Еда из воздуха

Получение пищи из воздуха гораздо эффективнее, чем выращивание её в поле.

Окружающий нас воздух – просто кладезь для разной халявы. Из воздуха можно получать кислород, и удобрения, и топливо, и пластик, да много чего. А теперь ещё и еду!

В последние годы умами многих завладела идея выращивания «пищи из воздуха». Идея в том, что, сочетая возобновляемые источники топлива с углеродом из воздуха, можно создать пищу для бактерий, которые производят съедобный белок. Вот европейские исследователи и решили сравнить эффективность выращивания сои с выращиванием продуктов питания из воздуха.

Чтобы провести сравнение, исследователи использовали систему «пища из воздуха», в которой солнечные панели используются для производства электричества. Полученная энергия в сочетании с углекислым газом из воздуха позволила получить питательную среду для микробов, выращиваемых в биореакторе. Затем производимый микробами белок обрабатывался для удаления нуклеиновых кислот и сушился для получения порошка, который могут употреблять люди и животные.

Учёные сравнили эффективность такой системы с полем сои площадью 10 квадратных километров. Их анализ показал, что выращивание пищи из воздуха было в 10 раз эффективнее, чем выращивание сои в земле. Другими словами, они предположили, что участок земли площадью 10 квадратных километров в Амазонии, который использовался для выращивания сои, можно было бы превратить в участок земли площадью один квадратный километр для выращивания пищи из воздуха, а остальные девять квадратных километров можно оставить дикой природе. Исследователи также отмечают, что белок, произведенный с использованием подхода «пища из воздуха», имел вдвое большую калорийность, чем большинство культурных злаков, таких как кукуруза, пшеница и рис.

Так что помни, пища из воздуха уже почти реальность. И следующим шагом нужно научить (или модернизировать) людей так вдыхать воздух, чтобы часть его сама перерабатывалась в еду. Вот тогда и заживём!
Инфа отсюда.
#техно #химия

Порой плохая аэродинамика может приводить к удивительным вещам. Например, к такому магическому полёту бутылки за грузовиком, как на гифке. А всё дело в том, что разница в давлении воздуха сверху грузовика и снизу закручивает воздух по спирали и создаёт хаотические или турбулентные потоки воздуха. В этом водовороте воздушного хаоса и застряла пустая бутылка. Но это не точно. Может бутылка просто привязана леской…
#физика

Подведём итоги вчерашней загадки. Подавляющее большинство Посетителей (62 %) выбрало ответ Глаз. И это неверный ответ, так как на картинке электронная микроскопия углеродных нанотрубок с увеличением в 6500 раз. На микрофотографии был рисунок из углеродных нанотрубок после высыхания капли с их суспензией.
И только 4% Посетителей выбрало правильный ответ.

И в нашем противостоянии Администрация вырывается вперёд:
Зоопарк—Посетители 21:20

Силаны – соединения кремния с водородом. Вот и моносилан SiH₄ легко окисляется и самовозгорается на воздухе, как на сегодняшнем видео. При этом образуется диоксид кремния (или песок), белый дымок частиц которого мы видим, и вода:
SiH₄ + 2 O₂ → SiO₂ + 2 H₂O.
#химия

Чистая, как…

Новая технология мгновенной очистки воды «в миллионы раз» лучше существующих методов.

Нелишне напомнить, что кроме Ковида в нашем прекрасном мире остались и старые проблемы. Безусловно, это глобальное потепление, уничтожающее ледяные шапки Килиманджаро, нехватка питьевой воды у детей Уганды и, наконец, сколько ещё ждать, пока Клава Кока выпустит новый альбом?! Все проблемы сразу решить нельзя, поэтому сегодня только об одной из них – воде.

По оценкам специалистов, около 785 миллионов человек не имеют доступа к воде, а 2,7 миллиарда испытывают нехватку воды как минимум один месяц в году. Поэтому очистка воды – крайне важное дело, могущее помочь миллионам. Для очистки воды обычно используют или хлорирование, или перекись водорода. У обоих методов есть свои плюсы и свои недостатки, но британские учёные из Университета Кардиффа предлагают новый путь!

