Разные разности

…окситоцин способствует созреванию синапсов, которые соединяют недавно выросшие нейроны (Genes & Development - полный текст)…

…курение и ожирение на 65–81% повышают риск тяжелого течения COVID-19 (Journal of Medical Virology)…

…белок иммунной системы suPAR, вырабатываемый костным мозгом, вызывает атеросклероз, от которого страдает более миллиарда человек во всем мире (Journal of Clinical Investigation - полный текст)…

…металлический сплав из хрома, кобальта и никеля (CrCoNi) — очень ковкий, впечатляюще прочный, причем его прочность и пластичность улучшаются по мере того, как сплав становится холоднее (Science)…

…частое использование таких устройств, как смартфоны и планшеты, для успокоения расстроенных детей в возрасте 3–5 лет усиливает у них эмоциональную дисрегуляцию, особенно у мальчиков (JAMA Pediatrics)…

…на химическом факультете МГУ имени М.В. Ломоносова создан новый сорбент для жидкостной хроматографии, позволяющий определять аминокислоты, витамины и сахара в продуктах менее чем за 20 минут (Journal of Chromatography A)…

…производство литий-ионных аккумуляторов в 2026 году будет в пять раз больше, чем в 2017-м, и прямо сейчас менее 5% из них перерабатывается (Advanced Materials)…

…созданы молекулярные контейнеры P6AS, которые извлекают из крови молекулы наркотиков (метамфетамина, фентанила, экстази и др.), изолируют их в своей полости и тем самым отключают их биологические свойства (Chem)…

…пшеница обеспечивает 18% от общего количества калорий в рационе людей во всем мире;  каждый из нас съедает около 66 кг пшеничной муки в год (Nature Food)…

…в созвездии Лиры на расстоянии 218 световых лет от нас вокруг красного карлика вращаются две экзопланеты, где вода составляет большую часть их объема (Nature Astronomy)…

…50% частиц, загрязняющих воздух в лондонском метро, — это магнитные частицы оксида железа маггемита размером от 5 до 500 нанометров (Scientific Reports - полный текст)…

…каждый год ветряные турбины по всему миру убивают миллионы летучих мышей и других животных, которые сталкиваются с лопастями турбин (Remote Sensing in Ecology and Conservation - полный текст)…

Иллюстрация Петра Перевезенцева

Ученые — это особая порода людей. Независимые, загадочные. Похожи на кошек, которые гуляют сами по себе. Может быть, поэтому и отношения ученых с кошками складываются особые.

Один из ярких примеров — знаменитый историк, этнограф и лингвист Юрий Валентинович Кнорозов. В 50-х годах прошлого века он расшифровал письменность майя, хотя эту задачи западные коллеги считали нерешаемой в принципе. Но Юрий Валентинович был уверен — «То, что создано одним человеческим умом, может быть разгадано другим». Взял и расшифровал. И стал всемирно известным. В общем — гений.

Кнорозов очень любил кошек. Однажды коллеги подарили ему сиамского котенка, которого купили за три рубля возле зоомагазина. Этот котенок превратился в роскошную кошку Асю, которую Юрий Валентинович считал своим соавтором в научных трудах.

Юрий Валентинович был очень скромным гением. К счастью, сохранилась его потрясающая фотография, которую сделала его сотрудница. На фото — строгий Кнорозов стоит в полный рост и держит на руках кошку Асю, я бы сказала — прижимает ее к себе. Эта фотография очень нравилась Кнорозову, и он предлагал ее везде, где требовали его фото. В издательства, например. Правда, кошку всегда отрезали.

Зато по этой фотографии сделали памятник Кнорозову, который установлен в Мексике. И стелу на его могиле в Санкт-Петербурге. Кстати, в ноябре этого года ему исполнилось бы сто лет.

А вы слышали когда-нибудь об этом гении? А ваши дети? В Мексике его знают все, там он любим и знаменит, потому что о Кнорозове рассказывают в школах. А у нас — нет.

Но вернемся к кошкам. Юрий Валентинович наблюдал за кошкой, за тем, как она обучала своих котят охотиться и прочим премудростям. И это помогло ему сформулировать теорию сигнализации, согласно которой коммуникация, то есть общение, хоть устное, хоть письменное, — это всегда обмен сигналами разного рода. Письменность майя — один из частных случаев.

И вот — новости с переднего края зоологии, пришедшие из Франции (Animal Cognition). Юрию Валентиновичу понравились бы. Будем считать это подарком к его столетию.

Все владельцы кошек всегда разговаривают с ними. Причем разговаривают как с малыми детьми — повторяют одно и то же, сюсюкают, повышают тон, стараются лучше артикулировать свою речь. Со стороны это кажется какой-то глупостью. Разве кошки все это понимают?

