«Химия и Жизнь», Июнь 2024

Превращать азот атмосферы в сложные соединения, да еще в нормальных условиях, умеют только азотфиксирующие бактерии. Человеку для этого нужны высокая температура и давление. Так было до окончания многолетней работы исследователей из России и КНР, которые научились с помощью обычной воды превращать атмосферный азот сразу в два биологически активных вещества: гидроксиламин NH₂OH и нитроксил HNO. Это не чудо, а результат напряженного интеллектуального труда.

Сканирующий туннельный микроскоп c движущейся иглой можно использовать для химической модификации отдельных молекул. Исследователи научилась синтезировать радикалы с двумя неспаренными электронами и стереоизомеры дигидроазулена на поверхности гексабромзамещенного тринафтопропеллана, осажденного на подложки серебра. Режимы образования двух стереоизомеров и радикала регулирует ток через острие. Чтобы продемонстрировать воспроизводимость и управляемость структурной изомеризации, ученые нанесли на поверхность соединения закодированную фразу. Изомеризация нужна для создания углеродных наноструктур, получения новых квантовых материалов и магнитных молекул.

Каждый год лучи Солнца доставляют на Землю энергию на три порядка превышающую потребности человечества. Пока на мировом рынке доминируют кремниевые солнечные батареи, однако их эффективность ограничена. Физики придумали, как повысить эффективность солнечных элементов из гидрогенизированного кремния с помощью пленки тетрацена. Его ненасыщенные химические связи с флуктуирующей энергией, которые возникают на границе пленки с подложкой, резко ускоряют перенос экситонов через этот раздел. Расчеты на суперкомпьютере показали высокую эффективность таких элементов.

Солнце постоянно производит легкие химические элементы. Тяжелые элементы рождаются в энергонасыщенных условиях слияния нейтронных звезд, Международная группа ученых во главе с Олегом Тарасовым синтезировала пять новых тяжелых изотопов на уникальной установке FRIB в Мичигане. Это тулий-182, тулий-183, иттербий-186, иттербий-187 и лютеций-190. Для их создания физики направили пучок ионов платины с энергией в 186 МэВ на углеродную мишень. Теперь экзотические изотопы можно получать в массовых количествах и проводить с ними эксперименты. Ученые намерены уточнить модели ядер и выяснить в деталях, как образуются тяжелые элементы в звездах.

Новые лабораторно синтезированные химические элементы крайне нестабильны — самые тяжелые распадаются за несколько секунд. В начале года журнал Nature Reviews Physics опубликовал обзор международной группы экспертов в области теоретической и экспериментальной физики и химии сверхтяжелых элементов. Статья суммирует основные проблемы их синтеза и рассматривает возможный предел периодической системы с учетом данных искусственного синтеза и космических исследований. Авторы обсуждают предположение, что такие атомы принципиально отличаются от более легких, что ведет к отклонениям от известных физикам закономерностей.

Монослой атомов углерода, графен, делают стабильным самые прочные из известных химических связей. Однако у него нет запрещенной энергетической зоны для носителей заряда свойственной полупроводникам. После 20 лет работы ученые создали первый графеновый полупроводник, совместимый с традиционными технологиями кремниевой микроэлектроники. При испарении кремния с кристаллов SiC их поверхность кристаллизуется в графен, поэтому исследователи смогли с помощью температурной модификации получить его моноатомный слой на плоских гранях карбида кремния. Новый полупроводник обладает в 10 раз большей подвижностью электронов, чем кремний. Они движутся в нем с очень низким сопротивлением, что повышает быстродействие электроники.

В этой статье мы расскажем историю открытия-закрытия чудо-препарата «Гравидан», которым лечили едва ли не все болезни, включая старость. Ее воссоздал Роман Алексеевич Фандо, директор Института истории естествознания и техники имени С.И. Вавилова РАН. Он перерыл горы архивных материалов и первоисточников, чтобы восстановить подробную историю гравидана — такой, какой она была. Результаты своего исследования Роман Алексеевич опубликовал в журнале «Вопросы истории естествознания и техники». А мы предлагаем вам краткий пересказ этого объемного труда.

«Прошел регистрацию оригинальный российский препарат против болезни Бехтерева — первый в мире и первый в своем классе, способный остановить развитие болезни Бехтерева, которая пока считается неизлечимой», — пишут СМИ. Это оригинальный российский препарат, не копия зарубежной разработки. И это инновационный препарат на основе моноклонального антитела, для создания которого нужно было установить причины заболевания на молекулярном уровне. Что за препарат, как он работает, зачем нужно антитело, подавляющее иммунный ответ, — разбираемся вместе с читателями.

Мы продолжаем серию публикаций, посвященных сопоставлению научно-технических идей, высказанных когда-либо в научной фантастике, и современных их реализаций. В этом номере речь пойдет о космических станциях, лунном вездеходе и роботизированной обуви Moonwalkers.

С орбиты Красной планеты можно увидеть ее рельеф и выявить отложения различных пород, но трудно понять их геологическую историю. Марсоход Perseverance с семью научными приборами с 2021 года собирает материал поверхности Марса и анализирует ее строение и состав у кратера Джезеро в десятки километров размером. С мая по декабрь 2022 года ровер съезжал со дна кратера на прилежащую к нему дельту реки с осадочными отложениями. Астрофизики смогли судить о залегании слоев местного грунта, их структуре и составе до глубины 20 метров. Ученые выяснили геологическую историю местности с озерными отложениями. Образцы грунта и горных пород будут доставлены на Землю.

