Российские учёные разработали инновационную батарейку, использующую цианобактерии для выработки электричества 🦠

Технология представляет собой экологически чистую альтернативу обычным аккумуляторам и работает при освещении и наличии воды. Основные компоненты батареи включают:

▪️полипропиленовую подложку — служит основой устройства;
▪️углеродные нанотрубки — используются в качестве электродов;
▪️цианобактерии рода Synechocystis — обеспечивают биоэлектрогенез;
▪️гидрогель и питательную среду — поддерживают жизнедеятельность бактерий.

Цианобактерии, живущие на подложке, производят электричество в процессе жизнедеятельности. Это достигается благодаря их способности фотосинтезировать и передавать электроны на электроды, что создаёт ток.

Учёные улучшили электроды с помощью углеродной ткани — такое решение повысило выходное напряжение до 0,4 В и позволило питать светодиодные лампы. Автономная работа устройства пока ограничена несколькими часами, после чего требуется обновить гидрогель.

❔ Как думаете, насколько возможно в ближайшем будущем полностью перейти на экологичные источники энергии?

#наукаЗнание

😀 Российское общество «Знание»

Что объединяет рассеяние света, термоядерный заряд и фотоны?

📚 Теоретическими и практическими исследованиями в этих и многих других направлениях занимался Игорь Тамм — нобелевский лауреат по физике и обладатель многочисленных государственных наград.

Рассказываем о некоторых его достижениях 👇

📍 Нобелевскую премию он получил в 1958 году совместно с физиками Ильёй Франком и Павлом Черенковым — за исследование свечения при движении заряженных частиц в прозрачной среде, чья скорость выше, чем скорость света в этой среде. Это явление названо излучением Вавилова — Черенкова. Оно дарит свет рыбам на глубине океана, помогает человеку изучать частицы и другие объекты, используется в лучевой терапии.

📍 Участвовал в разработке водородной бомбы. Благодаря исследованиям Тамма и его команды создали компактный термоядерный взрыв.

📍 Вместе с Андреем Сахаровым разработал токамак — установку, необходимую для управляемого термоядерного синтеза. Он позволяет получать энергию из водорода.

📍 Теоретически описал состояние электронов на поверхности кристаллов — оно было названо «уровни Тамма», или «состояние Тамма».

📍 Вывел теорию рассеяния света в кристаллах, в которой описал понятие фотона.

📍 Разработал метод решения задач квантовой теории поля. Позднее он был дополнен другим учёным и получил название «метод Тамма — Данкова».

О каких ещё открытиях, удостоенных Нобелевской премии, вы знаете?

#наукаЗнание

😀 Российское общество «Знание»

Представьте себе кастрюлю, где одновременно варится суп, плавает лёд и идёт пар. Кажется нереалистичным? На самом деле такое возможно!

Подобное явление называется тройная точка воды — состояние, в котором вода одновременно существует в трёх формах.

❄️ Лёд — молекулы воды организованы в кристаллическую структуру.

💧 Вода — молекулы воды свободно движутся, но остаются связанными.

🌫 Пар — молекулы воды движутся свободно и практически не взаимодействуют друг с другом.

Только происходит это не на кухне, а при особых условиях. Эффект возникает из-за специфического взаимодействия между температурой и давлением, которое позволяет фазам воды сосуществовать в равновесии. Для чистой воды тройная точка наступает при температуре 0,01 °C и давлении 611,657 Па (около 0,006 атм). Любые перемены температуры или давления приводят к трансформации фазового состояния воды.

Чем полезен этот феномен на практике?

✔️ Тройная точка воды позволяет учёным исследовать поведение вещества при переходе между фазами. Это важно для понимания фундаментальных принципов термодинамики.

✔️ Температура в этой точке является фиксированной и определённой, поэтому явление применяют для точной калибровки термометров.

✔️ Наличие примесей изменяет температуру и давление в тройной точке, благодаря этому можно оценить чистоту воды.

H2O — одно из самых загадочных веществ на Земле, которое обладает уникальными свойствами. Как думаете, все ли они уже изучены?

#наукаЗнание

😀 Российское общество «Знание»

О каких генетических различиях между мужчинами и женщинами мы знаем? Поговорим сегодня о X и Y хромосомах 🧬

Независимо от различий между полами, всё их разнообразие берёт начало в сочетании двух хромосом 👇

Существует два вида половых хромосом — X и Y. Клетки тела женщины несут по две X-хромосомы, а мужчин — X и Y.