Оказывается — да. Французские зоологи доказали, что домашние кошки понимают, когда их хозяева обращаются к ним, а когда — к другим людям или другим кошкам. И легко отличают речь хозяев от речи незнакомцев.

В эксперименте участвовали 16 полуторагодовалых кошек. Им предлагали аудиозаписи голосов их хозяев. Не просто голосов, а обращений к своей кошке — приветствие, прощание, предложение поесть или поиграть. Эти голоса были спрятаны в ворохе других, чужих голосов и обращений к кошкам, принадлежавших 16 незнакомым женщинам.

Однако обмануть кошек не удалось. Они безошибочно различали среди чужих голосов и обращений голос своей хозяйки.

Результаты исследования в очередной раз подтверждают, что кошки при всей их демонстративной независимости привязываются к хозяевам и выстраивают с ними сложную коммуникацию.

Временами — образцовую, как это было в случае с Юрием Николаевичем Кнорозовым. В общем, это действительно был своеобразный и весьма плодотворный научный тандем.

Иллюстрация Петра Перевезенцева

Что общего у туши для ресниц и канарейки в клетке? Их объединяет одна ассоциация — с углем. Тушь черная, потому что красящий черный пигмент в ней — это сажа, или мелкодисперсный уголь. А что общего у канарейки с углем?

С конца XIX века и вплоть до 1986 года шахтеры в Великобритании спускались в угольную шахту вместе с канарейкой в клетке. Птичка работала своего рода газовым сенсором. Канарейка очень чувствительна к угарному газу и метану. Даже при небольших их количествах она падает в обморок и может погибнуть.

Применять канареек в качестве живых детекторов придумал Джон Холдейн. Не тот знаменитый Джон Холдейн, который генетик, физиолог, один из основателей синтетической теории эволюции. А его отец, физиолог Джон Холдейн, тоже не менее знаменитый. Он изучал дыхание человека. А эксперименты с газами проводил на себе и животных.

Однажды он решил выяснить, отчего умирают шахтеры в шахтах. Их лица были красными. Холдейн, посидев в камере с угарным газом, увидел, что лицо его покраснело, и понял — шахтеров убивает избыток угарного газа. В другом эксперименте с мышами и птицами он выяснил, что на малые примеси этого газа очень быстро реагируют мыши и канарейки.

Тогда-то, в 1890 году, он и предложил шахтерам брать с собой в шахту клетки с канарейкой. Не с мышкой, а именно с канарейкой. Потому что канарейка поет, и это слышат шахтеры. А если она замолкает, то надо посмотреть, не упала ли птичка с жердочки. Если упала, то это сигнал быстро выбираться из шахты. Кстати, канарейки, оказавшись на чистом воздухе, приходят в себя.

О шахтерских канарейках мне напомнила новость, пришедшая с научных и технологических полей. В данном случае — из Дании. Датские инженеры сделали датчик качества воздуха в виде умирающей канарейки, пластмассовой, разумеется. Это такая круглая подставка, которая крепится к стене. А на подставке — ярко-желтая пластмассовая канарейка. В систему встроен датчик углекислого газа. Как только его концентрация превышает тысячу частиц на миллион и держится на этом уровне, канарейка падает и тем самым показывает, что комнату надо срочно проветрить. А когда воздух очищается, канарейка поднимается и возвращается в нормальное положение. (Сайт проекта: https://www.canairi.io/)

Впрочем, ничего особенного здесь нет. Компания «Премьер Групп» с 2005 года производит и продает сигнализаторы и системы контроля загазованности. Они чувствуют метан и угарный газ. И называются они — «Кенарь»! Можно устанавливать в индивидуальных домах, в многоквартирных — везде, где используют газ.

Как видите, природа продолжает вдохновлять ученых и инженеров. А также — поэтов и музыкантов. Помните замечательную американскую песенку «Blue canary» — «Печальная канарейка»? В советское время ее исполнял Вячеслав Полунин с группой «Лицедеи». Музыку и текст написал Винсент Фьорино.

Многие думали, что эта печальная песня — о шахтерской канарейке с незавидной судьбой. Но ничего подобного. Канарейка, конечно, печалится, но вовсе не из-за угольной шахты, а из-за того, что ее бросил коварный кенарь. И вот теперь она одна в гнезде, плачет… И все такое. В общем, совершенно житейская история. Аллегория, я бы сказала.