С помощью телескопов TESS и CHEOPS ученые обнаружили у звезды HD110067 удивительную планетную систему. Все ее шесть планет радиусами в два-три земных обращаются в резонансах друг с другом. Астрофизики рассчитали гравитационные взаимодействия между планетами, что позволило определить основные характеристики очень редкой системы. У половины из них удалось измерить массы. Ученые работают над выяснением состава планетных атмосфер. Гармоничная связь периодов заставляет предполагать, что архитектура системы не менялась с момента рождения.

Астрономы обнаружили две совершенно разные экзопланеты у звезды HD88986, близкого к нам светила больше Солнца, но с такой же температурой поверхности. На расстоянии в десятки а.е. от звезды находится крупная планета массой на порядок больше массы Юпитера. Рядом с ней, на орбите радиусом 0,6 а.е. — другая маленькая и холодная планета в 2,5 земных радиуса и массой около полутора десятков земных. Ученые сделали заключение о неизменности ее химического состава. Они считают, что маленький Нептун между орбитами Меркурия и Венеры в будущем может стать прародителем планет типа Земли.

Геологи считают, что метан образуется в недрах земли — содержащие углерод отложения доисторической морской биоты, торфа и другой органики разлагаются микроорганизмами без доступа кислорода. Есть метан и в талой воде, которая вытекает из-под ледников в горах. Недавно оказалось, что его количество в Юконе на порядки превышает фоновые значения. При этом концентрация во льду и талой воде ниже той, что существует у края ледника. Ученые предполагают существование ранее неизвестных источников газа, доступ к которым затруднен. Находка свидетельствует о присутствия метана под многими ледниками мира, что может изменить наши представления о круговороте углерода на планете.

Температура замерзания воды и таяния льда падает с давлением. Это приводит к выравниванию рельефа льда, погруженного в воду. Ученые изучили это явление под шельфовым ледником Росса в Антарктиде с помощью специализированного робота, а затем применили новые знания к ледяным спутникам Юпитера и Сатурна. Для них астрофизики составили карту возможных толщин ледяных оболочек, рассчитали точки замерзания воды при различных давлениях и солености и оценили температуру подледных океанов. Исследователи надеются, что космические миссии ближайших десятилетий проверят их выводы.

Число подтвержденных планет у других звезд перевалило за пять тысяч. В отличие от планет нашего Солнца они настолько разнообразны, что астрофизики иногда затрудняются в их систематике. Тем не менее планетология сегодня переживает период своего расцвета, который, без сомнения, приведет к радикальным изменениям в ней.

Если спросить человека, какое животное виляет хвостом, большинство ответит, что собака. (Что ответит меньшинство, сказать сложно, но меньшинство непременно должно быть). Но почему именно собака? И почему виляет? На эти вопросы пока нет ответа.

В предыдущей статье рассматривались общие свойства и применения льда, а в этой статье сосредоточимся на его конструкционных применениях. Конструкционные материалы — твердые тела, к которым приложены внешние силы и которые, несмотря на это, обеспечивают целостность и устойчивость конструкции. В чем плюсы льда, мы уже сказали, но есть у него и минусы: недостаточная прочность, склонность к хрупкому разрушению и текучесть.

Целебные травы гордятся давностью своего медицинского служения: об одной писали еще три тысячи лет назад, о другой — все пять. Пожалуй, всем им даст фору тысячелистник обыкновенный Achillea millefolium. Это одно из самых используемых растений как в народной, так и официальной медицине, и пора уже о нем сказать несколько слов.

Экраны озарились слепяще-белым, потом почернели. Затихло щелканье радиометров. 
— Взяли! — ликующе крикнул бортинженер Фалин. — Взяли световой барьер!
— И у какой мы сейчас звезды? — поинтересовался бортврач Славин.
— Всё еще около нашей, — с досадой ответил штурман Кондратьев. — Светомесяц от Солнца.
— Так был ли переход?
— Был, Женя! — продолжал шумно радоваться Фалин. — Был! Только маленький...

С большой долей вероятности засуха в Монголии и прилегающих регионах есть следствие того, что Центральноазиатский антициклон обрел небывалую силу. Его дыхание теперь ощущают не только Монголия и Средняя Азия, но и все территории Евразии. Ведь, расширяясь до Уральских гор, этот антициклон блокирует естественное движение воздушных масс с запада на восток; точнее, западные ветры сохраняются, но они обтекают блокирующий антициклон, создавая местами меридиональный перенос воздушных масс. Есть ли возможность отрегулировать климат, снизить мощность антициклона, обеспечить беспрепятственный проход воздушных масс с запада на восток и так покончить с азиатской засухой? Да, выход есть, причем сулящий колоссальную выгоду всей Азии от Каспия до Байкала, от Пекина до Салехарда: поднять обводненность всего региона, резко увеличив размеры внутренних морей.

Турбулентности, или воздушные ямы, — дело обычное, они вызваны восходящими потоками воздуха или завихрениями атмосферных фронтов. Однако из-за нагрева планеты набирают мощность невидимые даже радару ямы ясного неба, их причина — резкое различие направления и скорости ветров на близких высотах.

Пирамиды Египта — символ вечности посреди пустыни. Там же расположена Долина храмов, и многие энтузиасты задаются вопросом — как сюда притащили огромные каменные глыбы, все эти величественные обелиски, циклопические колонны, если их вырубали гораздо выше по течению Нила? Ларчик сумели открыть американские и египетские геофизики.

Караван из восьми ногошлепов двигался по дну ущелья. Робот-носильщик — две ноги, пять видеокамер, гироскоп и емкость для груза. Апгрейд из скорострельного пулемета и мощного ИИ превращал его в серьезную силу. Серегин отряд ногошлепов мог перебросить полтонны запрещенки через границу, а мог разгромить селение или пограничную заставу. Стрелять по людям вшитые в ИИ блокировки не позволяли, но ведь можно все сломать и не трогая людей...