Наука и технологии

Химия: достижения, проекты, гипотезы, факты

(17 сообщений за период с 22 ноября 2008 по 19 ноября 2011)

19 ноября 2011

300 лет со дня рождения Михаила Васильевича Ломоносова

300 лет со дня рождения Михаила Васильевича Ломоносова

Родился 8 ноября (19 ноября по новому стилю) 1711 года в деревне Денисовка (ныне село Ломоносово) Куростровской волости около села Холмогоры (Архангельской губернии).

Это первый русский учёный-естествоиспытатель мирового значения, человек энциклопедических знаний, разносторонних интересов и способностей, физик, один из основоположников физической химии, астроном, географ, геолог, философ, поэт, заложивший основы современного русского литературного языка, художник, историк, поборник отечественного просвещения и развития самостоятельной русской науки.

Скончался 4 (15) апреля 1765 года. Похоронен на Лазаревском кладбище Александро-Невской лавры в Санкт-Петербурге,

 

 

---------------------------------------------------------------------------------------------

5 октября 2011

Названо имя Нобелевского лауреата по химии


фото с персональной страницы лауреата: materials.technion.ac.il

Нобелевский комитет присудил самую престижную научную премию в области химии израильскому ученому Даниэлю Шехтману (Daniel Shechtman) за открытие квазикристаллов. Сумма премии составляет 10 миллионов шведских крон (около 1,4 миллиона долларов). Торжественная церемония награждения пройдет в Стокгольме 10 декабря.

Квазикристаллы, как "обычные" кристаллы и аморфные тела - это одна из форм организации структуры твердых тел. Они обладают запрещенными для обычных кристаллов осями симметрии, в частности, седьмого, восьмого, десятого, двенадцатого и других порядков. Кроме того, ось симметрии, которой обладают квазикристаллы, запрещена в классической кристаллографии.

Шехтман получил первую микрофотографию структуры квазикристалла в 1982 году. В отличие от привычных изображений кристаллов, рисунок расположения атомов в квазикристалле не повторяется периодически. Результаты Шехтмана были неоднозначно восприняты научным сообществом - защищая свою работу, ученый был вынужден покинуть исследовательскую группу, в которой он состоял на тот момент.

В 2010 году в России был впервые обнаружен природный минерал, обладающий квазикристаллической структурой.

Источник: lenta.ru

---------------------------------------------------------------------------------------------

5 января 2011

Научные итоги 2010 года

Большое будущее


Так выглядит "глазами" приборов аннигиляция ускользнувших от ученых молекул антиводорода с "обычной" материей. Изображение пресс-службы CERN

 

 

В 2010 году наука бодро развивалась во всех областях.
Физики сумели поймать в ловушку атомы антиматерии, астрономы почти нашли планеты, на которых могла бы завестись жизнь, биологи расшифровывали геномы новых видов людей, а инженеры запускали частные космические корабли.

Все эти и другие интересные события [прошлого] года представлены в кратком обзоре научных итогов [астрономия, физика, математика, биология] от Ирины Якутенко.

 

 

 

 

Весь текст: lenta.ru

---------------------------------------------------------------------------------------------

20 августа 2010

Физика. Химия

Найден способ фотографировать водородные связи


Зеленым показаны водородные связи между молекулами. Справа они представлены схематически.
Изображение авторов исследования
Ученым впервые удалось сфотографировать водородные связи - достаточно слабый тип связей, который, тем не менее, определяет физико-химические свойства многих веществ. <...>

Водородные связи образуются между атомом водорода, связанным с так называемым электроотрицательным атомом (например, кислородом или фтором), и другим электроотрицательным атомом той же или соседней молекулы. Электроотрицательные атомы способны "перетягивать" в свою сторону электроны своих соседей, например водорода. При этом водород приобретает [свойства положительного иона] <...> и начинает взаимодействовать с находящимся неподалеку электроотрицательным атомом, который <...> [имеет свойства отрицательного иона], – образуется водородная связь.

Авторы новой работы изначально не планировали визуализировать эти связи - они занимались изучением сложной органической молекулы PTCDA (перилен-3,4,9,10-тетракарбон-3,4,9,10-диангидрид) при помощи метода сканирующей туннельной микроскопии (СТМ). Эта технология позволяет определять "рельеф" изучаемых объектов за счет так называемого туннельного эффекта. Этим термином называют способность электрона преодолевать энергетический потенциальный барьер между двумя областями пространства (туннелирование - это явление квантовой природы, невозможное в классической механике).

