Рубрика «химия» - 20

Оптика в ботанике: структурный цвет ягод калины тинус - 1

С чем у вас ассоциируется лето? Для кого-то это период долгожданного отпуска, для кого-то — каникул, а для кого-то — жара, духота и дискомфорт. Если же рассматривать лето с точки зрения гастрономии, то это период овощей, фруктов и ягод, которые мы любим не только за их вкус и пользу, но и за внешний вид. Как мы знаем из начального курса биологии, плоды многих растений обладают теми или иными свойствами, целью которых является привлечь потенциального гурмана. Это важная составляющая тактики расширения ареала произрастания. Подавляющее большинство плодов имеют яркий и сочный цвет, оповещающий об их вкусности. Главным источником того или иного окраса у ягод являются пигменты в кожуре, однако это не единственная методика окрашивания. Ученые из Бристольского университета выяснили, что калина лавролистная (Viburnum tinus) использует липидные наноструктуры в клеточных стенках для окрашивания своих ягод, что является ранее неизведанным вариантом структурной окраски. Что такого необычного в этих липидных наноструктурах, за счет чего они придают ягодам темно-синий окрас, и какое практическое применение сего открытия? Свет на эти вопросы прольет доклад ученых. Поехали.Читать полностью »

Серверы в дата-центре Microsoft проработали двое суток на водороде - 1

Microsoft объявила о первом в мире крупномасштабном эксперименте по использованию водородных топливных ячеек для энергопитания серверов в дата-центре.

Установку 250 кВт произвела компания Power Innovations. В будущем подобная 3-мегаваттная установка заменит традиционные дизель-генераторы, которые сейчас используются как резервный источник питания в ЦОД.

Водород рассматривается как экологически чистое топливо, потому что в результате его сгорания образуется только вода.
Читать полностью »

Почему лезвия бритвы затупляются после бритья? - 1

Вы когда-нибудь задавались вопросом, как работают те или иные предметы, окружающие нас каждый день. Как холодильник охлаждает продукты, как микроволновка возвращает им былое тепло, как работает Wi-Fi, почему окна не пропускают капли дождя и т.д. Кому-то подобные вопросы могут показаться немного детскими, наивными и даже слегка бесполезными. Оно работает и все тут, а как — уже не имеет значения. Тем не менее, ученые из МТИ (Массачусетский технологический институт, США) решили ответить на один из таких вопросов, а именно — почему стальные бритвы затупляются после бритья? Какие механические процессы протекают в процессе бритья, как волос человека, будучи в 50 раз мягче стали, повреждает ее, и какое практическое применение данного исследования? Ответы на эти необычные вопросы мы найдем в докладе ученых. Поехали.Читать полностью »

Ужасная тюрьма 2: как щекотать мухоловку и не быть съеденным - 1

Эволюция подарила нам множество необычных животных. Некоторые из них настолько необычны, что их первооткрывателей называли мошенниками (как это было с утконосами в 1797 году). Но не только фауна может похвастаться нестандартными видами, среди представителей флоры также есть белые вороны, а именно растения, не желающие сидеть на солнечной диете, а предпочитающие сочных насекомых и другую мелкую живность в качестве блюда дня. Ранее мы с вами уже знакомились с исследованием, в котором ученые рассматривали венерину мухоловку и ее маргинальные шипы. Сегодня же нам предстоит узнать, насколько эти шипы чувствительны. Ученые из Цюрихского университета (Швейцария) провели ряд практических опытов, целью которых было измерение скорости реакции венериной мухоловки на прикосновения той или иной силы. Как именно ученые «щекотали» мухоловку, насколько быстро она реагировала, и как полученные результаты поясняют гастрономические предпочтения растения-хищника? Ответы на эти вопросы мы найдем в докладе ученых. Поехали.Читать полностью »

Хлопковая нить, биолюминесценция и смартфон: анализ крови на антитела за 5 минут - 1

Как нам всем известно, иммунная система человека работает по принципу адаптации, порождая определенные антитела к определенным «вредителям» в крови. Анализ наличия/отсутствия тех или иных антител может рассказать о наличии/отсутствии тех или иных заболеваний у человека. Однако не всегда факт наличия антител можно приравнять к наличию болезни, поскольку важную роль играет и их количество. Современные методы количественного определения антител достаточно сложны и, честно признаться, дорогостоящи. Потому ученые из Американского химического общества (ACS) решили изобрести свою методику выявления и подсчета антител в крови за счет биолюминесцентных белков-датчиков и камеры смартфона. Какие именно физико-химические процессы задействованы в работе устройства, насколько точны его результаты, и как может измениться диагностика заболеваний благодаря этой разработке? Об этом мы узнаем из доклада ученых. Поехали.Читать полностью »

Пентаалмаз: как алмаз, только тверже - 1

Порой незначительные, на первый взгляд, детали имеют невероятное влияние на общую картину. Этот принцип применим ко многим сферам нашей жизни: таинственная улыбка Моны Лизы, породившая уйму теорий и спекуляций; одна строка кода, способная напрочь изменить функционал программы; порядок расположения атомов, меняющий свойства вещества. О последнем мы сегодня и поговорим. Ученые из университета города Цукуба (Япония) выдвинули теорию, согласно которой можно создать новую структуру алмаза, которая будет прочнее всем известного минерала. Ученые назвали свое творение «пентаалмаз». Что нужно для создания пентаалмаза, какими свойствами он может обладать и где можно применять столь прочное вещество? Ответы на эти вопросы мы найдем в докладе ученых. Поехали.Читать полностью »

image

На картинке — водитель-дальнобойщик, который 28 лет водил фуры по просторам США. Стекло было закрыто, кондиционер работал. Вот только ультрафиолет UVA-спектра прекрасно проникает сквозь него и вызывает повреждения кожи и фотостарение. Научную публикацию по его случаю можно посмотреть тут. Ультрафиолет запускает кучу неприятных реакций в организме и рвёт на куски ДНК. Это явление называется фотолизом.