Хотя… Очень может быть, что кенарь исчез не по собственной воле, а его забрали на работу в шахту. Потому что у канареек поют только самцы. Самки лишь чирикают и воркуют. Так что песенка, возможно, и про шахтерскую канарейку. Вообще, в этом мире все очень сложно и запутанно. Начнешь что-нибудь раскапывать, и уже не остановиться…

Иллюстрация Петра Перевезенцева

Пятнадцатого января 2022 года произошло сильное извержение подводного вулкана Хунга-Тонга–Хунга-Хаапай на архипелаге Тонга в южной части Тихого океана. Взрыв был одним из самых мощных из когда-либо наблюдавшихся. Он вызвал разрушительные цунами, которые оставили тысячи людей без крова. В атмосферу был выброшен высоченный столб пепла и воды. Но вот насколько он был высок?
За вулканом Тонга наблюдают три геостационарных метеорологических спутника. Во время самого извержения спутники делали снимки каждые 10 минут. Благодаря этим аэрофотоснимкам с разных точек, исследователям из Оксфордского университета удалось измерить высоту шлейфа.

Они применили так называемый эффект параллакса, с помощью которого в свое время было определено среднее расстояние от Земли до Солнца, расстояние до Луны.

Чтобы понять, как это работает, закройте один глаз, вытяните руку перед собой и поднимите большой палец. Посмотрите на него, зафиксируйте его положение относительно фона. А теперь закройте этот глаз и откройте другой. Будет казаться, что ваш большой палец слегка сместился на фоне. Измеряя это видимое изменение положения и комбинируя его с известным расстоянием между вашими глазами, вы можете рассчитать расстояние до большого пальца.

Это происходит потому, что наши глаза расположены на некотором расстоянии друг от друга, так что прямые линии, проведенные от пальца к глазам, образуют угол. Если продолжить эти прямые до фона, они укажут два разных положения пальца. Чем ближе палец к глазам, тем больше этот угол и тем больше кажущееся смещение.

Результаты показали, что шлейф достиг высоты 57 км. Это значительно выше, чем у предыдущих рекордсменов. Шлейф вулкана Пинатубо, проснувшегося на Филиппинах в 1991 году, дотянулся до 40 км в высоту. А извержение вулкана Эль-Чичон в Мексике в 1982 году дало шлейф высотой 31 км.

Итак, исследователи впервые столкнулись с вулканом, который своим извержением и выброшенной породой пробил не только тропосферу, нижний слой атмосферы, но и всю стратосферу и проник в мезосферу, которая начинается примерно в 50 км над поверхностью Земли.

Надо сказать, что еще 10 лет назад точно определить высоту вулканического шлейфа было невозможно, потому что не было такого хорошего спутникового покрытия. Оксфордские исследователи теперь намерены создать автоматизированную систему для вычисления высот вулканических шлейфов с использованием метода параллакса.

А какая, в сущности, разница, на какую высоту протянулся вулканический шлейф? Зачем преодолевать такие сложности, чтобы ее измерить?

Интерес не праздный и не случайный. Мощное извержение вулкана Кракатау, случившееся в 1883 года, выбросило в атмосферу более 20 км³ породы. Огромное количество диоксида серы попало в стратосферу и разнеслось по всей планете. Можно сказать — накрыло ее.

И в результате через год температура на Земле снизилась в среднем на 1,2 градуса. Почему? Потому что и мелкодисперсные частицы, и капельки воды, в которых растворились сернистые соединения, так называемые сульфатные аэрозоли, рассеивают и поглощают солнечные лучи.

Аналогичный эффект дало извержение вулкана Пинатубо на Филиппинах в 1991 году. Тогда среднегодовые температуры во всем мире снизились и держались на низкой отметке два года.

Определенно, извержения вулканов положительно влияют на охлаждение планеты. Это инструмент, которым пользуется природа, чтобы регулировать климат на Земле.

Но высоту шлейфа и состав важно знать еще и потому, что мелкодисперсные частицы могут оседать на поверхностях двигателей самолетов, плавиться и выводить их из строя.

Так что изучать вулканы и их шлейфы, их высоту и состав — крайне важно. Глядишь, и человек обучится у природы и сможет сам охлаждать планету.

Иллюстрация Петра Перевезенцева

Когда собирается толпа людей, тесно прижатых друг к другу, кажется, что сам воздух электризуется. Но, похоже, так оно и есть, ведь одежды людей трутся друг о друга, и возникает статическое электричество.

А кстати, заряжаются ли таким образом муравьи, которые живут в тесноте и постоянно трутся друг о друга? Или пчелы в рое или в полете, когда с невероятной частотой машут крыльями и трутся тушками о воздух и пыль? Ответ — да.

