Плазма! Четвёртое агрегатное состояние вещества после твёрдого, жидкости и газа. Плазма образуется при достаточно высоком нагреве газа. В результате имеем ионизированный газ, который содержит электроны и ионы. И хотя плазма содержит заряженные частицы, она квазинейтральна, то есть в целом её суммарный заряд равен нулю. Тем не менее, частицы в плазме подвижны и она может проводить электрический ток.

Плазму на гифке получали при пониженном давлении, напряжении 18 кВ и частоте 22,5 кГц.
#физика

Подведём итоги вчерашней загадки. Большинство Посетителей (44%) выбрало ответ Силика. И это неправильный ответ, так как на вчерашней картинке был Натрий!

Обычно натрий получают электролизом расплава хлорида натрия или простой поваренной соли. В результате получается металлический натрий и газообразный хлор. У этого синтеза есть ряд сложностей, и его непросто провести не в промышленных условиях.

Эти сложности устраняются синтезом, заключающимся в реакции между металлическим магнием и гидроксидом натрия в присутствии катализатора – вторичного спирта, в данном случае ментола. В итоге получаем такие шарики металлического натрия. Кому интересен весь цикл – отличное видео тут.

А счёт нашего противостояния теперь:
Зоопарк—Посетители 8:12

Взаимодействие алюминиевой фольги с соляной кислотой приводит к выделению водорода: 2Al + 6HCl = 2AlCl₃ + 3H₂.
И как видим, для того чтобы рвануло не обязательно поджигать водород. Взрывается и от давления, вызванного образованием газообразного водорода.
#химия

Каменная или экстра?

Учёные научились снимать видео с атомарным разрешением в реальном времени, чтобы наблюдать образование кристаллов.

Всем известно, что добыть соль для любимого супчика очень просто – она берётся в магазине. Более продвинувшиеся в понимание картины мира скажут про добычу соли экскаваторами, как в нашем старом посте. И лишь немногие отметят, что формирование кристаллов соли очень непростая штука.

Кристаллическое строение имеет множество знакомых нам вещей: снежинки, крупинки соли и даже алмазы. Кристаллы, по сути, это структуры с регулярным и повторяющимся расположением атомов, ионов или молекул. Растут кристаллы из хаотического моря этих частиц. Процесс, перехода из неупорядоченного состояния в упорядоченное, известен как зародышеобразование. И хотя он изучался на протяжении столетий, непосредственно процессы на атомном уровне до сих пор не подтверждались экспериментально.

Конечно, микроскопы придумали давно, но рост кристалла – это динамический процесс, и наблюдения за его развитием так же важны, как и наблюдения его структуры. К счастью, исследователи химического факультета Токийского университета решили эту проблему с помощью метода электронной микроскопии в реальном времени с атомным разрешением или SMART-EM. Этот метод фиксирует детали химических процессов со скоростью 25 кадров в секунду.

Для начала японские исследователи решили изучить рост кристаллов обычной поваренной соли или хлорида натрия NaCl. Для удержания образцов на месте использовали конические углеродные нанотрубки толщиной в атом. На гифке мы можем наблюдать, как в реальном времени на поверхности нанотрубки происходит формирование кристалла хлорида натрия из молекул. Если внимательно всмотреться в гифку, то можно наблюдать удивительное кино – как из хаотического движения молекул NaCl, формируется кристалл соли.

Так что помни, поваренная соль – это не только важная приправа к любимым блюдам, но и отличная возможность изучить простую модель образования кристалла, так как хлорид натрия образуется только одним образом, в отличие от, например, углерода, который может кристаллизоваться разными способами, что может приводить к образованию графита, угля или алмаза.
Инфа отсюда.
#нано #физика

Если сделать из пластиковой бутылки реактивный двигатель на бутане, то можно заметить диски или кольца Маха (Mach diamonds на гифке).

Диски Маха – это повторяющиеся образования в сверхзвуковой струе, исходящей из сопла двигателя. Они образуются за счёт того, что давление газов на выходе из сопла немного больше или меньше атмосферного.

Чтобы заметить диски Маха, видео пришлось замедлить в восемь раз, и в 100 раз, чтобы рассмотреть в течение более продолжительного периода времени.
#физика

А мы крепчаем!

Предложена новая технология получения супертвёрдых металлов из наночастиц.

В металлургии есть масса способов сделать кусок металла твёрже. Его можно согнуть, скрутить, пропустить между роликами или бить молотком. Эти методы эффективны за счет разрушения зернистой структуры металла – микроскопических кристаллических доменов, которые образуют объёмный брусок металла. При этом более мелкие зёрна делают металлы более твёрдыми.

Но славные нанометаллисты из Университета Брауна решили пойти другим путём – настраивать структуру металлических зёрен снизу вверх! Американские исследователи предложили метод разрушения отдельных металлических нанокластеров вместе с образованием твёрдого макроразмерного металла.

