Рубрика «молекулы»

Хиральность, космические лучи и эволюция - 1

Случайности неслучайны, по крайней мере, если более пристально рассмотреть законы природы, управляющие миром вокруг нас. Каждый элемент, каждая молекула подчиняются определенным правилам, нарушив которые они могут попросту перестать существовать. Вся структура мироздания, несмотря на видимый хаос, весьма упорядочена. Правда не всегда удается понять, почему все устроено именно так, и никак иначе. Сегодня мы познакомимся с исследованием, в котором ученые из Стэнфордского университета (США) выдвинули теорию о том, что один из основополагающих элементов нашего мира, хиральность, был сформирован посредством длительного влияния космических лучей. Что такое хиральность, как именно космические лучи повлияли на ее формирование и как это проверить? Ответы ждут в докладе ученых. Поехали.
Читать полностью »

Рукотворные атомные бусы: манипуляции с макроциклами - 1

В попытках объяснить ребенку термин «молекула», можно сказать, что это гроздь винограда, а виноградинки — отдельные атомы. Утрировано, но вполне понятно. Когда же речь идет о макроциклах, то тут скорее подойдет сравнение с бусами, ибо такие молекулы состоят из больших колец атомов. Уникальность подобных структур заключается в их форме, которая определяет их свойства. Если форму можно контролированно менять, то можно менять и свойства. Ученые из Монреальского университета (Канада) разработали новую методику, позволяющую получить контроль над макроциклами посредством вполне естественного процесса под названием биокатализ. Как именно работает новая методика, какие результаты она показала во время испытаний и какое будущее ждет данное открытие? Ответы на вопросы мы будем искать в докладе ученых. Поехали.Читать полностью »

Синхронное фуэте: биологические моторы в нанотехнологиях - 1

На необъятных просторах нашей галактики сокрыто множество секретов, которые так усердно пытаются найти и разгадать ученые со всего мира. Однако не обязательно чему-то быть большим, чтобы быть загадочным. Ярким тому доказательством является мир, лежащий на клеточном уровне. Множество самых разных по форме, строению, функционалу и назначению клеток совместно выполняют общую задачу — поддержание жизни организма. Если утрировать, то у клеток, как у людей, есть профессии: почтальоны, передающие информацию между клетками и тканями; пограничники, выявляющие и борющиеся с инфекциями; архивариусы, собирающие и хранящие информацию и т.д. В этом невероятном спектре специальностей есть весьма необычная, по крайней мере для нас, профессия — биологический мотор, которые генерирует механическое усилие, необходимое для движения клеток.

Эти клетки особенно интересны в контексте нанотехнологий. Ранее в реализации работоспособного нано-устройства на базе биологических моторов была проблема — моторы должны быть интегрированы в более крупные системы, чтобы их механические движения могли быть эффективно связаны с другими молекулярными единицами. Ученым из Мюнхенского университета (Германия) удалось приблизиться к реализации этой концепции. Какие именно клетки и молекулярные единицы были использованы в создании модели, как контролировалась их работа, какова была задача работающей системы и какие результаты она показала? Ответы на эти вопросы мы найдем в докладе исследовательской группы. Поехали.Читать полностью »

Узоры на окне или бич автомобилистов: как растет двумерный лед - 1

Всем известно, что вода встречается в трех агрегатных состояниях. Ставим чайник, и вода начинает кипеть и испаряться, переходя из жидкого в газообразное. Ставим ее в морозилку, и она начинает превращаться в лед, тем самым переходя из жидкого в твердое состояние. Однако при определенных обстоятельствах водяной пар, присутствующий в воздухе может сразу переходить в твердую фазу, минуя жидкостную. Нам знаком этот процесс по его результату — красивым узорам на окнах в морозный зимний день. Автолюбители же, соскребая с лобового стекла слой льда, частенько характеризуют данный процесс, используя не очень научные, но очень эмоциональные и яркие эпитеты. Так или иначе, детали образования двумерного льда многие годы были под покровом тайны. И вот недавно международная команда ученых впервые смогла визуализировать атомарную структуру двумерного льда в процессе его образования. Какие секреты сокрыты в этом на первый взгляд простом физическом процессе, как ученым удалось их раскрыть и чем полезны их находки? Об этом нам поведает доклад исследовательской группы. Поехали.Читать полностью »

Пирамида вместо сферы: нестандартная кластеризация атомов золота - 1

Мир, окружающий нас, является совместным результатом множества явлений и процессов из самых разных наук, выделить самую главную из которых фактически невозможно. Несмотря на некоторую степень соперничества, многие аспекты тех или иных наук обладают схожими чертами. Возьмем для примера геометрию: все, что мы видим, имеет определенную форму, из которых одной из самых распространенных в природе является окружность, круг, сфера, шар (тенденция на лицо). Стремление быть шарообразным проявляется как у планет, так и у атомных кластеров. Но в правилах всегда есть исключение. Ученые из Левенского университета (Бельгия) выяснили, что атомы золота формируют не сферические, а пирамидальные кластеры. Чем обусловлено такое необычное поведение атомов золота, какими свойствами обладают драгоценные пирамиды и как на практике можно применить это открытие? Об этом мы узнаем из доклада ученых. Поехали.Читать полностью »

Квант, или туда и обратно: новый алгоритм изучения квантово-классического перехода - 1

Многие считают, что сложнее классической физики может быть только квантовая. Однако куда сложнее изучать системы, которые находятся, так сказать, на стыке этих двух миров. Если в квантовую систему добавлять все больше и больше частиц, то она начнет терять свои квантовые свойства и превращаться в более классическую. Этот процесс именуют квантово-классическим переходом. Чтобы изучить такую систему, классических компьютеров будет недостаточно, потому ученые из Лос-Аламосской национальной лаборатории предложили свой собственный алгоритм, который в сопряжении с квантовыми компьютерами из пары сотен кубитов сможет разгадать тайны квантово-классического перехода. Как работает алгоритм, почему меньше формул значит лучше и какое применение сего алгоритма на практике? Об этом и не только мы узнаем из доклада исследовательской группы. Поехали.Читать полностью »

Рецепт искусственного мозга: нанотрубки, полиоксометаллат и щепотка электронов - 1

Тесен мир, мозг же человека необъятен
(Фридрих Шиллер).