Загар — штука симпатичная, но он всегда патология и способ защититься от повреждения. Вот раньше была отличная, на мой взгляд, мода на бледность и зонтики от солнца. Сейчас же все старательно загорают на пляже и в солярии. Поэтому, если вы не хотите выглядеть в 30 лет как пожилой крестьянин с рисовых полей, — надо обязательно защищать кожу специальными SPF-составами. Sun Protection Factor на этикетке показывает, насколько долго вы можете пробыть на солнце с этим средством. Например, если SPF 50+, а вы выгораете до состояния томата через десять минут, то с ним вы сможете продержаться 10 * 50 минут, то есть почти восемь часов.

Несмотря на то, что наша лаборатория давно занимается разработками средств по уходу за кожей, нам было интересно поработать с отражающими наночастицами при создании SPF-средства. Сейчас расскажу про них подробнее. А ещё про лысых мышей, на которых всё это испытывают.
Читать полностью »

Цель данной статьи – поднять вопросы распараллеливания кода программы для численного моделирования методом молекулярной динамики (МД) с помощью технологии CUDA. Зачем это вообще нужно, ведь уже существуют программные пакеты по МД, работающие в том числе и на CUDA? Дело в том, что я развиваю свою собственную концепцию «непостоянного поля сил» (non-constant force field), которая не реализована в существующих МД-программах.

Переделывать чужой код под эти нужды – довольно неблагодарное занятие, поэтому я взялся перенести уже написанный свой последовательный код и заодно поделится некоторыми размышлениями. Кроме того, это ответ на часто мелькающий здесь комментарий к статьям по CUDA, вроде этого .

Итак, что же такое молекулярная динамика? На Хабре уже есть несколько постов на эту тему, например здесь или вот здесь. Кратко, МД – это метод, позволяющий моделировать движение множества частиц (в том числе атомов, ионов, молекул) и рассчитывать коллективные свойства системы, зависящие от этого движения. Как это работает? Допустим для множества из N частиц заданы некоторые начальные координаты, скорости, массы и (главное!) законы взаимодействия между ними. Изменяем координаты согласно скоростям. На основе законов взаимодействия вычисляем силы, действующие между частицами. Раз знаем силу и массу – знаем ускорение. Поправляем скорость с учетом ускорения. И снова переходим к изменению координат. И так повторяем тысячи раз, пока не надоест не наберем достаточную статистику.

image
Читать полностью »

Персональные ДНК тесты открывают новые возможности для исследования своего организма.
В этой статье я бы хотел привести пример, как самостоятельно найти информацию для интерпретации необработанных генетических данных, которые обычно можно скачать с сайта компании, где вы заказали тест.

Давайте рассмотрим что-нибудь не страшное вроде болезни Альцгеймера а безобидное вроде «возможность чувствовать горький вкус от некоторых веществ».

Первое, в чем надо разобраться, это как вообще мы можем ощущать вкус и как в теории на это может влиять генетика (и что мы имеем ввиду под «генетикой» в данном случае).

Мы ощущаем вкус благодаря молекулам — рецепторам. Термин рецептор был введен немецким ученым лауреатом Нобелевской премии Паулем Эрлихом. Подробнее историю возникновения концепции рецепторов можно изучить тут.
Посмотрим детальнее на то как работают мембранные рецепторы.

image
Схема работы мембранного рецептора

Мембранные рецепторы это белки, находящиеся в оболочках (мембранах) клеток. Удобно думать о рецепторах как о клеточных сенсорах, которые реагируют на специфические изменения среды снаружи клетки. Изменения могут касаться, например, концентрации каких-то веществ, есть также рецепторы, реагирующие на физические изменения окружающей среды — например рецепторы на фотоны.
Читать полностью »

Карусель из 16 атомов: самый маленький молекулярный ротор в мире - 1

На микро- и нанометровом уровне происходит множество интереснейших процессов, о которых мы даже не подозреваем, ибо их не так и просто увидеть. Чего стоит наше собственное тело: миллионы клеток из разных подсистем слаженно выполняют свои функции, поддерживая жизнедеятельность организма. Среди великого разнообразия необычных молекулярных образований стоит выделить молекулярные моторы, к которым причисляют моторные белки (например, кинезин). Концепция искусственных молекулярных моторов существует еще с середины прошлого века, а попыток создать нечто подобное было очень много, и все они чем-то отличались от других. Сегодня мы с вами познакомимся с исследованием, в котором ученые из EMPA (Швейцарская федеральная лаборатория материаловедения и технологий) создали молекулярный двигатель из 16 атомов, что делает его самым маленьким на данный момент. Как именно ученые создавали нано-двигатель, какие его особенности и возможности, и как эта разработка может быть применена на практике? Об этом мы узнаем из доклада ученых. Поехали.Читать полностью »


https://ajax.googleapis.com/ajax/libs/jquery/3.4.1/jquery.min.js