На самом деле, тут для статического электричества раздолье. Потому что покровы и муравья, и пчелы, а они, кстати, биологические родственники, состоят из твердых хитиновых оболочек и конструкций. Хитин и хитозан, эти природные полимеры, очень жесткие и не проводят электрический ток, то есть изоляторы. Они входят в состав панциря краба, например.

Так вот этого хитина и хитозана у муравьев и пчел полно. А еще куча всяких волосков на поверхности. Так что электризуются они прекрасно. Но почему я ни разу не видела, чтобы между ними проскакивала хоть какая-нибудь искорка? Наверное, потому, что они электризуются примерно одинаково. То есть между ними разность потенциалов маленькая.

Пошла и почитала про электрические способности пчел. Потрясающе! Они могут заряжаться отрицательно, и тогда им легко летать, потому что электрическое поле Земли поднимает их. А могут заряжаться положительно, и тогда электрическое поле прижимает их к Земле. А могут быть диполем, когда спинка положительная, а пузико — отрицательное.

Заодно выяснила, что статическое электричество — это только один из способов хапнуть себе электрический заряд. Причем — небольшой заряд, потому что электризация трением сильна, если трутся разнородные вещества, при трении однородных электризация слабее. Есть и другие способы. Например, пчелы умеют сажать на себя заряженные ионы из воздуха, которые образуются под воздействием космических лучей. И даже известен электрический заряд, который несет на себе пчела — несколько пикокулонов.

А зачем им заряды? Чтобы, например, экранировать свое гнездо, рой, улей от внешних факторов. В общем, сложнейшее инженерное создание эта пчела.

И тут ученые из Бристольского университета задались вопросом — могут ли вот эти крошечные заряды, которые пчелы носят на себе, всерьез влиять на атмосферное электричество?

Ученые проводили эксперимент на полевой станции Бристольского университета, где есть несколько ульев с медоносными пчелами. Исследователи располагали около ульев датчик, определяющий электрическое поле вокруг себя, и смотрели, как менялась разность потенциалов между поверхностью Земли и точкой над ней, то есть датчиком, когда к нему приближался рой пчел той или иной плотности.

Оказалось, чем плотнее рой, тем сильнее влияние. Типичный рой повышал напряженность в среднем на 100 вольт на метр. И это совсем не мало, потому что напряженность электрического поля Земли при нормальной погоде составляет от 100 до 300 В/м, при грозе — до тысячи.

Итак, чем больше и плотнее рои насекомых, тем заметнее их вклад в атмосферное электричество. А каким может быть максимальный эффект такого рода? Исследователи изучили с этой точки зрения роение пустынной саранчи. И были шокированы результатами.

Оказалось, что рой пустынной саранчи способен повысить плотность заряда так же, как и электрическая буря. То есть летящая туча саранчи, площадь которой может достигать тысячи квадратных километров, это своего рода грозовая туча — электрического заряда внутри нее до черта.

Так что рой саранчи вполне сопоставим с метеорологическим явлением. Впрочем, те, кто видел стаю саранчи, согласятся с этим и без всякого исследования. А вот мотыльки и бабочки не создают ощутимого заряда, потому что не собираются в плотные рои и стаи.

Ученые убедились, что биогенный фактор в формировании атмосферного электричества присутствует. И это не только пчелы и саранча, но и множество других летающих насекомых, которые могут подниматься над землей на несколько километров и нести на себе электрические заряды — от пикокулонов до нанокулонов.

И сдается мне, что тут участвуют не только пчелы, саранча и другие насекомые, но и микробы, и птицы, летающие стаями. Вот вам еще одно подтверждение того, что все в этом мире, живое и неживое, замешано в единый коктейль, все связано со всем и влияет друг на друга. И даже такая мелочь пузатая, как саранча, может тягаться с грозовой тучей, изрыгающей молнии. Все же велика Природа, мать наша!

Иллюстрация Петра Перевезенцева

Не знаю, как вы, а я очень боюсь природных стихий — землетрясения, наводнения, цунами. Потому что человек не может их ни остановить, ни предотвратить, хоть и пытается. Допустим, от вулкана можно убежать, он стоит на месте, хотя его раскаленная лава и течет, но все же медленно. Можно и от цунами рвануть в гору, если есть гора и ты знаешь о цунами хотя бы за 15 минут до его прихода.

От лесного пожара, которых сегодня на планете очень много, тоже можно убежать. Что и делают люди и звери. А вот что делать растениям? Они привязаны к месту, бегать не умеют. Поэтому нет у них никакой иной судьбы, как погибнуть в огне. Но, оказывается, не все так линейно.