О чём нам расскажет Икс? ➕

Природа отключает в каждой клетке женского тела одну Х-хромосому. Всё это делается для того, чтобы хоть немного выровнять шансы. Но около 19% генов все же избегают этого отключения, и женщина получает некоторые из Х-генов в двойном количестве. Многие из них отвечают за развитие и работу мозга. Этим объясняют, почему психические расстройства, такие как аутизм и шизофрения, чаще встречаются у мужчин.

По ту сторону тоже есть свои минусы: женщины менее устойчивы к депрессии. Согласно исследованиям, среди женщин 21,3% испытывают серьёзную депрессию хотя бы один раз в течение жизни, в то время как у мужчин этот показатель составляет 12,7%. Такая разница между полами становится заметной уже к 13 годам: до этого возраста мальчики чуть более склонны к подростковой хандре, чем девочки.

Что ожидать от Игрека? ➖

Один из генов Y-хромосомы обеспечивает появление семенников, которые начинают вырабатывать мужской половой гормон – тестостерон. Расходясь с током крови по телу будущего ребёнка, гормон воздействует на все клетки, включая клетки развивающегося мозга 🧠

Уровень тестостерона во время беременности влияет в дальнейшем на овладение языком. Чем выше показатель этого гормона в период развития плода, тем меньшим будет лексикон ребенка в возрасте двух лет. Поэтому девочки обычно начинают говорить раньше мальчиков.

Также гены Y-хромосомы стимулируют размножение в мозге дофаминовых нейронов, что объясняет склонность мужчин к поиску новых ощущений и риску.

— Перечислить все генетические различия между мужчинами и женщинами у нас не хватит строк...

Но одно мы знаем наверняка – наука может объяснить многое из того, что мы часто считаем само собой разумеющимся! Погнали за новыми открытиями?🔬✨

#наукаЗнание

😀 Российское общество «Знание»

🌠 Кто такие эти пульсары? Сейчас разберёмся.

Пульсар — не просто космический объект, а быстро вращающийся источник импульсного электромагнитного излучения с нейтронной звездой в центре. Её масса сравнима с массой Солнца, а плотность больше, чем у атомного ядра. Вокруг звёзд расположены мощные магнитные поля. От них волнами исходит излучение: последовательно, узконаправленно, с определённым интервалом — процесс напоминает пульсацию.

⭐️ В зависимости от типа излучения выделяют рентгеновские, магнетары, гамма-пульсары и радиопульсары. Как же их открыли?

Во время тестирования радиотелескопа в 1967 году заметили необычные регулярные сигналы. Из-за нестандартной частоты пульсаций их сочли помехами от наземной аппаратуры, ведь ранее не было известно, что небесные тела могут подавать сигнал с такой периодичностью. Чуть позже эту версию опровергли, так как другое оборудование тоже уловило сигнал. А значит, источник — всё же неизведанный космический объект.

👽 Спустя несколько месяцев учёные определили, где он находится, но не никак не могли объяснить, как появилось это небесное тело. Выдвигали даже теорию о том, что сигналы исходят от инопланетной цивилизации. Зато сейчас известно: пульсары — остатки сверхновых звёзд после их взрыва.

Как думаете, для чего учёные могут использовать подобные внеземные источники?

#наукаЗнание

😀 Российское общество «Знание»

🕷Исследования показывают, что 10% населения земного шара боится пауков.

А вы знаете, насколько эти насекомые могут быть полезны в медицине? 🤔

Учёные из Санкт-Петербурга разработали на основе шёлка тигрового паука инновационный материал, который поможет в лечении травм.

Как это работает? 👇

🕸️ Волокна из шёлка паука очень прочные и хорошо совместимы с организмом человека: они не вызывают отторжения и ускоряют заживление тканей.

Нити, покрытые магнитными наночастицами, формируют каркас совместно с фибробластами — клетками человеческой кожи, которые синтезируют коллаген и эластин. На основе такого «фундамента» и образуется хрящевая ткань. А биоразлагаемость шёлка помогает его естественному выведению из организма после того, как всё заживёт.

💡 Ещё одна полезная функция изобретённого материала — направленная доставка лекарств.

Наночастицы, интегрированные в шёлк Linothele fallax, реагируют на переменное магнитное поле. Они нагреваются и разрушают липосомы — оболочки, внутри которых находятся медикаменты. Препараты действуют точечно, благодаря чему лечение становится эффективнее.

