На кончиках пальцев

Можно до бесконечности спорить произошёл ли человек от обезьяны, инопланетян или творение божие, но однозначно, что жизнь вышла из воды несколько сотен миллионов лет назад. И вот древняя вымершая рыба Elpistostege, найденная в Мигуаше (Канада), помогает понять, как человеческая рука эволюционировала из рыбьих плавников.

Elpistostege был крупнейшим хищником, обитавшим в неглубоких морских и устьевых районах Квебека около 380 миллионов лет назад. В 2010 году был найден полный образец Elpistostege длиной 1,57 метра, что позволило палеонтологам изучить его во всей красе. С помощью компьютерной томографии учёные выяснили строение грудного плавника и обнаружили наличие плечевой кости (руки), лучевой и локтевой кости (предплечья), запястья и фаланг, организованных в виде пальцев. И это первый случай, когда были обнаружены пальцы, спрятанные в плавнике рыбы. На гифке и рыба, и соответствие найденных костей у рыбы, костям рук человека.

Это открытие отодвигает происхождение пальцев у позвоночных на стадию рыб, и говорит, что пальцы для рук позвоночных появились из рыбьих плавников в процессе эволюции, незадолго до того, как рыбы покинули воду.

Так что помни, может Elpistostege и не совсем наш ближайший родственник, но развитие мелких костей в плавниках позволило рыбам лучше распределять свой вес во время путешествий по мелководью или недолгих вылазок на сушу.
Инфа отсюда.
#био

Если заниматься просто выжиганием по дереву уже скучно, то электричество поможет нам порисовать фигуры Лихтенберга.

Фигуры Лихтенберга возникают при движении скользящего искрового разряда по поверхности диэлектрика. А так как дерево плохо проводит ток, то приложение высокого напряжения выжигает на его поверхности разветвлённые канавки. При этом выжженные канавки представляют собой углерод, хорошо проводящий ток.

Несмотря на красоту и простоту получения фигур Лихтенберга, не стоит это пытаться сделать дома. Высокое напряжение - плохая игрушка, и полно историй, когда попытки повторения сего эксперимента дома с родителями, заканчивались поражениями током, в больнице и морге.
#физика

Военная наука

– Кому война, а кому мать родна, – подумали американские учёные из вооружённых сил США и рапортуют о квантовом датчике, который даст возможность солдатам обнаруживать сигналы связи по всему радиочастотному спектру от 0 до 100 ГГц.

Покрытие такого широкого диапазона спектра одной антенной традиционными приёмниками невозможно, так как для этого потребовалось бы множество отдельных антенн, усилителей и другой радио лабуды. Но американские военные учёные разработали квантовый приёмник, который для улавливания сигналов связи использует особые сверхчувствительные атомы – атомы Ридберга.

Ридберговские атомы – это атомы щелочных металлов, у которых внешний электрон находится в возбуждённом состоянии. Именно пары ридберговских атомов оказались перспективным материалом для датчиков электрических полей благодаря тому, что они идентичные квантовые частицы с известным откликом, проявляют большую поляризуемость и чувствительность в сверхшироком диапазоне частот, а также они маленькие, широко доступные и совместимы с оптическими/лазерными технологиями.

Для оценки возможностей датчиков на ридберговских атомах, ученые провели анализ их чувствительности к колебательным электрическим полям во впечатляющем диапазоне частот – от 0 до 1012 Гц. На картинке стеклянная ячейка с парами атомов, в которой они возбуждаются лазерными пучками до ридберговских состояний. Эти атомы могут улавливать электрические поля (исходящие от золотой антенны на заднем плане) и отправлять информацию обратно с помощью лазерных лучей.

Результаты показывают, что датчик Ридберга может надежно обнаруживать сигналы по всему спектральному диапазону, что его выгодно отличает от современных датчиков, таких как электрооптические кристаллы или пассивная электроника с дипольной антенной.

Так что помни, армейские учёные продолжают работу. Наши создают супер бронебойно резиноподобный бетон, а американские создают квантовые датчики. Непонятно одно, где военная тайна и сверхсекретность?
Инфа отсюда.
#физика #техно

Всегда приятно наблюдать за работой профессионалов! Только непонятно, что пошло не так? Давайте разберёмся.

Щелочные металлы, и натрий в том числе, крайне активно реагируют с водой. При этом выделяется водород, который легко загорается. Так вот, коническая колба – крайне неудачный способ проведения этого опыта. Исходя из формы колбы, выделившийся водород накапливается в ней, а не улетает, поэтому он так весело взрывается, а не горит. Правда не уверен, что обучающимся с первых парт это понравилось.

Конечно, гораздо безопаснее проводить такие опыты в химических стаканах или чашке Петри.
P.S. Вода малиновая, потому что туда добавили индикатор щелочной среды фенолфталеин.
#химия

Тянем, потянем…

Проблема зарядных устройств и батарей стоит как-никогда остро, потому что жизнь современного человека всё больше проходит в он-лайн. Особенно в нынешних непростых обстоятельствах. А значит наши гаджетам необходимо повышенное питание, чтобы вы могли облайкать свои любимых селебов и подруг или посмотреть на мучения ваших преподов, пытающихся настроить видеосвязь по Cкайпу. Вот исследователи из Университета Дьюка и Университета штата Мичиган разработали новый тип суперконденсаторов, которые могут продолжать работать, даже если их растянуть в восемь раз!