При проведении СТМ над изучаемым объектом на высоте нескольких ангстрем (один ангстрем - это 10−10 метра) скользит игла микроскопа, на которую подается ток. При этом происходит туннелирование электронов, причем их количество зависит от расстояния от иглы до объекта. В своих предыдущих работах авторы выяснили, что разрешение итоговых изображений повышается, если между иглой и исследуемой поверхностью поместить охлажденный водород.

В ходе нового исследования ученые выяснили, что добавление водорода также позволяет увидеть водородные связи между молекулами PTCDA - на иллюстрации к новости они показаны зеленым цветом. На данный момент специалисты не могут объяснить природу наблюдаемого эффекта и собираются заняться соответствующими исследованиями в ближайшее время.

<...>

Источник: lenta.ru

---------------------------------------------------------------------------------------------

9 июня 2010

Химия. Медицина

Создан мгновенный бумажный тест крови

тест-полоска на группу крови и резус-фактор
"Простой" клочок бумаги сразу показывает:
перед нами кровь A+
(фото Gil Garnier).

Первая в мире тест-полоска на группу крови и резус-фактор изобретена Гилом Гарнье (Gil Garnier) и его коллегами из австралийского университета Монаша. Самое примечательное — тест работает мгновенно и стоит меньше 10 американских центов.

Определение группы крови пациента или пострадавшего очень важно для медиков, однако такой анализ обычно проводится в лаборатории и занимает немало времени, да и стоит тоже немало. Легко представить, как изменит положение дел тест, представляющий собой всего-навсего полоску бумаги, вернее — три полоски, соединённые вместе.

Достаточно капнуть в их центр одну капельку крови, как она начинает расходиться по лучам этой своего рода звёздочки. Расстояние, которое проходит кровь, зависит от её взаимодействия с нанесённым на бумагу набором специфических антител. Происходит агглютинация [склеивание и выпадение и выпадение в осадок из однородной взвеси бактерий, эритроцитов и др. клеток, несущих антигены], и кровь останавливается точно в том месте, где присутствует антитело, соответствующее её типу. Сочетание трёх параметров однозначно указывает на группу и резус-фактор.

 

Professor Gil Garnier
Гарнье утверждает, что новый тест, несмотря на внешнюю простоту и скорость, обладает точностью, идентичной таковой у лабораторных испытаний. В будущем тот же
принцип команда надеется распространить на тест-полоски на туберкулёз и диабет
(фото Monash University).


 

Правда, уточняют авторы новинки, их тест ещё нуждается в доработке. Например, бумагу следует подобрать более прочную, чтобы она могла хорошо работать в жарком климате (новинка нацелена в первую очередь на развивающиеся страны).

К тому же столь простой тест не может указать на несовместимость крови, к примеру, донора и реципиента, по антигенам вне системы AB0 и резус-системы.

И всё же появление такого теста — это прорыв сродни изобретению тест-полосок на беременность или схожих бумажных тестов на содержание сахара в крови.

Отчёт об испытаниях полоски её создатели опубликовали в Analytical Chemistry.

 

 

 

 

Источник: Мембрана

---------------------------------------------------------------------------------------------

7 апреля 2010

Ядерная физика. Радиохимия

Российские ученые синтезировали 117-й элемент

Ускоритель тяжелых ионов У-400 ЛЯР ОИЯИ
Ускоритель тяжелых ионов У-400.
Фото с сайта
ОИЯИ

Директор ОИЯИ академик А. Н. Сисакян заявил: «В Лаборатории ядерных реакций (ЛЯР) им. Г.Н. Флерова Объединенного института ядерных исследований (ОИЯИ) синтезирован новый 117-й элемент Периодической таблицы Д.И. Менделеева.

Эксперименты (руководитель — академик Ю.Ц. Оганесян) проводились на ускорителе тяжелых ионов ЛЯР ОИЯИ [Дубна] в сотрудничестве с национальными лабораториями США в
Ок-Ридже и Ливерморе, с университетом Вандербильта (США), а также с Научно-исследовательским институтом атомных реакторов (Димитровград, Россия).

Синтез нового элемента осуществлен в реакции ускоренных ионов кальция-48 с уникальной мишенью из изотопа искусственного 97-го элемента — берклия-249, период полураспада которого составляет всего 320 дней. Его наработка была осуществлена на самом мощном на сегодняшний день в мире атомном реакторе HIFR Национальной лаборатории США в Ок-Ридже.

