Ядерная батарейка, и другие технологии будущего. Главные научные новости недели. - JeDi

Более мощная ядерная батарейка

Группа ученых из МФТИ, ФГБНУ ТИСНУМ и МИСиС под руководством Владимира Бланка придумала способ почти на порядок повысить эффективность ядерных батареек — они оптимизировали толщину слоев ядерной батарейки, использующей для производства электрической энергии бета-распад изотопа никеля-63.

В одном грамме построенной ими батарейки запасено около 3300 милливатт-час, это лучший результат среди никелевых ядерных батареек и он в десять раз превосходит плотность энергии, запасаемой в обычных химических элементах.

Новый микроскоп показал работу клеток в 3D

Исследовательскую группу Медицинского института Говарда Хьюза (США) возглавил лауреат Нобелевской премии по химии 2014 года за «развитие флуоресцентной микроскопии высокого разрешения» — Эрик Бетциг. Он объединил две старые технологии в трех микроскопах, чтобы создать нечто совершенно новое.

Улучшив технологию решетчатой световой микроскопии, которую сам Эрик разработал в 2010 году, он смог рассмотреть клетку без повреждений и в более насыщенных деталях.

Сейчас микроскоп способен показывать клеточные взаимодействия только в прозрачных организмах.

(коллаж: Naked Science)

“Оби-ван Кеноби, на вас вся надежда”

В Канаде создали экран светового поля, на который можено выводить объемное изображение человека в полный рост. Причем, в отличие от схожих разработок, он не подстраивается под собеседника, так что у этой системы нет ограничений на количество наблюдателей. Каждый смотрящий видит собеседника под соответствующим углом.

Система состоит из двух основных компонентов: экрана и массива проекторов над ним. Собеседник должен находиться в другом помещении, оборудованном тремя камерами глубины и несколькими микрофонами.

Поскольку каждый проектор стоит дорого сам по себе и, к тому же, управляется отдельным одноплатным компьютером, разработчики ограничили угол обзора экрана 59 градусами, но при большем бюджете по такой же схеме можно покрыть изображением весь цилиндр.

А также:

Космос

Проект EarthNow занимается разработкой спутников с камерами, которые будут вести прямую трансляцию всего рпоисходящего на Земле с задержкой всего в несколько. (Большой Брат? Ты ли это?) Пока не понятно, как компания будет работать с точки рения законодательства.
Луны Марса — Фобос и Деймос — образовались после столкновения планеты с астероидом. В новой модели небесное тело, упавшее на Марс, породило диск из обломков, который окружил экватор планеты.

Физика / Химия

Ученые изобрели материал из обработанных углеродных волокон с рекордной грузоподъемностью — нить массой в 1,6 грамма поднимает вес в 1,9 килограмма. Главный недостаток изобретения — медленное сокращение волокон.
Команде физиков из Института экспериментальной физики в Инсбрукском университете в Австрии удалось собрать систему из 20 кубитов, сохранив индивидуальный доступ к каждому из них. В эксперименте использовали 20 заряженных атомов кальция, или ионов, которые исследователям удалось связать с двумя, тремя, а порой и четырьмя другими ионами кальция в системе.

Ученые из Гарварда впервые в истории объединили два атома в одну молекулу путем прямых манипуляций. Получившаяся молекула имеет два явно выраженных магнитных полюса, что позволит использовать ее в качестве нового типа квантового бита, кубита, способного одновременно хранить и обрабатывать заключенную в нем квантовую информацию. К сожалению, полученная молекула оказалась крайне нестабильной и она смогла просуществовать лишь очень короткое время.

Медицина

Плохие антитела тоже играют роль. Иммунитет ведет себя довольно хозяйственно, ухитряясь извлекать пользу даже из неудавшихся В-лимфоцитов с потенциально опасными антителами. В случае атаки, молчащие В-клетки слегка перестраивают свои потенциально опасные иммуноглобулины. Достаточно трех перестроек в ДНК, чтобы иммуноглобулин перестал бросаться на собственные молекулы организма и начал хватать чужаков, становясь в 5000 раз эффективнее.
У больных малярией в поту появляются особые пахучие вещества — гептановый, октановый и нонановый альдегиды, — которые привлекают еще больше малярийных комаров. Впрочем, пока что в точности неизвестно, что именно делает паразит, чтобы люди так пахли.

Диагностическая “родинка” швейцарских ученых поможет поймать рак на ранних стадиях. Технология основана на работе сети множества взаимосвязанных клеток. Если в организме пациента возникают характерные изменения, сигнал об этом получают особые модифицированные клетки, на коже формируется заметная родинка.
В Европе испытывают CRISP для лечения врожденного заболевания крови. Новый метод генной терапии уже сейчас может излечивать β-талассемию — заболевание, при котором угнетен синтез белков, составляющих структуру гемоглобина. Генетики уже уверены в положительном результате: «Терапия успешно исправила более 90% стволовых клеток крови пациентов, которую затем им перелили обратно».

Биология

Планктон помогает слоям воды в океане перемешиваться.Плавая снизу вверх и сверху вниз, крохотные планктонные рачки оказывают такое же важное влияние, как ветер и подводные течения. Перемешивая воду, они влияют на распределение солености, кислорода, углекислого газа и пр. между разными слоями воды, что, в свою очередь, влияет на всю морскую экосистему в целом. Размер рачков достигает максимум двух сантиметров в длину, сами они служат продуктом питания для морских существ.

Ученые построили математическую модель, способную объяснить “парадокс планктона” (ограниченные ресурсы — широкий спектр существ). В новой модели создатели учли образование побочных продуктов, которыми могут питаться другие виды. Таким образовам изображение пищевых зависимостей приобрело древовидную структуру, близкую к природной. Модель продолжат дорабатывать.

Технологии будущего

Разработан прозрачный пластиковый материал, реагирующий на появление бактерий кишечной палочки — будущая упаковка для продуктов, которая укажет, испорчены ли они. Основа материала — циклоолефиновый полимер, к которому присоединили наноразмерные частицы, содержащие РНК-пробу RFD-EC1 на присутствие характерных для кишечной палочки молекул, с флуоресцентной группой.

Экология

На основе обнаруженных в 2016-м году “пластикоядных” бактерий, ученые из Японии создали фермент, способный уничтожать пластик (полиэтилентерефталат) за несколько дней. Планов много: научить перерабатывать другие виды пластика, и пересадить фермент бактериям-экстремофилам, которые выдержат температуру плавления ПЭТ, а в плавленном состоянии он разлагается еще быстрее.