Суперконденсатор (или ультраконденсатор) накапливает энергию, как батарея, но в отличие от батарей, которые накапливают и генерируют заряд посредством химических реакций, суперконденсатор накапливает энергию посредством разделения зарядов. Но вырабатывать своё собственное электричество он не может и должен быть заряжен от внешнего источника тока. Во время зарядки электроны накапливаются в одной части устройства и удаляются из другой, поэтому при соединении двух таких частей электричество быстро течет между ними.

Кроме того, в отличие от аккумуляторов, суперконденсаторы способны разряжаться короткими, но мощными импульсами, а не медленно и печально, как батареи. Также они могут выдерживать гораздо больше циклов зарядки-разрядки. Это делает их идеальными для таких приложений, как вспышка в камере или усилитель звука.

Но большинство суперконденсаторов твёрдые и хрупкие, как и любое другое устройство на основе печатной платы. Вот учёные и потратили свои лучшие годы, работая над растягивающейся версией суперконденсатора.

Чтобы создать растягиваемые суперконденсаторы, исследовательская группа сначала вырастила лес углеродных нанотрубок поверх кремниевой пластины – участок из миллионов нанотрубок диаметром всего 15 нанометров и высотой 20-30 микрометров на картинке слева. Размер таких нанотрубок – это примерно ширина самых маленьких бактерий и высота клетки, которую они могут заразить.

Затем исследователи нанесли тонкий слой золотой наноплёнки поверх этих нанотрубок. Слой золота действует как своего рода электрический коллектор, снижая сопротивление устройства, что позволяет ему заряжаться и разряжаться намного быстрее.

После этого лес нанотрубок со слоем золота снизу переносится на предварительно растянутый эластомер. Заполненный гелем электрод расслабляют, в результате чего он сжимается до четверти первоначального размера. Этот уменьшение размера сминает и тонкий слой золота, и лес из нанотрубок (смотрим на картинку справа).

Такая помятость значительно увеличивает площадь поверхности в небольшом пространстве, что увеличивает количество заряда, который может удерживать такой электрод.

Затем сверхплотный и смятый лес нанотрубок заполняется глеевым электролитом, который может улавливать электроны на поверхности нанотрубок. Когда два таких электрода находятся в тесном контакте друг с другом, приложенное напряжение накапливает электроны с одной стороны и забирает с другой, создавая сверхрастяжимый суперконденсатор.

Так что помни, суперконденсаторы штука классная. Например, можно зарядить их в течение нескольких секунд, а затем медленно заряжать аккумулятор, который выступает в качестве основного источника энергии для любимого устройства. А теперь ещё суперконденсаторы и растягивающиеся!
Инфа отсюда.
#физика #нано #техно

Что сложнее, вселенная или шахматы?

Как считают физики, вселенная состоит из около 10 в 80 степени атомов. Это 1 с 80 нулями. Фантастически огромное число. Однако математическая оценка возможных ходов, которые могут произойти в шахматах, оказалась равной 10¹²⁰, то есть 1 со 120 нулями! Это говорит о том, что шахматы не так уж скучны, как может показаться...
#воскресеник

Подведём итоги вчерашней загадки. Большинство Посетителей (35%) выбрало ответ Пыльца, но сегодня это неправильный ответ. На картинке электронная микроскопия ржавчины с увеличением в 3000 раз.

Администрация одерживает долгожданную победу, а счёт нашего противостояния становится:
Зоопарк—Посетители 12:17

Прапрапра…дедушка?

Если вы думаете, что ваш предок — это могучий Александр Невский, бесстрашный Чингисхан или просто умная обезьяна, то вы смотрите не достаточно далеко. Ваш предок на картинке! И это ваш самый древний родственник, найденный учёными из Калифорнийского университета в Риверсайде.

Червяк на картинке – это основатель нашего генеалогического дерева, к которому относятся все известные на сегодняшний день животные, включая людей.

Крошечное червеобразное существо по имени Ikaria wariootia – самый ранний билатерианец или симметричный организм с отверстиями на обоих его концах, соединенных кишкой.

Развитие двусторонней симметрии было важнейшим шагом в эволюции животной жизни, давая организмам возможность целенаправленно двигаться (ползая). Плюс это отличный способ организовать своё тело. Множество животных, от червей до насекомых, от динозавров до людей, организованы именно так.

Эволюционные биологи, изучающие генетику современных животных, предсказывали, что самый древний предок всех билатерианцев был простым и маленьким, с зачаточными органами чувств. Обнаружение и идентификация окаменелых останков такого животного считалось крайне трудным, если не невозможным.

Но трёхмерное сканирование окаменелых нор, сделанных билатерианцами, найденные в отложениях эдиакарского периода в Нильпене, Южная Австралия, которым 555 миллионов лет, доказало существование этих существ.