✔️ Учёные уже ведут переговоры с клиниками для применения изобретения на практике. В планах создание имплантатов для регенерации мениска коленного сустава и замена паучьего шёлка на фиброин шелкопряда — более доступный материал для широкого производства.

Узнали что-то новое? Ставьте 🔥

#наукаЗнание

😀 Российское общество «Знание»

Казалось бы, дети притворяются уже в более осознанном возрасте, но оказывается, этот навык зарождается с пелёнок 👶

Согласно новому исследованию, дети начинают осознавать притворство уже в возрасте четырёх месяцев, а к 12 месяцам около половины из них способны самостоятельно притворяться.

Этот сложный и эволюционирующий процесс формирует когнитивные и социальные навыки ребёнка, а также играет ключевую роль в обучении, творчестве, установлении дружеских отношений и понимании окружающих людей.

Узнать больше об исследовании, смотрите выше☝️

#наукаЗнание

😀 Российское общество «Знание»

Могут ли быть шипы у жидкости? Да, если она ферромагнитная!

💧 Раствор создаётся искусственно и содержит взвешенные твёрдые магнитные наночастицы. Они равномерно распределены, занимают около 5% всего объёма и не оседают. Из-за крошечного размера частиц между ними усиливается межмолекулярное притяжение, но соединиться они не могут. При взаимодействии с магнитным полем происходит флуктуация — молекулы деформируют поверхность.

Поэтому ферромагнитная жидкость способна обретать форму ёжика. Нужно только налить её на плоскую поверхность и поднести магнит снизу.

Думаете, что этот раствор существует только в лаборатории? На самом деле вещество используют в самых разных областях и встретить его можно повсюду. Вот лишь несколько сфер его применения 👇

🎧 Электроника: добавляют в динамики, чтобы звуковая катушка не нагревалась.

🚘 Машиностроение: на основе такой жидкости делают подвеску для стабилизации движения автомобиля.

👩🏻‍⚕️ Медицина: феррофлюид участвует в точечной доставке лекарств.

🚀 Авиакосмическая промышленность: с помощью вещества герметизируют швы обшивки ракет.

А какие ассоциации вам приходят на ум при виде такого явления?

#наукаЗнание

😀 Российское общество «Знание»

Задумывались ли вы когда-нибудь о том, как создают высокооктановый бензин, например АИ-95, АИ-98 и АИ-100? 🤔

Оказывается, за процессом производства стоит сложная нанотехнология, основанная на ультрадисперсных металлических катализаторах — очень маленьких частицах металлов, которые ускоряют протекание химических реакций.

Совсем недавно российские учёные совершили открытие, благодаря которому использование данных катализаторов станет ещё эффективнее.

Причём, вероятно, не только в производстве топлива.

Было изучено, как кислород влияет на нанокластеры платины — частицы металла, состоящие всего из нескольких десятков атомов 👇

Исследования показали: кислород может как разрушать наночастицы до отдельных атомов, так и увеличивать их размер. Это позволит управлять состоянием катализаторов, контролировать скорость реакций в химической промышленности и, как следствие, оптимизировать процессы производства.

А как вы думаете, где ещё могли бы применяться такие нанотехнологии?

#наукаЗнание

😀 Российское общество «Знание»

Пока мы спим, в нашем организме бодрствуют маленькие путешественники — иммунные клетки.

🦠 Они мигрируют из костного мозга в слизистые, чтобы оценить состояние здоровья, выявить проблемы и послать сигнал «коллегам». После этого начинается борьба с инфекцией или заживление повреждённых тканей. Такие клетки всегда начеку, ведь вместе с воздухом и едой человек поглощает самые разные микроорганизмы, в том числе и те, которые могут ему навредить.

🕑 Перемещение наших «защитников» происходит по определённому расписанию — циркадным ритмам. Это биологические часы, которые подсказывают нам, когда нужно спать и бодрствовать.

💤 Если не соблюдать режим, то иммунные клетки могут не распознать вовремя вирус или повреждения. Когда мы просыпаемся, в организме повышается уровень кортизола — гормона стресса, который задерживает клетки в костном мозге и мешает им быстро добраться до очага воспаления. Их активность выше, пока мы спим.

❗️ Учёные утверждают, что бессонница увеличивает риск простуды в шесть раз. Даже одна ночь недосыпа снижает эффективность иммунных клеток на 75%!

А сколько часов сна вам нужно для полноценного отдыха?