На месте погибших растений появятся новые. Семена взойдут, корни пустят новые побеги. Проснутся семена, годами пролежавшие в почве в состоянии покоя, и пойдут в рост. Но это уже будут другие растения. Это будут растения, прошедшие огонь и получившие опыт, который помог им стать лучше.

Команда исследователей из Университета Миссури изучала, как почва после лесного пожара, насыщенная дымом, изменяет жизнь растений. И оказалось, что влияние благотворное. Растение лучше и активнее растет, как будто включает на полную катушку все резервы. На самом деле, деревенские жители это знают — наблюдали.

Чтобы внимательно изучить этот феномен, исследователи провели модельные эксперименты в лаборатории. Они имитировали почву после пожара, добавляя в обычную почву пищевую добавку «Жидкий дым». Эта жидкость содержит конденсат дыма от сгорания древесины, растворенный в воде. Экспериментальным растением был подсолнух.

Исследование было серьезным и довольно сложным, потому что ученые использовали радиоизотопы и рентгенографию, чтобы проследить транспорт сахаров по всему растению и понять, как он изменился. Именно от этого зависят рост и развитие. А сахара — это продукт фотосинтеза.

И вот результаты. У подсолнухов, выращенных на почве, обработанной «Жидким дымом», появляются третичные корни, то есть корней становится больше, а листья — более крупные, более толстые и более зеленые. Количество цветков на каждом растении увеличилось более чем вдвое.

А сами ткани подсолнуха стали жестче, потому что в них оказалось на треть больше лигнина, чем в контрольных растениях. И это хорошо для подсолнуха, он становится более устойчивым.

В общем, крепенькие выросли подсолнухи на почве с дымком. В чем же секрет дыма? Конечно — в веществах, которые входят в его состав. Катехол, резорцин, полифенольные соединения — именно они отвечают за этот необычный живительный эффект.

Ученые полагают, что и устойчивость к болезням и вредителям у подсолнухов на дымке заметно выше, например — к фитофторозу, стеблевой и корневой гнили. Но это они выяснят уже в следующих экспериментах.

А вообще, если вернуться к пожарам, то это природное явление. И от них есть польза, как от всего природного. Во-первых, они насыщают почву углеродом, тем самым улучшая ее. А во-вторых, выжигают всех чужаков и незваных гостей, заселивших земли и потеснивших их исконных обитателей.

Ну а в качестве бонуса за причиненные неудобства Природа с помощью дыма помогает растениям стать здоровее. Природа знает лучше — это один из основных законов экологии, который подтверждается всегда и везде.

Иллюстрация Петра Перевезенцева

Во времена моего советского детства в Москве едва ли не в каждом дворе были самодеятельные катки. Мужчины из соседних домов расчищали площадку, а потом, когда ударяли морозы, вытягивали из ближайшего окна первого этажа шланг, пускали по нему горячую воду и заливали каток.

Почему горячей? Да потому что быстрее и ровнее застывает. Так говорили все — как о само собой разумеющемся. Лед и правда был гладкий и схватывался быстро. Но почему же горячая вода замерзает быстрее холодной? Это же не логично?!

О том, что есть такой странный эффект быстрого замерзания горячей воды, ученые заговорили в середине 60-х годов. Этот эффект назвали именем танзанийского школьника Эрасто Мпембы, который его и открыл. История известная. Тринадцатилетний школьник вместе с одноклассниками на практикуме по кулинарии делал мороженое.

Он растворил сахар в горячем молоке и поставил в холодильник, забыв, что прежде надо было бы молоко остудить. Но оказалось, что его молоко замерзло быстрее, чем у его одноклассников, хотя они-то все сделали правильно.

Эрасто поделился своим открытием с учителем, но тот отшутился.  Однако Мпембе оказался твердым орешком, упорным. Именно таким место в науке. Он продолжил успешно экспериментировать с горячей и холодной водой.

И когда в школу приехал университетский профессор Дэнис Осборн, чтобы почитать старшеклассникам лекцию по физике, Мпембе задал ему тот же вопрос — почему горячая воды замерзает быстрее? Чем, надо сказать, поставил профессора в тупик.

Но профессор Осборн оказался настоящим ученым и немедленно проверил наблюдения школьника в собственном эксперименте. И несказанно удивился — наблюдаемое противоречило здравому смыслу.

Профессор Осборн оказался еще и приличным ученым, поскольку опубликовал научную статью про необычный эффект вместе со школьником, его открывателем. Так в науку вошел эффект Мпембе. Говорят, что о нем знали еще во времена Аристотеля и Декарта. Но поди — проверь!

