Та ещё холодрыга

Хотя зима в этом году тёплая, но многие любят холод. И это не только любящие купаться в проруби моржи и производители холодильников, но и австрийские учёные из Университета Вены, которые смогли рекордно охладить наночастицу из стекла.

Как только вы переходите в масштаб очень малых частиц, тепло и движение оказываются взаимосвязанными: чем быстрее движется частица, тем она горячее. Таким образом, чтобы охладить маленькую частицу, вы должны её остановить. Поскольку правила квантовой механики намекают, что вы никогда не можете абсолютно точно знать, как быстро движется частица, то существует и предел того, насколько холодной может она быть. Такое состояние частицы с наименьшей энергией и называется основным состоянием частицы.

Для охлаждения стеклянной частицы диаметром 150 нанометров до её основного состояния австрийские учёные использовали лазер. Лазер левитирует частицу, используя эффект, называемый оптическим захватом, при котором свет взаимодействует с частицей, удерживая её на месте (на картинке стеклянная наночастица посередине). Зеркала по обе стороны от частицы заставляют свет накладываться, что приводит к его интерференции.

Согласно квантовой механике, такая интерференция света может происходить только на определенных частотах. Именно это позволило исследователям подобрать свет, падающий на наночастицу, с такой частотой, что при колебании частицы взад и вперед, некоторые частоты света ускоряют её, передавая небольшое количество энергии, в то время как другие замедляют её, забирая энергию.

Если использовать только частоты, которые замедляют частицу, то она будет охлаждаться, пока не достигнет основного состояния. В эксперименте команды из Австрии это произошло при температуре 0,000012 Кельвина (около -273°C), что всего лишь на долю градуса выше абсолютного нуля – минимально возможной температуры.

Подобные методы охлаждения раньше использовали для охлаждения газов, но впервые для твердых частиц. Такая техника может быть использована в квантовых компьютерах, в которых реализуются пространственная суперпозиция – квантовое состояние, когда твердый объект может быть в двух местах одновременно.

Так что помни, достичь абсолютного нуля также невозможно (хотя стремиться к этому можно), как нельзя укусить локоть или слушать песни Алишера Тагировича Моргенштерна.
Инфа отсюда.
#физика

«Где же вы были, когда я делал поделки в школу в четвёртом классе?!» – воскликнет наш трудолюбивый Посетитель. «Вот так просто соль и вода позволяют победить супер-клей? Что же там за химическая реакция?»

Нет, дорогие мои, нет тут никакой химической реакции. Дело в том, что соль – это абразивный материал, который в данном случае медленно проникает между тонким краем клеевого слоя и дермой. И она должна быть мокрой. Так что из соли и воды вы делаете скраб, который и позволяет отделить клей от кожи. Кстати, это сработает с любым сыпучим порошком – хоть сахаром, хоть песком, хоть… ну, я не знаю, какие у вас дома ещё есть порошки.
И, конечно, не стоит себе склеивать разные труднодоступные и нежные места. В принципе не стоит. Это я для тех, кто хотел для друга поинтересоваться.
#физика

Троянский наноконь

Нанотехнологии прочно вошли в нашу жизнь – тут вам и непахнущие наноноски, и наномойки для машин, и нанофильтры для сигарет. А сегодня изучаем нового нанодруга от нанистов из МГУ (не стоит путать нанистов из Мичиганского государственного университета с нашими доморощенными) и Стэнфордского университета, который изнутри уничтожает бляшки, приводящие к сердечным приступам.

Учёные создали наночастицы на основе углеродных нанотрубок, которые прерывают передачу сигналов в моноцитах и макрофагах в холестериновых бляшках. Чтобы заниматься таким нужным делом, на нанотрубки навесили молекулярный ингибитор SHP1 и флуоресцентный зонд Cy5.5. А чтобы такие нанотрубки сделать биосовместимыми их пришлось функционализировать фосфолипидным полиэтиленгликолем (DSPE-PEG). На картинке слева схема такой наночастицы, а справа её электронная просвечивающая микроскопия.

Итак, разработанная наночастица, может попадать в атеросклеротическую бляшку в артерии. Попав внутрь макрофагов в этих бляшках, наночастица доставляет лекарство, которое стимулирует клетку «поедать» и поглощать клеточный мусор. В основном удаляются больные/мертвые клетки в атеросклеротической бляшке. За счет активизации макрофагов размеры бляшек уменьшаются.

Учёные надеются, что будущие клинические испытания наночастиц, действительно снизят риск большинства видов сердечных приступов с минимальными побочными эффектами.