Их новый метод очистки основан на использовании катализатора из золота и палладия, который поглощает водород и кислород для образования перекиси водорода. В своем исследовании команда проверила эффективность дезинфекции коммерчески доступной перекиси водорода и хлора по сравнению с их новым каталитическим методом. Каждый из методов был протестирован на эффективность уничтожения бактерий Кишечной палочки в идентичных условиях.

Оказалось, что метод на основе катализатора в 10 000 000 раз более эффективен в уничтожении бактерий, чем эквивалентное количество промышленной перекиси водорода. И в 100 000 000 раз эффективнее хлорирования при аналогичных условиях.

Так что помни, чтобы уничтожить бактерий и напоить чистой водой африканских детей нам понадобятся активные формы кислорода, в том числе гидроксильные, гидропероксильные и супероксидные радикалы, которые образуются над AuPd катализатором во время синтеза пероксида водорода из водорода и воздуха.
Инфа отсюда.
#химия

Что такое электрический пробой можно изучать и так!

Воздух - хороший изолятор. Однако, если приложить достаточно большое электрическое поле, то при определенной его напряженности количество носителей заряда (в нашем случае электронов) в материале внезапно увеличивается на много порядков, поэтому его сопротивление падает, а воздух становится проводником. И происходит электрический пробой.

Интересно, как у них другие уроки в школе проходят? Например, биология...
#физика

Кристальные электроны

Исследователям удалось наблюдать кристалл, состоящий только из электронов.

Кристаллы очаровывают людей на протяжении веков. Конечно, кто-то заворожен холодным блеском и идеальной симметрией бриллиантов, а кто-то может себе позволить лишь восхищение узорами снежинки, но магия взаимодействия атомов и электронов в кристаллической решётке никого не оставляет равнодушным.

Группа исследователей из Швейцарской высшей технической школы Цюриха создала очень необычный кристалл, который состоит исключительно из электронов!

Ещё в 1934 году Юджин Вигнер предсказал, что электроны в материале теоретически могут располагаться в виде регулярных кристаллических структур из-за взаимного электрического отталкивания. Если энергия электрического отталкивания между электронами больше, чем их энергия движения, то они могут располагаться строго упорядоченно.

Однако в течение нескольких десятилетий это предсказание оставалось чисто теоретическим, поскольку такие «кристаллы Вигнера» могут образовываться только в экстремальных условиях: при низких температурах и очень небольшом количестве свободных электронов в материале.

Чтобы преодолеть эти препятствия швейцарцы использовали тонкий слой полупроводникового материала диселенида молибдена толщиной всего в один атом, в котором электроны могут двигаться только в плоскости. Исследователи могли изменять количество свободных электронов, подавая напряжение на два прозрачных графеновых электрода, между которыми был зажат полупроводник. Согласно теории, электрические свойства диселенида молибдена должны способствовать образованию кристалла Вигнера - при условии, что все устройство охлаждается до температуры на несколько градусов выше абсолютного нуля, то есть до минус 273,15 градусов Цельсия.

Согласно расчётам, расстояние между электронами в этом случае составляет около 20 нанометров (на картинке схема кристалла Вигнера: электроны (красные) внутри полупроводникового материала (синий/серый), что примерно в 30 раз меньше длины волны видимого света, и поэтому его невозможно разглядеть даже с помощью лучших микроскопов. Но можно с помощью экситонов! Физики использовали свет определенной частоты для возбуждения экситонов в полупроводниковом слое и смогли точно определить расположение электронов в кристалле Вигнера.

Так что помни, рассмотреть или попонтоваться перед подружками новым электронным чудо-кристаллом просто так нельзя, но с помощью квазичастиц экситонов мы знаем, что они там есть.
Инфа отсюда.
#физика

Наши бывалые Посетители сразу догадались, что это не просто прикольная подсветка бассейна, а черенковское излучение!