Эффект — эффектом, однако наука должна отвечать на вопросы. В данном случае — почему горячая вода замерзает быстрее холодной? Существует много разных гипотез. Кто-то считает, что горячая вода быстрее охлаждается за счет ее испарения с поверхности, а этот процесс происходит с поглощением тепла. Да к тому же при испарении объем воды уменьшается, а меньший объем замерзает быстрее.

Кто-то полагает, что все дело в газах, всегда растворенных в воде, которые мешают воде замерзать. А вот в горячей воде их сильно меньше. А кто-то и вовсе уверен, что никакого эффекта Мпембе нет, а есть только некорректно поставленный эксперимент. В общем — объяснений много, но единого мнения нет.

И вот свежая гипотеза пришла недавно из Технологического университета Наньян в Сингапуре. Как выяснили китайские химики, секрет кроется в количестве энергии, запасенной в водородных связях между молекулами воды. Таким образом, оказывается, что в водородных связях горячей воды хранится больше энергии, а значит, ее высвобождается больше при охлаждении до минусовых температур. По этой причине застывание происходит быстрее.

Как вам такая версия? Мне, если честно, не очень. Но вообще, вода — самое необыкновенное, самое загадочное вещество на Земле, состоящее сплошь из аномалий. Так всегда говорил академик И.В. Петрянов-Соколов, создатель и бессменный главный редактор нашего журнала. Соответственно — и у льда много сюрпризов.

Вот, например, вода, превращаясь в лед, увеличивает свой объем примерно на 9%. Поэтому бутылку, заполненную водой под самое горлышко и положенную в морозилку, обязательно разорвет. Кстати, по этой же причине сливают воду из труб на летних дачах на зиму, иначе лед может разорвать и трубы.

Если вода при замерзании расширяется, то, значит, плотность льда меньше, чем у воды, и он должен быть легче воды. Так и есть. Природа придумала это не случайно. Зимой лед образуется на поверхности водоемов, поскольку он легче. Этот ледяной щит не дает воде на глубине охлаждаться и замерзать. Поэтому водные обитатели выживают в холода.

А вообще-то существует более двух десятков модификаций льда, аморфных и кристаллических. У самого обычного льда, который образуется в природе, — гексагональная структура. Молекулы воды при охлаждении выстраиваются в шестиугольники, которые соединяются и образуют ажурную структуру.

Но есть и другие виды льда, у которых структура совсем другая, а потому — и свойства другие. Есть лед с явно выраженными магнитными свойствами, есть лед, хорошо проводящий электрический ток. Разные модификации получаются в зависимости от условий кристаллизации — температуры и давления. Бытие определяет структуру.

Кстати, в том же 1963 году появился роман Курта Воннегута «Колыбель для кошки». Он был модный много лет, все его читали. Сюжет строится вокруг вещества, именуемого лед-9. Это искусственный материал, страшно опасный для жизни. Дело в том, что вода при контакте с ним, превращается в лед-9. Попади он в Мировой океан, планета превратится в ледышку. В конце концов, так все и происходит.

Среди модификаций льда, открытых учеными, есть и лед-9. Но ничего общего с воннегутовским он не имеет. Просто у него тетрагональная структура. А вот обычного льда на Земле много — около 30 млн км³. В основном он сосредоточен в полярных шапках, прежде всего — в Антарктиде. Здесь толщина льда достигает 4 км.

В общем, лед — уникальный природный материал, и было бы странно, если бы никто не захотел его использовать. В 1942 году, в разгар Второй мировой войны, англичанин Джеффри Натаниэль Пайк, журналист, разведчик и по совместительству изобретатель, предложил сделать плавучую авиабазу для самолетов, которые будут бомбить суда и подводные лодки немцев.

Причем сделать этот плавучий остров он предложил изо льда, армированного древесными опилками. Материал не тонул, был невероятно прочный, и изготавливать его было легко. Древесную пульпу смешивают с водой (15% и 85%), заливают в формы и замораживают. В общем — обычное литье. Получался материал, который легко поддавался обработке. И таял гораздо медленнее. Медленнее, чем айсберг. Его назвали «пайкрит» в честь изобретателя.

Лорд Луи Маунтбеттен, адмирал флота, навестил Уинстона Черчилля в его доме и представил ему новый материал прямо в ванной премьер-министра. Твердый монолитный брусок не тонул. Наблюдая за изумлением премьер-министра, лорд Маунтбеттен тут же предложил ему проект плавучей военной авиабазы «Аввакум».