Ikaria wariootia имел тело цилиндрической формы с головой, задней частью и слабо выраженной мускулатурой. Длина нашего предка составляла от 2 до 7 миллиметров, а ширина – от 1 до 2,5 миллиметров.

Несмотря на своё относительно простое строение, Ikaria был сложнее, чем другие ископаемые того периода. Он закапывался в тонкие слои насыщенного кислородом песка на дне океана в поисках органических веществ. У него, вероятно, были рот, задний проход и кишечник. Двигался Ikaria, сокращая мышцы по всему телу, как червь.

Так что помни, наш прапрапредок не так уж сильно отличался от нас нынешних, так как важнейшие части тела уже имел – рот, кишку и задницу. Не так уж и далеко мы от него ушли за 555 миллионов лет.
Инфа отсюда.
#био

На прошлой неделе наблюдали, как весело натрий взаимодействует с водой. Но не все знают, что натрий, кроме того, что очень активный щелочной металл, ещё и достаточно мягкий. Как видим, он отлично режется ножом.
А для того, чтобы он не окислялся на воздухе, натрий хранят в керосине или масле (например, вазелиновом), следы которого мы и видим на видео.
#химия

Сегодня удивительный способ рыбалки, который многих может заставить по-другому посмотреть на биохимию. А биохимия наука удивительная. Вы только посмотрите, что делает с рыбой тетранатрий пирофосфат из зубной пасты и альбумин яичного белка. Если решите попробовать, конечно, после окончания режима самоизоляции, – не забудьте написать, как улов!
#био #химия

Чтобы понять почему светодиод меняет цвет испускаемого света при погружении в жидкий азот, нужно немного узнать о том, как он работает.

Важнейшая часть светодиода – полупроводник, испускающий свет, при прохождении через него электрического тока. Этот полупроводник соединён с анодом и катодом. С одной стороны полупроводниковый кристалл соединён с катодом и имеет зону проводимости, в которой электроны могут легко перемещаться. С другой стороны – анод, который имеет валентную зону. Тут полно «дырок», в которые попадают электроны, когда они переходят из зоны проводимости со стороны катода в валентную зону на стороне анода. Эти две зоны разделены так называемой запрещенной зоной. Именно величина запрещённой зоны с энергией, равной разнице энергий между валентной зоной и зоной проводимости, определяется цвет светодиода. Потому что именно при прыжке электронов из зоны проводимости в валентную зону, они выделяют фотоны света. Следовательно, размер этого прыжка (величина запрещённой зоны) и определяет, какая длина волны будет у излучаемого света.

Погружение светодиода в жидкий азот приводит к тому, что тепловая энергия электронов уменьшается. При этом происходит увеличение запрещённой зоны в полупроводниках. Поскольку величина зазора между валентной зоной и зоной проводимости растёт, то при перескоке электронов через запрещённою зону, они излучают свет с большей энергией, а это означает, что излучаемый свет имеет меньшую длину волны.

Вот почему мы видим, что при охлаждении жидким азотом, оранжевый свет светодиода переходит жёлтый, а потом и в зелёный – цвета, которые в электромагнитном спектре имеют более высокую энергию и меньшую длину волны.
#физика

Наноизлучатель

Терагерцовые (ТГц) или субмиллиметровые волны представляют собой неионизирующие, то есть неопасное для человека, излучение, которое легко проходит сквозь большинство диэлектриков, но хорошо поглощается проводящими материалами. Например, дерево, пластик, керамика для него прозрачны, а металл и вода – нет. Технологии использующие терагерцовое излучение уже есть в некоторых аэропортах для сканирования пассажиров и обнаружения опасных объектов и веществ.

Несмотря на большие перспективы, ТГц-волны используются мало, потому что устройства на их основе создавать сложно и дорого. Но новая технология, разработанная исследователями из Федеральной политехнической школы Лозанны (Швейцария), может всё принципиально поменять.

Команда учёных создала наноустройство, которое может генерировать чрезвычайно мощные терагерцовые сигналы всего за несколько пикосекунд или одну триллионную секунды.

Устройство состоит из двух металлических пластин на расстоянии 20 нанометров друг от друга. При подаче напряжения электроны направляются к одной из пластин, где они образуют наноплазму. Как только напряжение достигает определенного порога, электроны почти мгновенно испускаются на вторую пластину. Этот скачок электронов создает высокочастотный терагерцовый импульс.

Новый наногенератор, в отличии от обычных электронных устройств, способен излучать до 50 миллионов сигналов каждую секунду. Причём он создаёт как высокоэнергетические, так и высокочастотные импульсы. А всё благодаря наноплазме.

При подключении к антеннам эта система может генерировать и излучать мощные ТГц волны. Кроме этого, наноразмерный генератор терагерцовых волн можно использовать в гибкой электронике, например, на гибких подложках, как на картинке.

Так что помни, наноплазма – ещё одно нано чудо, которое может приблизить прекрасное нанобудущее. Если оно, конечно, наступит. Но вы же самоизолировались и хотите его увидеть?
Инфа отсюда.
#физика #нано