В ходе длительного (более полугода) эксперимента было зарегистрировано 6 событий «рождения» нового элемента. Свойства распада изотопов элемента 117 и его дочерних продуктов — изотопов элементов 115, 113, 111, 109, 107 и 105, вместе с ранее синтезированными в Дубне изотопами элементов 112–116 и 118, являются прямым экспериментальным доказательством существования «островов стабильности» сверхтяжелых ядер.

Время жизни новых изотопов элементов 115, 113 и 111, измеряемое секундами, позволяет исследовать их химические свойства существующими экспрессными радиохимическими методами: проверяется периодичность изменения химических свойств тяжелейших элементов на основе фундаментальных законов квантовой электродинамики, описывающих электронную структуру сверхтяжелых атомов.

Подобные эксперименты с открытыми ранее изотопами элементов 112 и 114 уже проводятся в ЛЯР ОИЯИ в широком сотрудничестве с ведущими радиохимическими лабораториями мира. Подготовленная авторами открытия научная статья принята для публикации в известном американском журнале «Physical Review Letters»

Ядро Унунсептия (так пока называют новый элемент) содержится 117 протонов и 180 нейтронов.

Небольшую (7,86 Мб) анимацию схемы эксперимента можно посмотреть на сайте Ливерморской национальной лаборатории им. Лоуренса

Источники: ОИЯИ, Lenta.ru, РИА НОВОСТИ

---------------------------------------------------------------------------------------------

19 февраля 2010

Химия. Физика

У 112-го элемента появилось официальное название

Cpernicium, Cn, Копернициум

Международный химический союз официально утвердил название для 112-го элемента таблицы Менделеева. Как и хотели его открыватели — физики из немецкого Института тяжелых ионов (Gesellschaft fur Schwerionenforschung, GSI) в Дармштадте, — элемент получил название коперниций [Copernicium (Cn)]. Об этом со ссылкой на руководителя центра физики тяжелых ионов GSI Хорста Штокера сообщает РИА Новости.

"Я только что получил электронное письмо из Международного химического союза о том, что название "коперниций" официально присвоено 112-му элементу," — заявил Штокер агентству. Имя для нового элемента было предложено еще в июле 2009 года. До признания новый элемент носил название унунбий. <...>

Источники: Lenta.ru, Википедия

---------------------------------------------------------------------------------------------

25 сентября 2009

Физика. Химия

Американские физики подтвердили открытие россиянами 114-го элемента


Схема атома унунквадия. Иллюстрация пользователя Pumbaa с сайта wikipedia.org


Американские ученые из Национальной лаборатории Лоуренса (Lawrence Berkeley National Laboratory) в Беркли синтезировали 114-ый элемент таблицы Менделеева, тем самым подтвердив открытие российских ученых из Объединенного института ядерных исследований в Дубне, сделанное в 1998 году. <..>

В рамках своего опыта физики направляли луч ионов кальция 48Ca на мишень, сделанную из плутония 242Pu. Эти элементы имеют атомные номера 20 и 94 соответственно, поэтому при взаимодействии атомов мишени и ионов образуются атомы элемента с номером 114. В результате опыта ученым удалось получить два изотопа нового элемента с массами 286 и 287 соответственно.

После того, как получение нового элемента подтверждено, Международный химический союз может рассматривать вопрос о включении элемента в таблицу Менделеева и присвоении ему официального имени. При этом право назвать новый элемент имеют ученые, впервые получившие его, то есть наши соотечественники из Дубны. Никаких вариантов названия пока озвучено не было. Неофициальное название нового элемента — унунквадий (Ununquadium).

В настоящее время самым тяжелым из включенных в таблицу Менделеева элементов является 112-й элемент. Официальное имя для него пока не определено, однако группа немецких ученых, которая принимала участие в его синтезировании, уже предложила название. Физики считают, что новый элемент должен называться коперникием (Сopernicium) в честь Николая Коперника.

Также совсем недавно появлялась информация о том, что российские физики начали эксперимент по синтезу 117-го элемента периодической таблицы Менделеева. Предварительное название будущего элемента - унунсептий. Сложностью эксперимента является тот факт, что для синтезирования нового элемента ученые используют мишень из берклия, который также получается в лаборатории. На синтез 25 миллиграммов берклия, которые присутствуют в мишени, у ученых ушло более двух лет.