Черчилль одобрил проект. Дело оставалось за малым — убедить американцев финансировать этот проект. Лорд Маунтбеттен поехал в США и на военном совете с союзниками положил на столь два куска льда — обычного и пайкрита. Потом достал револьвер и на глазах изумленной публики выстрелил в обычный лед. Тот разлетелся. Потом выстрелил в пайкрит. Пуля отскочила от прочного материала и зацепила ногу генерала Кинга. Все были в шоке. Но генерал был не в претензии, а в восхищении. Вопрос был решен.

В Канаде, на озере Патриция, совместными усилиями стали возводить прототип «Аввакума». Но вскоре возникли трудности, и прежде всего — с финансированием. Время было тяжелое, деньги требовались для другого. Проект «Аввакум» не состоялся, и модель плавучей авиабазы размером 18х9 м при высоте 6 м и весе больше 1000 тонн, осталась на приколе в этом озере. Она полностью растаяла только лишь через три года. При этом, замечу, что три года она стояла без всякого охлаждения.

Про лед как строительный материал не забыли. Ледяные скульптуры, ледяные бары, ледяные отели и много чего еще. Но это все так мелко на фоне «Аввакума» водоизмещением 1 млн 800 тысяч тонн, размером 600 х 90 м, высотой 60 м, толщиной днища и бортов 12 м, на котором могли уместиться 200 истребителей или 100 бомбардировщиков. Нет сегодня таких масштабных проектов, увы.

…на протяжении тысячелетий индейские племена на юго-западе США регулярно выжигали небольшие деревья и кустарники, создавая лоскутное одеяло из небольших целенаправленных ожогов, которое защищало от стихийных лесных пожаров (Science Advances)…

…у людей с более высоким уровнем витамина D в мозге лучше когнитивные функции (Alzheimer’s & Dementia)…

…волнистая рябь на поверхности сосулек связана с наличием примесей в воде, из которой сосулька образовалась (Physical Review E)…

…подавляющее большинство из тех, у кого диагностирована хроническая обструктивная болезнь легких, имеют отличное психическое здоровье (International Journal of Environmental Research and Public Health)…

…разработан первый общий метод пятистадийного синтеза множества вариантов 1,2,3,5- тетразинов — потенциальных фармпрепаратов и биологических зондов (The Journal of Organic Chemistry)…

…у людей, ставящих перед собой высокие цели, риск смертности от любых причин более чем вдвое меньше, чем у людей, которые этого не делают (Preventive Medicine)…

…впервые идентифицирована ДНК возрастом в два миллиона лет, найденная в ледниках Северной Гренландии, что на миллион лет старше предыдущего рекорда для ДНК, взятой из кости сибирского мамонта (Nature)…

…создана модель «сердечный приступ на чипе» — устройство, которое послужит испытательным стендом для разработки новых сердечных препаратов и персонализированных лекарств (Science Advances)…

…батарея Na-S — более энергоемкая и менее токсичная альтернатива литий-ионным батареям, которые дороги в производстве и переработке (Advanced Materials)…

…вирус SARS-CoV-2, вызывающий ковид, поражает кортикальные нейроны и, в частности, разрушает их синапсы, которые позволяют нейронам общаться друг с другом (PLOS Biology)…

…покрытые ржавчиной ирригационные трубы намекают на недостаток нитратов в грунтовых водах (ACS ES & T Water)…

…создан одноразовый биосенсор на бумаге, который позволяет надежно обнаруживать в мясе биогенный амин путресцин (1,4-диаминобутан) — признак гниения продукта (ACS Applied Bio Materials)…

…прототип тандемного солнечного элемента из двух слоев перовскита, каждый из которых настроен на различные части солнечного спектра, преобразует солнечный свет с рекордной эффективностью 27,4% (Nature)…

…сегодня шведские мужчины и женщины с более высокими доходами имеют больше детей (Population Studies - полный текст)…

…поддержание относительной влажности в помещении от 40 до 60% уменьшает случаи заражения Covid-19 и смертность от этого заболевания (Journal of the Royal Society Interface - полный текст)…

…археологи на раскопках Арма Вейрана в Лигурии (Италия) нашли доказательства использования детских колясок 10 000 лет назад (Journal of Archaeological Method and Theory - полный текст)…

…на долю процесса Хабера—Боша, который обычно используют для синтеза аммиака, приходится около 1% ежегодных глобальных выбросов углекислого газа (Angewandte Chemie International Edition - полный текст)…

…нет доказательств, что широко пропагандируемый в мире подход к обучению, «ориентированный на ученика», на самом деле эффективен (International Journal of Educational Development - полный текст)…

…сигареты, электронные сигареты и марихуана сильно влияют на электрическую активность, структуру и нервную регуляцию сердца (Heart Rhythm - полный текст)…

…неандертальцы из пещер Чагырская и Окладникова находятся в близком родстве с европейскими неандертальцами (Nature - полный текст)…