Именно эффект Вавилова–Черенкова вызывает голубое свечение, когда заряженные частицы движутся со скоростью, превышающей скорость света в этой среде. Да, именно быстрее скорости света. Подробнее тут.

Свечение классное, и сегодня не просто включение шести реакторов и черенковское излучение, но и со звуком!
#физика

Подведём итоги вчерашней загадки. Подавляющее большинство Посетителей (48 %) выбрало ответ Полистирол. И это верный ответ, так как на картинке была электронная микроскопия 300-нанометровых сферы из полистирола с увеличением в 40 000 раз.

А счёт нашего противостояния опять сравнивается:
Зоопарк—Посетители 21:21

Зоопонедельник в нашем Зоопарке. И кто сказал, что поросячий хвостик – это так просто?! Вот почему у свиней закрученные хвостики? На самом деле научного объяснения этому пока нет.

Одна из «популярных теорий» гласит, что закрученные хвостики защищают домашних свиней от физических травм хвоста. Прямые хвостики более подвержены травмам, поскольку другие животные или свиньи могут их схватить и укусить.

Другие теории говорят, что это не что иное, как неожиданный побочный эффект приручения и селективного размножения. У диких свиней почти всегда прямой хвостик. У самцов свиней, независимо от того, дикие они или одомашненные, обычно тоже прямой хвостик. Однако домашние свиньи рождаются с закрученными хвостиками, в том числе и самцы. Некоторые владельцы свиней говорят, что хвостик – это ещё один способ определить здоровье свиньи. У здоровой свиньи должен быть закрученный хвостик, а у больной свиньи – свисающий вниз.

Во всех случаях, теперь вы знаете, как из хвостика колечком сделать прямой.
#био

Скользи!

Жуки вырабатывают отличную смазку.

Не подмажешь – не поедешь! – гласит народная мудрость. И как тут не согласиться, если даже Матушка-природа на это усиленно намекает.

Известно, что в суставах многих жуков имеется естественная смазка, предотвращающая их износ. Вот и учёные из Кильского университета в Германии обнаружили, что у жука-чернотелки Zophobas morio не только такой смазки особенно много, но и то, что она обладает необычайно сильными противоизносными свойства.

Ученые выяснили, что из пор в панцире жука вокруг сустава ноги выделяется восковая смазка, которая распространяется при движении сустава. На картинке мы можем увидеть электронную микроскопию с этой смазкой, сочащейся по пластинчатым структурам ноги жука.

Исследователи собрали это вещество и проверили его способность уменьшать трение. Они поместили его между двумя небольшими кусочками стекла и измерили сколько силы потребуется, чтобы стекло скользило одно по-другому. Оказалось, что трение снизилось сильнее, чем при использовании политетрафторэтилена (или тефлона) – материала, используемого на антипригарных поверхностях, таких как сковороды. Исследование также предполагает, что у смазки от жуков есть и другие функции. Под высокой нагрузкой её части деформировались и образовывали сжимаемый слой между двумя поверхностями, который действовал как амортизатор и предотвращал абразивный контакт.

Так что помни, хотя новая жучья смазка и ох, как хороша, но получение такой смазки слишком дорого – её стоимость в итоге в несколько раз больше, чем стоимость золота. Так что пока умиляемся жукам и надеемся, что учёным удастся найти простой, а главное дешёвый способ синтезировать жучью смазку.
Инфа отсюда.
#физика #био

Сегодняшняя химическая магия не простая. Такая красота связана с обменом анионами в нанокристаллах типа перовскита и образованием CsPbI₃ из CsPbBr₃.

Для тех, кто в теме, понятно, что цвет излучаемого света этих полупроводниковых нанокристаллов определяется почти исключительно шириной запрещенной зоны материала (есть такое свойство у полупроводников).

CsPbBr₃ имеет большую ширину запрещенной зоны, чем CsPbI₃. Таким образом, на этом видео мы наблюдаем анионный обмен Br на I, что приводит к уменьшению ширины запрещенной зоны, и, следовательно, цвет излучаемого света меняется в сторону более низких энергий, т.е. с зеленого на красный.
#химия #физика