Источник Lenta.ru
---------------------------------------------------------------------------------------------

29 августа 2009

Физика. Химия

Физики впервые разглядели отдельные атомы

Физики впервые разглядели отдельные атомы
Минимальное приближение к образцу обычной иглы (слева) и иглы, на кончике которой находится молекула угарного газа. Изображение авторов исследования

Европейские физики разработали новую технологию атомной силовой микроскопии, которая позволяет добиваться беспрецедентной детализации объектов. Статья с описанием метода появилась в журнале Science. Кратко исследование описано на портале Physics World.

Атомная силовая микроскопия начала применяться около 20 лет назад. При использовании этого метода изображение объектов создается при помощи иглы микроскопа, скользящей над препаратом. Игла "чувствует" силы атомных связей, действующих между атомами вещества, и соответственным образом отклоняется от прямой траектории.

Из-за технических ограничений игла микроскопа не может приблизиться к препарату ближе, чем на один нанометр. Основной причиной, мешающей игле опуститься ниже, являются силы Ван-дер-Ваальса — относительно слабые силы межмолекулярного взаимодействия. Из-за сил Ван-дер-Ваальса для того, чтобы смоделировать изучаемый объект по отклонению иглы, необходимо очень точно знать ее строение. Для стандартных игл эта характеристика всегда не до конца определена.

На кончике иглы атомного силового микроскопа, разработанного авторами новой работы, находится одна молекула угарного газа. Его химическая формула — CO. Молекула CO отличается высокой стабильностью, и силы Ван-дер-Ваальса оказывают на нее относительно несущественное влияние.

Чтобы продемонстрировать возможности новой технологии, исследователи изучили с ее помощью строение молекулы пентацена. Этот углеводород, состоящий из пяти колец, имеет химическую формулу C22H14. Физики смогли различить все пять колец, но также отдельные атомы углерода и водорода. Разрешение, которого удалось добиться авторам, является лучшим за всю историю атомной силовой микроскопии. Полученное фото молекулы доступно здесь.

Один из авторов работы признался, что решение поместить на кончик иглы молекулу CO было случайным. Молекула попала на иглу, когда ученые проводили исследование с использованием стандартной техники атомной силовой микроскопии.

Перспективы использования нового метода весьма широкие. Атомная силовая микроскопия с чрезвычайно высоким разрешением позволит составить каталог "внешнего вида" различных химических соединений. Кроме того, с его помощью можно изучать еще не описанные молекулы. Также метод окажется востребованным в электронике, где сейчас стремительно развиваются технологии устройств наноразмеров.

источник Lenta.ru

---------------------------------------------------------------------------------------------

21 апреля 2009

Нанотехнологии. Химия

Американцы разорвали нанотрубки на ленты

полосы из графеновых нанотрубок
"Расстёгивание" углеродной нанотрубки может начаться как на концах, так и в её середине. (иллюстрация Дмитрий Косынкин, фото Nature).

Сразу две группы учёных из Стэнфорда (Stanford University) [группа профессора Хунцзе Дая (Hongjie Dai)] и университета Райса (Rice University) [группа профессора Тура] заявили о том, что им удалось развернуть углеродные нанотрубки в ленты.

Одни научились контролировать процесс с высокой точностью, создавая полоски графена определённой ширины, вторые — производить их буквально килограммами.

Новыми технологиями уже заинтересовались многие фирмы, желающие создать более производительные наноэлектронные устройства, способные "переплюнуть" даже суперсовременные кремниевые аналоги.

<...>

В пресс-релизе университета Райса (Rice University) профессор Джеймс Тур (James Tour) подчёркивает, что первоначальное открытие сделал один из сотрудников его лаборатории – Дмитрий Косынкин. <...>

"...Графеновые наноленты станут материалом, который найдёт
массу применений", говорит Джеймс Тур.

Подробности + фото и схемы процессов и устройств на Мембране
---------------------------------------------------------------------------------------------

10 апреля 2009

Нанотехнологии. Физика. Химия. Биология. Медицина

Создан самый точный и простой разделитель молекул

"наноразделитель"
Схематическое изображение созданной американцами "лестницы". Зелёным обозначены разделённые молекулы ДНК, пояснения ниже в тексте (иллюстрация NIST-Cornell).