Так что помни, холестерин в сосудах закупоривает наши сосуды, что не есть хорошо. Однако теперь у нас есть углеродные нанотрубки, которые не просто красивые, но, как и троянский конь, несут уничтожение и смерть изнутри. Но не троянцам, а холестериновым бляшкам.
Инфа отсюда.
#нано #медицина

Почему Марс красный?

Нашего ближайшего соседа Марс часто называют Красной планетой. Такое название связано с тем, что поверхность Марса покрывает тонкий слой ржавчины толщиной в несколько миллиметров. Эта рыжевато-красная пыль состоит из маленьких частиц (размером от нескольких до десятков микрометров) оксида железа Fe₂O₃. Если бы мы на Марсе посмотрели на небо, то оно бы нам показалось светло-оранжевым, как раз из-за частиц пыли оксида железа, взвешенных в атмосфере. Пыль поглощает солнечный свет, и небо на Марсе красное.
#воскресник

Подводим итоги вчерашней загадки. Большинство Посетителей нашего Зоопарка (61%) посчитало, что это липучка. И сегодня победу празднует Администрация, так как на картинке углеродные нанотрубки.

Такие цветочные углеродные нанотрубки получают при температуре около 800°C. Сначала выращивают «стебли» в атмосфере ацетилена, который образует углеродные нанотрубки при контакте с небольшими островками железного катализатора на поверхности кремния. По мере роста стеблей активность катализатора уменьшается, вплоть до полного прекращения роста. Пропуская водород по этим стеблям, химики реактивируют железный катализатор и разбивают его на мелкие кусочки, которые снова обрабатывают газообразным ацетиленом, чтобы получить маленькие «лепестковые» структуры.

А счёт нашего противостояния опять сравнялся:
Зоопарк—Посетители 11:11

Пальчики посмотрим

Развитие химии и современных методов исследования вещества помогают не только при определении непалёной водки или просроченных сырков в ближайшем супермаркете, но и в криминалистике. Например, в дактилоскопии.

Отпечатки пальцев на месте преступления – не всегда достаточная улика для осуждения подозреваемого. Он может сказать, что оставил их там раньше. Вот есть его отпечатки на двери обворованной квартиры, а подозреваемый утверждает, что оставил их там за неделю до этого, когда просто гулял по подъезду. Однако теперь за дело взялись криминальные химики или химики-криминалисты (не знаю как правильно) Государственного университета в Айове, которые разработали метод датировки отпечатков пальцев.

Учёные предположили, что со временем озон из окружающего отпечаток пальца воздуха реагирует с ненасыщенными триацилглицеролами на кончиках наших пальцев. Вот исследователи и изучили несколько отпечатков трёх добровольцев, которые были оставлены на различных поверхностях в течение семи дней. Используя метод масс-спектрометрии, им удалось точно определить, когда каждый отпечаток был оставлен. Американские химики основывались на скорости разложения триацилглицеролов.

Интересно, что такая экспертиза не повредила отпечатки пальцев, поэтому их и после анализа можно использовать для идентификации людей. Кроме того, отпечатки могут быть датированы даже после того, как их покрыли порошком для судебно-медицинской экспертизы.

Так что помни, по скорости разложения триацилглицеролов можно определить возраст отпечатков пальцев. Но так как скорость разложения сильно варьируется от человека к человеку, из-за разного количества липидов на руках, то для определения возраста отпечатка нужно знать уникальный профиль разложения триацилглицерола этого человека. То есть его сначала надо поймать. А это несколько сужает возможности метода.
Инфа отсюда.
#химия

И всё-таки без магии тут не обошлось или как влияет перспектива на воспринимаемую скорость.

Если внимательно смотреть на столбы, покидающие край кадра, то можно заметить, что от приближения камеры их частота не меняется (посчитайте за какое время следующий столб покидает кадр). А значит не меняется и скорость движения. Разница в том, что, когда вы уменьшаете масштаб, предметы увеличиваются быстрее, прежде чем исчезнуть из поля зрения. Именно это и даёт ощущение скорости.

Это прекрасно знают те, кто ездил на поезде, и смотрел в окно в бок, а не вперёд. Столбы вдоль полотна железной дороги пролетают с огромной скоростью, а деревья и дома вдалеке перед нашим взором проплывают очень медленно.
#физика

Капля за каплей

Как говорится, у природы нет плохой погоды. И дождь, как одна из форм природных осадков, не исключение. И если раньше дождь радовал только плювиофилов – любителей шлёпать по лужам и вдыхать свежий озон грозовых разрядов, то теперь его полюбили и трибологи – профессиональные ценители трения во всех его проявлениях. А всё потому, что они смогли разработать электрический генератор, который может запитать сто маленьких светодиодных лампочек от одной капли дождя.

Учёные из Гонконга разработали капельный генератор энергии на основе трибоэлектрического эффекта, суть которого в генерации электрических зарядов при трении материалов друг о друга, за счёт обмена электронов.