Весьма короткая, но невероятно точная мысль. Человеческий мозг и по сей день остается загадкой для ученых. Да, мы уже давно знаем что и как работает, какой участок отвечает за какие действия. Однако это лишь азы нейробиологии. Сказать, что мозг понятен нам как дважды два, значит сильно заблуждаться. И как, не разобравшись с собственным мозгом, пытаться создать искусственный? Глупость ли это или же амбициозность? И дело идет не о собранных до кучи железках, которые направляют куда надо электрические импульсы, тем самым имитируя мозг человека. Дело идет о полноценном искусственном мозге. Попытки создать нечто подобное не редки в мире науки. В мире науки вообще сложно найти то чем еще никто не занимался. Сегодня мы с вами познакомимся с исследованиями, нацеленными на реализацию молекулярного нейроморфного сетевого устройства, которое состоит из углеродных одностенных нанотрубок в сопряжении с полиоксометаллатом. Звучит крайне сложно, но чертовски интересно. Поехали.
Читать полностью »

При обосновании свойств атомов и молекул принято ссылаться на постулаты квантовой механики, в которых разбираются далеко не все физики. Тем более химики, у которых принципы Паули и Гейзенберга, правила Клечковского и Хунда, и даже уравнение Шрёдингера не вызывают никаких чувств, кроме чувства глубокого уважения к вышеупомянутым физикам. Ещё хуже гуманитариям и прочим художественным натурам, которым описывать и разъяснять подобные принципы, правила и уравнения бесполезно. В результате один из них – художник Кеннет Снельсон (Kenneth Snelson; 29.06.1927 — 22.12.2016) – решил, что «спасение утопающих – дело рук самих утопающих». И в 1960 году придумал простую теорию строения атома, которому он посвятил несколько десятков своих картин, и даже изваял из гранита /1/.

Химия Кеннета Снельсона - 1
Рис. 1. «Атомные» скульптуры (4'x4'x4', гранит, 2009) /1/

Электроны в атомной модели Снельсона имеют кольцевую форму и формируют сферические электронные оболочки, состоящие из соприкасающихся электронных колец (“circle-sphere”). Модели таких «циклосфер» Снельсон построил из ферритовых кольцевых магнитов. Если их расположить на поверхности сферы, то при чередовании направления магнитного поля края смежных магнитов притягиваются друг к другу, и их внешние плоскости образуют многогранные (кольцегранные) оболочки.

Химия Кеннета Снельсона - 2
Рис.2. Магнитные модели электронных оболочек Снельсона

Наиболее устойчивые «электронные» структуры получаются из двух, восьми, десяти и четырнадцати магнитов.
Читать полностью »

Если молекулы – основные структуры, задействованные в химии – это слова, из которых состоят все окружающие нас материалы, тогда атомы – это буквы, строительные блоки молекул. Слова бывают разной длины, и типичная молекула тоже может содержать несколько атомов, или несколько сотен, или даже сто тысяч атомов. Молекула столовой соли NaCl состоит из двух атомов, натрия Na и хлора Cl. Молекула воды H2O содержит два атома водорода и один кислорода. Молекула столового сахара C12H22O11 содержит 12 атомов углерода, 11 кислорода и 22 водорода, организованных определённым образом.

Откуда нам известно о существовании атомов? Иногда их можно «видеть», так же, как мы видим молекулы, которые они могут формировать. Не глазами, но более продвинутыми устройствами. Один из методов использует сканирующий туннельный микроскоп, способный показывать атомы в кристалле или даже передвигать их по одному. Другой метод использует нашу возможность захвата ионов (немного изменённых атомов – подробности ниже).
Читать полностью »

В любой из больших библиотек мира комнаты и полки с книгами тянутся, кажется, бесконечно. Количество томов в Библиотеке конгресса США исчисляется десятками миллионов. В каждом из них представлены различные истории, детальные анализы, исторические документы – все со своим мнением. Но все эти миллионы книг, написанные по-английски, состоят всего лишь из нескольких десятков тысяч слов, а каждое слово состоит из комбинации всего 26 букв – от A до Z [плюс пробелы, знаки препинания и цифры – прим. перев.].

Тем временем все мы живём в окружении огромного и поразительного разнообразия материалов – включая и то, из чего создано множество типов биологических структур, входящих в состав наших тел и всех тел животных, растений и других живых существ. Планета, на которой мы обитаем, состоит из разного рода камней, некоторые из которых жёсткие и хрупкие, некоторые пластичные, обладающих различными цветами и текстурами. Кроме воды у нас есть алкоголь, кислоты, сахара и масла в различных видах. Готовящаяся в духовках еда выдаёт различные ароматы, которые мы вдыхаем из воздуха. К солям, мелу и сплавам нужно добавить синтетические материалы, включая разнообразные пластики. Но важно помнить, что огромные богатства Библиотеки материалов состоят из небольшого (хотя и довольно разнообразного) ассортимента молекул, которые, в свою очередь, состоят всего из сотни атомов – элементов от H до U и далее (от водорода до урана и далее).
Читать полностью »


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