Чистая, как слеза младенца

Новая мембрана удаляет почти 100% токсичных металлов из воды.

Всем хочется чистой воды, но чистая вода – это проблема номер один в мире. И тут нам на помощь приходит опреснение или удаление соли. Но в речной и морской воде или сточных водах полно всякой гадости. Например, бор – он токсичен для растений, а тяжелые металлы – такие как мышьяк и ртуть – токсичны для человека. Кроме этого, после процесса опреснения остается токсичный рассол, который сложно утилизировать.

Химики из Калифорнийского университета в Беркли обнаружили способ упростить удаление токсичных веществ при опреснении. Причём можно удалять не только такие элементы, как ртуть и бор, но и потенциально улавливать ценные металлы, такие как золото.

Американские учёные синтезировали гибкие полимерные мембраны с встроенными наночастицами из пористых ароматических каркасов (на картинке). Причём мембрана может включать в себя несколько разных типов частиц, каждый из которых настроен на поглощение различного металла или ионного соединения, если необходимо удалить несколько загрязняющих веществ за один этап.

Наночастицы, используемые в этих полимерных мембранах – пористые ароматические каркасы – представляют собой трехмерные сети атомов углерода, связанных соединениями, состоящих из нескольких кольцеобразных молекул – ароматические соединения. Внутренняя структура похожа на структуру алмаза, но связь между атомами углерода удлиняется ароматическим линкером, чтобы создать много внутреннего пространства. К ароматическим линкерам могут быть присоединены различные молекулы для захвата определенных химических веществ.

Например, для улавливания ртути присоединяются соединения серы, называемые тиолами, которые прочно связывают ртуть. Добавленные групп метилированной серы позволяют улавливать медь, а группы, содержащие кислород и серу, улавливают железо. Такие наночастицы составляют около 20% веса мембраны, но, поскольку они очень пористые, их объём около 45%.

Расчеты показывают, что килограмм полимерной мембраны сможет удалить практически всю ртуть из 35 000 литров воды, прежде чем потребуется регенерация мембраны.

Эти новые полимерные мембраны очень эффективны при включении в мембранные электродиализные системы, где ионы перемещаются за счёт электрического напряжения.

Так что помни, в прекрасном нанобудущем полимерные наночастицы дадут не только чистую воду всем страждущим – и даже измученным жаждой и голодом детям Уганды, но и позволят насобирать немного ценных металлов. Например, золотишка.
Инфа отсюда.
#нано #химия

Активация люминола приводит к его хемилюминесценции, то есть к свечению в результате окисления. Реакция заключается в простом смешивании двух растворов. Первый состоит из основного раствора люминола, а второй из катализатора и окислителя: феррицианида калия и перекиси водорода.
Свечение на гифке довольно быстрое, что связано с высокой концентрацией перекиси водорода – от 3 до 10%. Если снизить концентрацию примерно до 0,5%, то свечение будет длиться около 30 секунд.
#химия

Подведём итоги вчерашней загадки. Подавляющее большинство Посетителей (79%) выбрало ответ минерал. И это безоговорочная Победа Посетителей (С днём Победы!), так как на картинке был минерал какоксенит.

Какоксенит – достаточно редкий минерал, относящийся к классу водных фосфатов. Название связано с греческими словами «kakos»- «плохой» и «xenos»- «нехороший гость», так как присутствующий в составе минерала фосфор способствует снижению качества железа, которое выплавляется из железной руды.

А счёт нашего противостояния становится:
Зоопарк—Посетители 15:18

На гифке тест системы подавления звука NASA при старте.

Массивное облако, вздымающееся под ракетами во время взлета, не является их выхлопом. Это миллионы литров тумана, которые разбрызгиваются на стартовой площадке. Зачем? А чтобы ракеты не разлетелись на части.

При старте ракеты наибольшие проблемы вызывают не высокие температуры, а шум, который издают двигатели. Они генерируют мощнейшую звуковую энергию. При этом возникает такая сильная вибрация, что она может разрушить саму ракету.

Для гашения этой энергии и используют воду. Во время старта через трубы выбрасывается огромное количество воды – скорость потока превышает 3,5 миллиона литров в минуту.