К сожалению заряд, который может генерироваться, обычно очень небольшой, что приводит к очень низкой эффективности преобразования энергии. Но новый капельный генератор гораздо круче по двум причинам.

Во-первых, исследователи использовала материал под названием политетрафторэтилен (или ПТФЭ), который имеет квазипостоянный электрический заряд.
Во-вторых, конструкция генератора энергии имеет два электрода – один из алюминия, другой из оксида индия-олова с покрытием из ПТФЭ, на котором и генерируется заряд.

Когда падающие капли попадают на такое покрытие, они соединяют два электрода, превращая исходную установку в замкнутую электрическую цепь, высвобождая накопленный заряд и генерируя электрический ток для питания лампочек. Оказалось, что капля воды объёмом сто микролитров, падающая с высоты 15 сантиметров, может генерировать напряжение более 140 вольт. Вот на гифке каждая падающая капля зажигает сто маленьких светодиодов справа.

Учёные предполагают, что такой генератор может использоваться в различных устройствах, где вода вступает в контакт с твердой поверхностью – например, в корпусах лодок, вдоль береговых линий и снаружи зонтов.

Так что помни, наш мир несовершенен и несправедлив. Но теперь среди самых недооценённых вещей – последний альбом Стаса Пьехи, шубы из натурального меха для собак и кинетический потенциал дождевых капель – на одну стало меньше. Новый трибоэлектрический капельный генератор энергии теперь сможет полностью использовать низкочастотную кинетическую энергию капель дождя. А остальные пока ждут своего звёздного часа…
Инфа отсюда.
#техно #физика

Сегодня поговорим о глупости и развлечениях, популярных среди подростков.

Итак, что мы имеем на гифке? Три подростка из Садовской Аравии решили себя развлечь, а так как наркотики – это плохо и дорого, то в ход пошёл старый, добрый друг всех малолетних токсикоманов – бутан из аэрозольных баллончиков. И для этого отлично подойдёт папина машина. Особенно, если окна закрыть. Но тут надо помнить, если вы находитесь в замкнутом пространстве и планируете надышаться бутаном, то есть легковоспламеняющимися газом, то огонь вам совсем не друг. Это отлично продемонстрировал «естествоиспытатель» на заднем сиденье авто.

Конечно, такие токсичные газы, как бутан, заполняя лёгкие и уничтожая мозг, могут подарить несколько минут галлюцинаций. Но, ребята, если вы хотите побыстрее проститься со своим недоразвитым мозгом и жизнью, делайте это умнее – используйте что-то, что не портит папину машину.
#химия

Не хлебом единым

На востоке любят жаренный рис и готовят его уже 1500 лет. И каждый день тысячи поваров (ктож знает сколько их всего) по всему миру встряхивают тысячи тяжёлых воков, поджаривая рис при температуре 1200°C. Это непростая физическая работа, так как 64,5% китайских ресторанных поваров жалуются на боли в плечах. И на помощь мастерам скалки и ножа для сыра пришли физики из Технологического института Джорджии (США), которые изучили физику идеального обжаривания риса.

Приготовление жареного риса изучалось на пяти профессиональных шеф-поварах. Физики проанализировали их движения и утверждают, что скользящие и покачивающие движения должны повторяться примерно три раза в секунду, подкидывая рис над воком. На гифке справа видно, как синие линии отслеживают края вока. Причем левая сторона движется по часовой стрелке, а правая – против часовой стрелки. Красная линия отмечает движение центральной части вока.

Имитируя траектории риса в воке, исследователи определили несколько ключевых моментов при жарке риса. Движения качания и скольжения не должны быть полностью синхронизированы, иначе рис будет плохо перемешиваться и может сгореть. Кроме этого, движения вока должны повторяться быстро. Если же встряхивать вок еще быстрее, то рис будет взлетать над воком ещё выше, а это позволить готовить при более высоких температурах, что позволит быстрее приготовит ваше блюдо.

Так что помни, физика жарки риса – это не просто распил бабла по гранту (да, да, у них на эту работу выделен грантик), а ответ науки на мольбы поваров о создании робоповоров или экзоскелетов, которые позволят несчастным китайским поварам с больными плечами больше времени уделить кулинарному творчеству, а не простому встряхиванию сковородки при жарке риса.
Инфа отсюда.
А желающие углубиться в физику встряхивания вока, могут почитать полную статью в открытом доступе тут.
#физика

Подведём итоги вчерашней загадки. Большинство Посетителей (44%) выбрало ответ «глаз». И это правильный ответ, так как на картинке фасеточный глаз львинки – насекомого из семейства двукрылых.

И Посетители снова вырываются вперёд:
Зоопарк—Посетители 11:12