#наукаЗнание

😀 Российское общество «Знание»

Что интересного может рассказать строение человеческого скелета? 🩻

Собрали для вас несколько фактов об опоре нашего тела, скорее читайте 👇

🔸 Слово «скелет» переводится как «высушенный». Если убрать из костей воду, белки и жиры, его вес будет равен 5–6 кг.

🔸 От 206 до 208 костей — стандарт, прописанный в учебниках по анатомии, но есть и исключения. Существуют люди с 13 парами рёбер, копчиковым позвонком или шестью пальцами на стопах и кистях. В редких случаях встречаются скелеты с 220–230 костями.

🔸 Зубы по составу очень похожи на кости, но отсутствие стволовых клеток и кровеносных сосудов в эмали не даёт им срастаться.

🔸 Скелет полностью обновляется в течение 10 лет. Этот процесс обеспечивает не только сохранность костных тканей, но также и поддерживает минеральный обмен в теле. При разрушении кости высвобождают кальций, магний и фосфаты, которые впоследствии поступают в кровоток.

Как вы думаете, в какой части тела находятся самые маленькие кости? Пишите варианты в комментариях!

#наукаЗнание

😀 Российское общество «Знание»

Учёные веками пытались выяснить, что находится в недрах Земли, а вам для этого понадобится пара минут 👇

🌎 Сверху Земля покрыта корой — океанической и континентальной. Это самый тонкий слой, который содержит большую часть элементов таблицы Менделеева.

🌋 Далее — мантия. Она состоит из расплавленного камня, который во время извержения вулканов выбрасывается на поверхность планеты в виде лавы. Здесь также образуются алмазы. Со временем они достигают верхнего слоя Земли, откуда их добывают люди.

🌡 Чем ближе к центру, тем выше температура. За мантией следует океан расплавленного железа, формирующий внешнее ядро. Металл создаёт магнитное поле планеты, которое защищает нас от космической радиации.

🪨 Внутреннее ядро тоже состоит из железа, но из-за высокого атмосферного давления остаётся твёрдым. По размеру оно напоминает Плутон, а на его поверхности есть возвышенности и холмы высотой сотни метров.

А вы знаете, с изобретением какого прибора связаны первые открытия строения Земли?

#наукаЗнание

😀 Российское общество «Знание»

Будущее уже наступило: российские учёные вырастили живые клетки в космосе!

🧬 Населённую клетками заготовку печатают на 3D-биопринтере. Затем она развивается в биореакторе, который воспроизводит систему из мелких артерий и вен. Ткани выращиваются в коллагеновой «губке», имитирующей микросреду организма.

Реактор имеет несколько контуров с питательной жидкостью. Если один из них выйдет из строя, то другие продолжат функционировать.

На Международной космической станции уже состоялось восемь из десяти запланированных тестовых запусков реактора. Последний эксперимент подтвердил, что клетки способны выживать и формировать биоэквивалент человеческой кожи.

🚀 Благодаря новой технологии космонавты смогут восстанавливать здоровье на МКС даже в случае серьёзных травм!

Оборудование для 3D-печати довольно громоздкое, поэтому учёные планируют внедрить наработки портативного биопринтера и усовершенствовать космическую модель.

🍎 Также биопечать будут использовать для производства еды в космосе. Корабли не могут хранить большие запасы для долгих путешествий, и инновация решит эту проблему.

А что вы хотели бы напечатать на биопринтере?

#наукаЗнание

😀 Российское общество «Знание»

🗣️ Барьеры в общении исчезают благодаря науке!

Рассказываем об открытии, с помощью которого с людьми с нарушениями слуха сможет говорить каждый 👇

💭 Российские учёные создали приложение для перевода языка жестов в текст в режиме реального времени. Оно работает как на компьютере, так и на мобильных устройствах.

👋 Изобретение опирается на алгоритмы машинного обучения: видеокамера анализирует движения рук, и перевод мгновенно появляется на экране. Процесс требует отлаженного взаимодействия искусственного интеллекта с огромным массивом данных.

💡 Разработка значительно превосходит существующие аналоги: у неё самая высокая скорость и точность перевода.

В ближайшем будущем функционал приложения расширят и добавят обратный перевод — из текста и голоса в жесты ✅

Благодаря новому изобретению слабослышащие и глухие люди смогут вести более активную социальную жизнь и расширить круг своего общения!

📱Как думаете, какие ещё функции можно добавить в это приложение?

#наукаЗнание

😀 Российское общество «Знание»