Сам принцип уменьшения шума связан с тем, что пузырьки воздуха обладают способностью поглощать значительное количество звука. Когда звуковые волны распространяются через воду и сталкиваются с пузырьком воздуха, они заставляют пузырь сжиматься. Сжатие преобразует звуковую энергию в тепло, что существенно уменьшает шум.
#физика

Квантовые барабаны

Играя на двух крошечных барабанах, физики смогли продемонстрировать квантовую запутанность на микроскопических объектах.

Квантовая запутанность – странная штука. Если два объекта находятся в «запутанном» состоянии, то измеряемые свойства одного объекта, такие как его положение или скорость, коррелируют со свойствами другого объекта так, что их больше нельзя описать по отдельности.

Хотя ничто в законах квантовой физики не ограничивает такую квантовую странность субатомными частицами, теория предсказывает, что в гораздо более крупных масштабах квантовые эффекты должны быть настолько малы, что их нельзя наблюдать на практике. Действительно, было бы странно, если бы два макроскопических объекта – например, два алкаша с лавочки во дворе Петрович и Сергеич, – оказались бы так квантово запутанными, что их свойства (допустим степень опьянения) менялись бы одновременно.

Физики давно обсуждают, является ли это просто ограничением наших органов чувств и инструментов, или же макроскопические объекты управляются своим собственными законами, который в корне отличается от квантово-механических. Чтобы изучить этот вопрос, исследователи пытаются наблюдать квантовые эффекты во все больших масштабах.

Физики из Национального института стандартов и технологий США в Боулдере создали пару вибрирующих алюминиевых мембран, похожих на два крошечных барабана. Каждый из них длиной около 10 микрометров и массой 70 пикограмм (на картинке).

Хотя эти мембраны едва видны невооруженным глазом, они огромны по квантовым стандартам и состоят примерно из одного триллиона атомов каждая. Учёные воздействовали на мембраны микроволновыми фотонами и заставить их синхронно вибрировать таким образом, чтобы их движения находились в квантово-запутанном состоянии: в любой момент времени, когда барабаны колебались вверх и вниз, измерение их смещения от плоскости показало, что они находились в одном и том же точном положении, а измерение их скоростей дало противоположные значения.

Такие «запутанные» макроскопические системы могут служить для фундаментальных проверок квантовой механики и функционировать как долгоживущие узлы будущих квантовых сетей.

Так что помни, возможно, в прекрасном нанобудущем, учёные разойдутся до того, что смогут квантово запутывать даже такие большие объекты, как люди. И тогда для наших квантово запутанных алкашей начнётся новая квантовая жизнь: когда один из них будет выпивать свежую чекушку, второй будет пьянеть одинаково с пьющим.
Инфа отсюда.
#физика

Ртуть - единственный жидкий металл при комнатной температуре. Её температура плавления: - 38,83°C. Поэтому, чтобы ртуть стала твёрдой, её надо охладить ниже этой температуры. И для этого отлично подойдёт жидкий азот. Когда мы в него выливаем жидкую ртуть, она кристаллизуется в кусочки твёрдого металла. Сделать её обратно жидкой ещё проще - надо просто опустить её в стакан с водой.
#химия

И плоские, и al dente

Исследователи разработали плоские макароны, которые при варке становятся объёмными. 

Отходы пищевой упаковки являются основным источником мусорных свалок. Но что же упаковывают в красивые обёртки и коробки с надписями «фетучини» или «чипсы»? Больше половины объёма таких упаковок – воздух!

– Хватит нам упаковывать воздух и загрязнять природу – мать вашу! – подумали доблестные любители пасты из США и предложили новые плоские макароны, которые при варке приобретают привычную нам объёмную форму. При хранении такие макаронные изделия занимают на 60 % меньше места, чем их традиционные неплоские братья.

В новом исследовании описано, как создавать плоские макароны, которые могут скручиваться и деформироваться во множество различных форм макарон – от спиралей до конусов – всего за несколько секунд. А всё дело в бороздках, которые нанесены на саму пасту в строго рассчитанных местах.

После компьютерного моделирования структур, учёные провели «полевые» испытания – в кастрюле. И новая паста вели себя так, как и ожидала команда исследователей после моделирования. Результаты варки (вверху) и моделирования (внизу) на гифке. Важно, что новые макароны достигли своей окончательной формы в течение 7-12 минут нахождения в воде – идеальное время для пасты al dente.