Изюминкой технологии является химическая обработка строительных блоков – наночастиц. Металлические наночастицы обычно покрыты органическими молекулами, называемыми лигандами, которые предотвращают образование связей между наночастицами. Учёные нашли способ химически удалить эти лиганды, позволив кластерам слиться вместе при небольшом давлении.

В рамках исследования были сделаны «монеты» сантиметрового масштаба из наночастиц золота, серебра, палладия и других металлов. На картинке золотая «монета». Механические испытания таких металлических монет показали, что они в четыре раза твёрже, чем изделия из металлов природного происхождения.

Изделия таких размеров, как монеты, могут быть полезны для изготовления высококачественных материалов для покрытий, электродов или термоэлектрических генераторов (устройств, преобразующих тепловые потоки в электричество).

Так что помни, молотки и другие методы упрочнения – это нисходящие способы изменения структуры зерна, в которых сложно контролировать размер зерна, получаемого в результате процессов ковки или штамповки. В наше время, контролировать размер металлических зёрен можно с помощью наномагии: стравили лигандики, чуть придавили и вуаля! Крепкий до невозможности нанозернистый металл готов.
Инфа отсюда.
#нано #физика

Тибетские поющие чаши – это просто чудо! Конечно, чудо. Чудо физическое.

По сути, поющая чаша – это колокол, в котором звук рождается от вибрации стенок чаши и её края. Чаша делается из сплава, основой которого является медь с добавлением олова, цинка, железа и других металлов. Удар и трение обернутого кожей молотка о наполненную жидкостью чашу вызывает вибрации стенок и сопутствующие волны на поверхности жидкости. Это приводит к увлекательному танцу капель на поверхности воды с достаточно навязчивым звуком.

В основе этого явления лежат так называемые волны Фарадея, которые возникают, когда жидкость ограниченна замкнутым пространством – краями чаши. Когда частота трения достигает той, при которой чаша естественным образом вибрирует, край чаши начинает ритмично менять форму, переходя из одной слегка овальной формы в другую. Энергия этого изменения формы частично передается воде, в которой может возникнуть ряд интересных узоров по мере увеличения интенсивности трения.
#физика

Подведём итоги вчерашней загадки. Большинство Посетителей (47%) выбрало ответ Лава. И это неверный ответ, так как на картинке были Личи. Съёмка кожуры плодов личи выполнена с помощью двукратного объектива микроскопа. Изображение имеет около 6 мм в ширину.

И счёт нашего противостояния становится:
Зоопарк—Посетители 9:12

Кристаллы, образующиеся в этом стакане с этанолом, состоят из аналога тестостерона. Это вещество является частью потенциального противоракового агента. Но как же работают эти лекарства от рака, появляющиеся каждую неделю, если не каждый день?

Сегодняшнее соединение должно работать в три этапа. Во-первых, аналог тестостерона нацелен на раковые клетки, связываясь с рецептором андрогена – белком, который сверхэкспрессируется вне ядер некоторых типов раковых клеток. Рецептор андрогена транспортирует молекулу в ядро, где другая часть агента может связываться с определёнными участками ДНК клетки. Затем ДНК метилирующий компонент молекулы присоединяет метильную группу к аденину, таким образом повреждая ДНК и потенциально убивая раковые клетки.
#химия

Прозрачный, как деревяшка

Учёные могут получать прозрачную древесину. 

Дерево является неиссякаемым источником не только палочек для еды, буратин или топлива для единственного обогревательного прибора в доме - печи, но и для учёных, проводящих над ним нечеловеческие эксперименты. Эти яйцеголовые то делают дерево резиновым, то наномембраной для очистки воды, то сверхпрочным и бронебойным. А теперь ещё и прозрачным.

Передовые деревофилы Ся, Чен, Ли, Хэ, Гао, Ван и Ху (мир должен знать «Ху из ху»!) из провинциального американского Университета Мэриленда видят наше прекрасное будущем деревянным. В нём всё можно будет изготовить из дерева: автомобили, небоскребы и даже лазеры будут из дерева! Но для этого потребуется прозрачная древесина. Вот исследователи и предложили новый способ получения такого материала.

Метод основан на удалении структурного компонента древесины, называемого лигнином. Для этого нужно много разной химии и в процессе образуются жидкие отходы, которые трудно переработать. Кроме этого, такая технология может ослабить древесину.

Но наши доблестные учёные решили сделать лигнин прозрачным, удалив только те части его молекул, которые придают ему цвет. Они нанесли перекись водорода, которая часто используется в качестве дезинфицирующего средства, на поверхность древесины, а затем оставили её под УФ-лампой, имитирующей естественный солнечный свет. После замачивания древесины в этаноле – для удаления оставшегося мусора – исследователи заполнили поры в древесине прозрачной эпоксидной смолой, что также является частью процесса по созданию прозрачной древесины без лигнина.