…каждый кубический миллиметр мозговой ткани содержит около 100 000 нейронов (Nature Biomedical Engineering)…

…бездействующая черная дыра в созвездии Змееносца примерно в 10 раз массивнее Солнца и расположена на расстоянии около 1600 световых лет от нас (Monthly Notices of the Royal Astronomical Society)…

…противовирусный препарат эдоксудин, открытый в 60-х годах и используемый против герпеса, ослабляет защитную поверхность бактерий Klebsiella и облегчает их уничтожение иммунными клетками (PLOS One - полный текст)…

…более 1 млрд подростков и молодых людей потенциально подвержены риску потери слуха из-за использования наушников и вкладышей, а также посещения громких музыкальных заведений (BMJ Global Health - полный текст)…

Иллюстрация Петра Перевезенцева

У Аркадия Райкина была гениальная миниатюра «Рационализатор». Актуальная, кстати. Помните про балерину?  «Вот балерина — крутится, крутится, аж в глазах рябит. Прицепить ее к динамо — пусть ток дает в недоразвитые районы».

Действительно, энергию можно извлекать из всего, как минимум — из того, что движется. Много проектов на эту тему обсуждалось. Помню, инноваторы размышляли о том, как бы преобразовать энергию толпы на улицах, которая все время движется, особенно в часы пик. И энергию машин, движущихся по шоссе.

Но вот, кажется, от размышлений и мечтаний специалисты перешли к делу. Швейцарские материаловеды придумали покрытие для пола, которое может преобразовывать шаги человека в электричество.

В самом явлении, которое называется пьезоэффект, ничего нового нет. Его открыли братья Кюри еще 140 лет. Так что мы давно уже знаем, что есть кристаллические материалы, например — кварц, которые при сжатии или растяжении производят электрический ток. Это явление давно работает в технике разного рода.

И вы, несомненно, используете его в повседневной жизни, если у вас есть пьезозжигалка, чтобы поджигать газ в плите на кухне. В зажигалке установлен кристалл кварца. Когда вы нажимаете на кнопку, молоточек ударяет по кристаллу, и на его гранях образуются электрические заряды. В сущности — у вас в руках миниатюрная электростанция.

Однако швейцарские исследователи использовали для покрытия пола древесину. Оказывается, и я об этом не знала, древесина обладает пьезоэлектрическими свойствами. Этот факт установили еще в пятидесятых годах. Но эффект слабенький, поэтому как пьезоэлектрик древесину никогда всерьез никто не рассматривал.

Швейцарские материаловеды решили усилить пьезоэлектрический эффект древесины. Для этого надо было увеличить сжимаемость материала. А что мешает древесине сжиматься? Лигнин. Его, например, в хвойных породах, очень много — половина по весу.

Вообще, если говорить о структуре древесины, то она похожа на железобетон. Волокна и кристаллиты целлюлозы — это арматура, прочный каркас, а сложное полимерное соединение лигнин — это бетон, залитый вокруг арматуры.

Так вот этот бетон-лигнин материаловеды решили убрать, чтобы дать возможность кристаллитам целлюлозы свободно сжиматься под давлением. То есть увеличить амплитуду этих колебаний.

Исследователи нашли красивое решение — поручить работу по уничтожению лигнина грибам отдела базидомицетов.

Древесину резали на тонкие пластинки, сушили при температуре 100 градусов в течение суток, потом наносили на поверхность свежеприготовленную культуру грибов и оставляли во влажной атмосфере на несколько недель.

Лучше всего с задачей справлялись клетки гриба трутовика. Вы его точно знаете — он растет на деревьях в виде полукруглых, плоских, выступающих пластин.

За восемь недель эксперимента древесина потеряла почти половину веса, и в основном — за счет лигнина, который съели грибы. А вот целлюлозный каркас древесины оставался практически неизменным — это было хорошо видно на снимках сканирующей электронной микроскопии.

Как и предполагали материаловеды, лишенная лигнина древесина сжималась значительно лучше. И ее пьезоэлектрические свойства улучшились в 55 раз!

Представьте себе кубик древесины со стороной 15 миллиметров. Если взять девять таких кубиков и соединить их последовательно, то можно получить электроэнергию, достаточную для питания светодиода.

Из нового материала авторы предлагают сделать напольное покрытие для домов, которое будет производить электроэнергию под тяжестью шагов человека. Но, думаю, в доме, где люди ходят довольно редко, это вряд ли будет работать. Тут нужно помещение, где много людей и они постоянно двигаются — футбольное поле или дискотека. Так что Аркадий Райкин как в воду глядел.