Так что помни, создание таких трансформеров или морфинг-структур происходит с учётом напряжений, вводимых в плоский лист, за счет использования структурной анизотропии или композиционной неоднородности, что вызывает временное асинхронное набухание или деформацию и может преобразовывать плоские объекты в спроектированные трёхмерные формы. Макаронные формы.
Инфа отсюда.
#физика

Стыковка Crew Dragon от SpaceX c МКС выглядит очень круто. Но ещё круче, когда это можно сделать самому. Да, именно самому. Тут выложили симулятор стыковки Dragon с МКС, и каждый может потренироваться. Удачи!
#космос #техно

Подведём итоги вчерашней загадки. Большинство Посетителей (52%) выбрало ответ Грибы. И это неверный ответ, так на картинке была электронная микроскопия измельчённого чёрного перца.

А счёт нашего противостояния становится:
Зоопарк—Посетители 16:18

Если запускать бумажные самолётики сквозь дым, то можно заметить, что они не так уж и сильно отличаются от их больших братьев, бороздящих просторы неба над нашими головами.

Все самолеты летают за счёт разницы давлений между верхней и нижней поверхностями крыла с более высоким давлением воздуха снизу крыла. Поэтому, когда воздух под более высоким давлением снизу крыла, «перетекает» через край крыла на верхнюю его поверхность, то возникает воздушный «водоворот» или вихрь. Вот почему вихри закручиваются вверх и к центру самолета, а также поэтому у самолетов есть маленькие крылышки или винглеты на концах крыльев. Они увеличивают эффективный размах крыла, снижая сопротивление, создаваемое срывающимся с конца крыла вихрем и, как следствие, увеличивают подъёмную силу на конце крыла.
#физика

Всё через ж…

Свиньи могут «дышать» кислородом через прямую кишку, поэтому, возможно, люди тоже могут.

Задница – жизненно важный для нас орган. Кто-то перманентно в ней живёт, кто-то ей думает, а кто-то через неё всё делает. Но японцы утверждают, что через неё можно ещё дышать!

Людей с низким уровнем кислорода в крови лечат в отделении интенсивной терапии с помощью аппаратов искусственной вентиляции легких, которые нагнетают в лёгкие воздух. Но обычно это требует седативных средств и может повредить нежную ткань легких. «Это может быть очень опасно. Давайте лучше попробуем с другой стороны!» – заявляют ректоучёные из Токийского медицинского и стоматологического университета (стоматологи в этом точно понимают!).

Могут ли люди поглощать кислород через кишечник, как некоторые пресноводные рыбы? – задумались исследователи. У млекопитающих прямая кишка выстлана тонкой мембраной, которая позволяет абсорбировать определенные соединения в кровоток, и врачи уже используют это, давая лекарства в виде суппозиториев.

Японцы решили проверить эту идею сначала на свиньях. Для этого хрюшкам решили поставить клизмы с жидкостью – перфторуглеродом, которая может хранить большое количество кислорода. Применение таких жидкостей уже опробовано в методе «жидкостного дыхания», когда происходит заполнение лёгких жидкостью, насыщенной растворённым кислородом. То есть дыхание с помощью жидкости, наполненной кислородом. Такое уже используются для защиты лёгких недоношенных детей.

Исследователи подвергли четырёх свиней наркозу и подключили их к аппарату искусственной вентиляции легких. Родственники Пятачка стали дышать медленнее, чем обычно, поэтому уровень кислорода в крови упал. Тогда учёные двум свиньям начали делать ежечасно клизмы с жидкостью, насыщенной кислородом, а двум другим вставили в задний проход трубку, через которую тоже подавали наполненную кислородом жидкость. Замеры кислорода в крови показали его значительное повышение в обоих случаях.

Если у людей будет наблюдаться такой же эффект, то для бедных не будут нужны больницы с дорогостоящими оборудованием и персоналом – вместо ИВЛ их ждёт клизма!

Так что помни, Боб Марли говорил, что «если ты в заднице, то не обязательно быть говном!» Согласимся с великим музыкантом. Можно быть кислородом!
Инфа отсюда.
#медицина #био

Столкновение колец воздуха в море у побережья Испании зрелище не только эпичное, но и описывается достаточно сложной физикой. Причём именно такое столкновение удалось смоделировать учёным из Калтеха. При этом им пришлось учитывать Закон Био — Савара, вариации толщины колец, их плавучесть, вязкость, вращение по кругу и ещё немного какой-то физической магии. В общем, чуть больше подробностей тут.
#физика