 

Новейший прибор по разделению наножидкостей по размерам содержащихся в них молекул создали специалисты из Национального института стандартов и технологии (NIST) и университета Корнелла (Cornell University). Причём разработка, несмотря на то что является следующей ступенькой развития нанотехнологий, проста в изготовлении.

Устройства, которые были бы способны разделять небольшие количества веществ и даже отдельные молекулы по размеру, создаются в течение последних нескольких лет. И данная отрасль всё ещё находится на стадии раннего развития.

Обычно для этих целей используют многослойную фотолитографию. Процесс похож на создание интегральных схем: на кремниевой или стеклянной пластине в несколько этапов вытравливается разветвлённая сеть прямоугольных каналов (чаще всего одной и той же глубины, что значительно ограничивает их функциональность).

В данном случае группа исследователей из NIST использовала одноступенчатый процесс.

На поверхность фоторезистора накладывается трафарет, который пропускает только определённое количество света. Затем "лишнее" вещество вымывают травлением, и образуется многоуровневая поверхность.

..."Наноразделители" необходимы науке по одной простой причине: отдельные молекулы невозможно "взять" даже самыми маленькими в мире щипцами. А между тем современной химии, биологии и медицине подобные возможности крайне необходимы для анализа ДНК, белковых структур и токсичных соединений, для разработки методов точной доставки лекарств и генной терапии.

Подробности... Мембрана
---------------------------------------------------------------------------------------------

13 марта 2009

Нанотехнологии. Химия и физика

Новый литиевый аккумулятор заряжается в 100 раз быстрее обычного

Мобильные телефоны, заправляющиеся с нуля и до "краёв" всего за 10-20 секунд, и электромобили, проделывающие то же за 5 минут, могут стать реальностью, если получит развитие открытие Гербранда Седера (Gerbrand Ceder) и его коллег из Массачусетского технологического института (MIT).

Подробнее... Мембрана
---------------------------------------------------------------------------------------------

17 февраля 2009

Химия. Биология. Медицина

Французы усилили отдачу кислорода гемоглобином

Химики из университета Страсбурга (Université de Strasbourg) обнаружили, что соединение мио-инозитол триспирофосфат (ITPP) увеличивает приток кислорода к тканям в 2,4 раза, что очень много, особенно для людей, страдающих болезнями сердца. Так, небольшая доза вещества подняла на ноги умирающих мышей.

Читать подробности на Мембране
---------------------------------------------------------------------------------------------

23 января 2009

Химия + Компьютерные технологии

Создан полимер для записи терабайтов на один диск

Новое достижение химиков из США делает более пригодным для массового внедрения ультраёмкие оптические диски, способные посрамить даже не успевший стать обыденным Blu-Ray (напомним, двухслойный Blu-Ray вмещает 50 гигабайт).

Речь идёт о так называемых голографических дисках (и соответствующих приводах Holographic drive), способных вместить до 1,6 терабайта данных, а в отдалённой перспективе — и до 100 терабайт.

Читать дальше... Мембране

---------------------------------------------------------------------------------------------

22 ноября 2008

Химия. Нанотехнологии

Горячие трубки громко сыграли музыку с нанолиста

Листы углеродных нанотрубок могут работать как громкоговорители, сообщают химики из пекинского университета Цинхуа (Tsinghua University).

Углеродные нанотрубки (carbon nanotubes — CNTs) тщательно исследуют последние двадцать лет.

... Команда китайских учёных под руководством Шоушаня Фаня (Shoushan Fan) и их коллеги из университета Пекина (Beijing Normal University) создали тонкий лист из выровненных в одном направлении нанотрубок диаметром порядка 10 нанометров.

Когда они попробовали подать на него ток (с частотой аудиосигнала), оказалось, что лист может издавать звуки, будто совершенно плоский динамик.

... Динамики на нанотрубках имеют массу преимуществ перед стандартными "колонками", отмечают исследователи. Они будут работать даже при частичном повреждении листа (так как они не колеблются).

Их можно растягивать и сгибать под любую форму и размер, пишут учёные в своей статье в журнале Nano Letters.

Кроме того, в растянутом состоянии лист прозрачен, а это означает, что его можно хоть на жидкокристаллический монитор натянуть, а он всё равно будет звучать, замещая тем самым классические динамики.

Подробнее (новость 07.11.2008) на сайте Мембрана (картинки и видео экспериментов)
---------------------------------------------------------------------------------------------


© Александр Коваль
2004-2016

 вернуться на Главную страницу

Яндекс.Метрика