Конечный продукт представляет собой кусок дерева (на КДПВ), который пропускает более 90% света, и который более чем в 50 раз прочнее прозрачного дерева с полностью удалённым лигнином. Прозрачное дерево стало легче и прочнее стекла. Теперь его можно использовать для изготовления окон, крыш и даже для создания прозрачного дома. Во всяком случае так думают исследователи.

Так что помни, пока 20% консервативного населения РФ проживают в обычных деревянных домах, прогрессивные учёные дарят им возможность построения современных и прозрачных деревянных домов, если уж так хочется жить в деревянной среде обитания.
Инфа отсюда.
Статья в открытом доступе тут.
#техно #химия

Сегодня о технике безопасности или какой огнетушитель выбрать, чтобы разговор с клиентом автосервиса не начался с фразы: Есть новость хорошая и плохая. Хорошая в том, что больше не нужно менять масло и аккумулятор…

Просмотр сегодняшнего видео удивляет: в огнетушители заправляют лак для волос? Нет, дорогие Посетители нашего Зоопарка, это не лак. Это углекислотный огнетушитель, который гасит пламя углекислым газом CO₂ за счёт понижением температуры очага возгорания и вытеснения кислорода из зоны горения негорючим CO₂. Это не самый лучший выбор при тушении бензина, потому что мощности огнетушителя может оказаться недостаточно для такого возгорания, как на гифке, и сила газовой струи разбрызгивает горящую жидкость и усиливает огонь, что мы и наблюдаем.

А нужен в такой ситуации огнетушитель порошковый с зарядом классов ABCE. В них пожаротушение происходит с помощью мелкораздробленных минеральных солей. С таким огнетушителем погасить огонь было бы довольно просто.
#техно #химия

Микропивовары

Учёные разработали новый способ проведения чрезвычайно малых пивоваренных экспериментов – микроэкспериментов. 

Количество пивняков на квартал обычного российского города наводит на мысль, что пивоварение занятие крайне простое и лёгкое. Но это не так. Пивоварение – это целая наука, а значит наш Зоопарк пристально следит за последними новостями из мира хмеля, солода и лагеров с портерами.

Благодаря использованию современных методов аналитической химии и микробиологии, пивоварение, как наука, переживает ренессанс. Но, как и раньше, чтобы сварить новое пиво нужны приличные объёмы сырья, громоздкое оборудование и особые условия.

Как-то пивные учёные из Aвстралии захотели опубликовать статью в приличном журнале об изменениях белка ячменя на стадии затирания пива – это процесс смешивания дробленного солода с водой и нагревания полученной смеси до температуры от 40 до 80ºC. Но тут один из рецензентов журнала спросил, были ли эти изменения вызваны температурой или временем, затраченным на затирание ячменя?

– Хороший вопрос, – с лёгким австралийским акцентом согласились пивофилы из страны динго и кенгуру. Но чтобы это выяснить, нужно варить пиво заново. При этом для аппарата, вмещающего не менее 23 литров пива, нужно минимум пяти килограммов солода для каждого нового пивного образца… Австралийцы посчитали и прослезились – им для таких экспериментов понадобится ещё три месяца пахать без выходных и пятничных пивных вечеринок у декана…

В общем, им стало лень так париться, и они решили попробовать провести исследования в более скромных масштабах.

Оказалось, что процесс пивоварения можно воспроизвести в 1,5-миллилитровой пробирке, используя только одно ячменное семечко и обычный лабораторный настольный шейкер/инкубатор. На КДПВ как раз и показано, что результаты микропивоварения и обычного процесса демонстрируют эквивалентные профили ферментируемого сахара и свободных аминокислот.

Так что помни, тестирование эффективности сортов ячменя при пивоварении может вполне приводиться в микромасштабах. И хотя 1,5 миллилитра нового пива получить удобнее, быстрее и дешевле, но какой смысл в такой работе, если его нельзя продегустировать?!
Инфа отсюда.
Полная версия статьи в открытом доступе тут.
#техно #химия

Вот так вот серебряные пластинки в шарик за считанные секунды. Но как? Всё дело в поверхностном натяжении. Когда металл плавится и переходит в жидкое состояние, то атомы или ионы металла притягиваются друг к другу и стремятся остаться одним целым – это свойство называется когезией. На поверхности металла возникает поверхность раздела жидкость-газ. И тут наступает очередь поверхностного натяжения.

Поверхностное натяжение проявляет себя как сила, действующая на поверхности и стремящаяся сократить её площадь до минимума. То есть тело стремится приобрести минимальную поверхность при заданном объёме, а это и есть наша старая, добрая сфера!
#физика