железа до трёхвалентного оксида железа. Эта реакция используется для определения пероксидов в углеводородах.
#химия

Кристалл Вигнера… Красивое!

Физики впервые получили изображение «кристаллов Вигнера».

Когда летом этого года мы рассматривали работу швейцарских физиков, то радовались, что учёные смогли точно определить расположение электронов в кристалле Вигнера и доказать его существование. Но исследователи из Беркли остались неудовлетворены: «Если вы говорите, что у вас есть электронный кристалл, покажите нам этот кристалл!» В ответ из Швейцарии потянуло холодом и тишиной… «Ну, раз так, тогда мы сами их покажем,» – решили американские нанисты и засели за свои туннельные микроскопы.

Если создать подходящие условия, то электроны внутри материала могут образовывать аккуратный сотовый узор – то есть ведут себя как кристалл или как твёрдое тело внутри твёрдого тела. Такие структуры назвали «кристаллами Вигнера» в честь теоретика из Венгрии Юджина Вигнера, который впервые предсказал их почти 90 лет назад. Кристаллы уже получали, но вот увидеть их не могли.

Но физики из Калифорнийского университета в Беркли смогли это сделать! Для этого они взяли два атомарно тонких слоя полупроводника: дисульфида вольфрама. Затем команда использовала электрическое поле, чтобы настроить плотность электронов, которые свободно перемещались вдоль границы раздела между двумя слоями.

Если электроны перемещаются достаточно медленно, то отталкивание станет доминировать в их поведении. Затем электроны займут положения, которые минимизируют их общую энергию, например, в виде сот. Поэтому исследователи замедлили движение электронов, охладив слои дисульфида молибдена до нескольких градусов выше абсолютного нуля. Именно так удалось получить кристаллы Вигнера американцам.

Первоначальные попытки получить изображение кристаллов Вигнера с помощью туннельной микроскопии непосредственно на двухслойном дисульфиде не увенчались успехом, поскольку ток, текущий между зондом туннельного микроскопа и образцом, разрушал хрупкие структуры Вигнера. Тогда команда учёных добавила сверху слой… графена! Кристаллы Вигнера немного изменили электронную структуру графена, расположенного прямо над ними, что позволило их обнаружить на туннельной микроскопии. Изображение на картинке ясно показывает аккуратное расположение нижележащих вигнеровских электронов. Как и ожидалось, электроны в кристалле Вигнера находятся почти в 100 раз дальше друг от друга, чем атомы в реальных кристаллах полупроводников.

Так что помни, электроны могут быть не только как газ – беспорядочно двигаться, или как жидкость – упорядочено течь по проводам, но и как твёрдое тело – застыть на месте. При этом они образуют красивые шестиугольные узоры.
Инфа отсюда.
#физика

Нобель 2021

Подошла к концу нобелевская неделя и вручены самые интересные для нас премии. По традиции давайте посмотрим, что же навручали в этом году?

Началась неделя с того, что Нобелевская премия 2021 года по физиологии и медицине была присуждена не за Covid-19! Дэвиду Джулиусу и Ардему Патапутяну досталась премия за открытие рецепторов температуры и прикосновения.

Чтобы узнать, как нервные клетки обнаруживают тепло, Дэвид Джулиус из Калифорнийского университета в Сан-Франциско использовал тот факт, что капсаицин, содержащийся в перце чили, активирует тепловые рецепторы. После тысяч экспериментов, его команда идентифицировали белок (он теперь называется TRPV1), который образует ионный канал, расположенный в клеточной мембране нервов. Более высокие температуры открывают ионный канал, что приводит к изменению напряжения, которое вызывает возбуждение нерва и, таким образом, вызывает ощущение тепла. После этого команды под руководством Джулиуса и Патапутяна из Центра Скриппса в Ла-Хойя, Калифорния, независимо друг от друга обнаружили аналогичный ионный канал под названием TRPM8, который открывается в ответ на холод, а не на тепло.
Для идентификации рецепторов прикосновения команда Патапутяна использовала клетки, которые производят электрический сигнал при прикосновении. Таким образом, они обнаружили PIEZO1, ионный канал, который открывается в ответ на механическое воздействие.

Во вторник награждали физиков. Премию вручили за «новаторский вклад в наше понимание сложных физических систем», таких как погода и, в более глобальном масштабе, за изменение климата.

Половина Нобелевской премии была присуждена совместно Сюкуро Манабе из Принстонского университета и Клаусу Хассельманну, ранее работавшему в Институте метеорологии Макса Планка в Гамбурге, Германия, за их работу по разработке физических моделей климата Земли, которые помогли надежно предсказать глобальное потепление и доказать, что действия человека влияют на климатическую систему.

Другая половина была присуждена Джорджио Паризи из Римского университета Ла Сапиенца, Италия, за его открытия в области хаотических систем, таких как взаимодействие беспорядка и крошечных флуктуаций на атомарном и планетарном уровнях.

Нобелевская премия по химии 2021 года была присуждена Беньямину Листу и Дэвиду Макмиллану за разработку совершенно нового типа катализатора для протекания химических реакций.

До 2000 года химики знали только два типа катализаторов, ускоряющих химические реакции. Первый – это ферменты, которые представляют собой большие молекулы, состоящие из сотен или тысяч аминокислот, связанных вместе. Другой тип – это металлические катализаторы, такие как платина в каталитических нейтрализаторах (это то, что называется «катализатором» в выхлопной системе автомобиля).

Лист, который сейчас работает в Институте исследования угля Общества Макса Планка в Германии, задавался вопросом, действительно ли нужен целый фермент для катализа одной реакции. Вместо этого он попытался использовать одну аминокислоту под названием пролин. Это было в некотором роде наивно, но оно сработало.

Дэвид Макмиллан из Принстонского университета работал с металлическим катализатором в виде небольшой молекулы, содержащей атом меди. Проблема заключалась в том, что эта молекула была нестабильной. Макмиллан попытался использовать простые органические молекулы, содержащие углерод, которые не содержат атомов металлов. Он нашел те, которые работали.

Работы Листа и Макмиллана впервые показали, что небольшие органические молекулы могут работать как катализаторы. Многие такие молекулы имеют левое или правое зеркальное отображение (хиральность), которые могут иметь разные свойства. По этой причине эта новая область катализа известна как асимметричный органокатализ.

А о лауреатах предыдущих лет можно почитать тут: 2020, 2019, 2018.
#нобель