Науки о космосе

Есть люди, которые любят есть чеснок. И большинству от этого лакомства приходится отказываться — боятся напугать окружающих неприличным запахом. Однако есть мнение, что управа на чеснок имеется. Так, одна из городских легенд утверждает, что это йогурт.

В космосе находят немало простейших органических молекул, но загвоздка в том, что нет механизма, позволяющего строить длинные углеродные цепочки. А без них нет биополимеров и, стало быть, жизни. И вот механизм найден стараниями исследователей из университетов Хоккайдо и Токио.

Многие люди считают, что химия простирает свои руки уж слишком широко. Пищевые красители, ароматизаторы и консерванты, сложные лекарства, вызывающие побочные эффекты, — всего не перечислишь, а ведь это вредно, наверное. Так давайте же есть простую пищу: хлеб, мед, молоко прямо из коровы, а лечиться будем травами. Увы, натуральное — не значит безопасное.

Как на Земле зародилась жизнь? Этот вопрос не дает покоя ученым всех времен. Мы постоянно рассказываем о гипотезах, описывающих, как это случилось. Сегодня предлагаем вам еще одну.

Астрофизики впервые обнаружили сложные органические молекулы в межзвездной пыли ранней галактики. Ученые полагают, что крупные молекулы полиароматических углеводородов могли становиться центром притяжения, зародышами для образования частиц пыли, при конденсации которых образовывались новые звезды.

Пористый монтмориллонит Na_x(Al, Mg)_2-3Si₄O₁₀(OH)₂∙nH₂O способен сильно увеличивать свой объем и поглощать органические и неорганические соединения. Эту глину можно применять для доставки лекарств, очищения крови и желудочно-кишечного тракта от вредных веществ, выведения аллергенов, бактерий и вирусов из организма, поглощения тяжелых металлов и пр. Ученые из Института химии силикатов имени И.В. Гребенщикова РАН выяснили, как изменяются свойства синтетических монтмориллонитов в зависимости от условий их получения. Оказалось, их токсичность можно значительно снизить, если оптимизировать условия синтеза и правильно подобрать исходные вещества. Уже такие синтетические глины можно использовать в медицине.

Ученые МИФИ давно изучают гиперкубан (C₄₀H₂₄), которая имеет две оболочки, вложенные одна в другую. Форма молекулы похожа на проекцию четырехмерного куба на трехмерное пространство. Физики решили теоретически проверить, сможет ли молекула гиперкубана образовать кристаллы. Они провели квантово-механическое моделирование, построили структурные модели кристаллов и рассчитали их оптические свойства. Результаты превзошли все ожидания — две формы молекулы оказались полупроводниками, третья — проводником. Сейчас авторы работы оценивают возможности применения гиперкубанов в литий-ионных аккумуляторах.

Пекинские физики научились покрывать листовые материалы жидкими легкоплавкими соединения галлия, индия, висмута и олова. Избранный ими способ оказался неожиданно простым. Проводящая электрический ток бумага сохраняет механические свойства и легко складывается в разные объемные фигуры. Она имеет память формы, поэтому из нее можно изготовить разные электронные приборы, например приемные и передающие антенны. Сейчас инженеры заняты разработкой оборудования для массового производства.

В состав волос входят два ценнейших вещества: белок кератин и высокомолекулярные пигменты со сложным составом — меланины. Оба эти природные вещества можно было бы использовать в медицине. Но для этого их надо извлечь из волос. Химические методы, конечно, есть, но они жесткие, использующие агрессивные вещества, которые ломают структуру меланина, да и кератина тоже. Теперь такой мягкий, неразрушающий метод извлечения появился.

С оксидом кремния дела на Земле обстоят неплохо — больше половины земной коры именно из него. И применяется он тоже весьма широко — в любом компьютере, в любом радиоприемнике и радиопередатчике, а в новом веке — в детекторах гравитационных волн. За какие заслуги и благодаря каким свойствам?

Строгой зависимости плотности вещества от атомного номера и атомной массы нет. Почему так? Видимо, потому, что плотность зависит от двух факторов: массы атома, прежде всего его ядра, и от того, как атомы упакованы, фактически от размера атома. Попробуем эту зависимость проявить на примере металлов и полуметаллов.

Про окислительный стресс известно немало. Он развивается, когда не справляется антиоксидантная защита. Восстановительный стресс изучен гораздо хуже. Стресс на то и стресс, чтобы не проходить без последствий. Избыток окислителей связывают с нарушением клеточных функций и развитием сердечно-сосудистых, нейродегенеративных и онкологических заболеваний, а также со старением. Последствия восстановительного стресса сейчас активно исследуют.

«Дождевая вода мягкая, поэтому, если ею вымыть волосы, они станут мягкими и шелковистыми», — разъясняют сайты красоты. И в чем-то они правы: действительно, в дождевой воде нет солей, однако эта картина сильно упрощена, есть еще некий таинственный химический процесс.

Вопрос о происхождении земных элементов и их изотопов решает теория образования Солнечной системы. В начале года в журнале Science появилась работа английских ученых, посвященная изучению изотопного состава метеоритов. Исследователи проанализировали 18 метеоритов на предмет содержания в них пяти разных изотопов цинка. Из них 7 карбонатных метеоритов происходило из внешних областей Солнечной системы, 11 некарбонатных – из внутренних. Затем ученые сравнили изотопные соотношения с земными. Оказалось, что метеориты, родившиеся от астероидов внешней частей Солнечной системы, поставили около половины земного цинка. Этот вывод резко противоречит современным теориям происхождения ранней Солнечной системы. Согласно им Земля формировалась в основном из материала ее внутренних частей.

Реакции, катализируемые гамма-излучением, могут производить аминокислоты. Возможно, этот процесс внес свой вклад в возникновение жизни на Земле.

Уже три десятилетия физики обсуждают идею о том, что при остывании до минус 100°C, вода должна разделяться на две несмешивающиеся жидкости. Физики на суперкомпьютере исследовали образование двух фаз разной плотности при фазовом переходе первого рода в сильно переохлажденной воде. Ученые применили нейронную сеть, обученную на результатах расчетов по теории квантового функционала плотности. Искусственный интеллект подтвердил существование фаз. Методологию компьютерного расчета планируют применить к другим веществам, например полимерам.