Сообщество - Край Будущего

Край Будущего

872 поста 320 подписчиков

Популярные теги в сообществе:

4

Наноструктурированный медный сплав по прочности и стабильности не уступает суперсплавам!

Наноструктурированный медный сплав по прочности и стабильности не уступает суперсплавам! Наука, Ученые, Промышленность, Будущее, Нанотехнологии, Исследования, Длиннопост

Цветное изображение сканирующей электронной микроскопии (STEM) показывает осадок Cu3Li в сплаве Cu-Ta-Li. Оранжевые элементы обозначают атомы меди (Cu), желтые — атомы тантала (Ta), а синие — атомы лития (Li) в ядре осадка.

Исследователи из Исследовательской лаборатории армии США (ARL) и Университета Лихай разработали наноструктурированный медный сплав, который может изменить представление о высокотемпературных материалах для аэрокосмической, оборонной и промышленной сфер.

Их результаты, опубликованные в журнале Science, представляют сплав Cu-Ta-Li (медь-танал-литий) с исключительной термостойкостью и механической прочностью, что делает его одним из самых устойчивых медных материалов, когда-либо созданных.

"Это передовая наука, разрабатывающая новый материал, который уникально сочетает отличную проводимость меди с прочностью и долговечностью на уровне никелевых суперсплавов," сказал Мартин Хармер, профессор материаловедения и инженерии имени Alcoa Foundation в Университете Лихай и соавтор исследования. "Это предоставляет промышленности и военным основу для создания новых материалов для гиперзвуковых технологий и высокопроизводительных турбинных двигателей."

Исследователи ARL и Университета Лихай сотрудничали с учеными из Университета штата Аризона и Университета штата Луизиана для разработки сплава, который может выдерживать экстремальное тепло без значительного разрушения.

Сочетание меди с комплексно-стабилизированной наноструктурой
Прорыв заключается в образовании осадков Cu3Li, стабилизированных атомным двухслойным комплексом, богатым таналом, концепция которого была предложена исследователями из Университета Лихай. В отличие от типичных границ зерен, которые мигрируют со временем при высоких температурах, этот комплекс действует как структурный стабилизатор, поддерживая нанокристаллическую структуру, предотвращая рост зерен и значительно улучшая производительность при высоких температурах.

Сплав сохраняет свою форму при экстремальном длительном тепловом воздействии и механическом напряжении, сопротивляясь деформации даже близко к своей температуре плавления, отметил Патрик Кантвелл, научный сотрудник Университета Лихай и соавтор исследования.

Объединяя устойчивость к высоким температурам никелевых суперсплавов с медью — известной своей исключительной проводимостью, материал открывает путь к приложениям следующего поколения, включая теплообменники, современные системы пропульсии и решения для теплового управления для передовых ракетных и гиперзвуковых технологий.

Новый класс высокопроизводительных материалов
Этот новый сплав Cu-Ta-Li предлагает баланс свойств, не встречающихся в существующих материалах:

  • Никелевые суперсплавы (используемые в реактивных двигателях) чрезвычайно прочны, но им не хватает высокой теплопроводности медных сплавов.

  • Вольфрамовые сплавы обладают высокой термостойкостью, но плотны и трудны в производстве.

  • Этот сплав Cu-Ta-Li сочетает исключительную тепловую и электрическую проводимость меди, оставаясь при этом прочным и стабильным при экстремальных температурах.

  • Хотя он не является прямой заменой традиционным суперсплавам в ультравысоких температурных приложениях, он может дополнить их в инженерных решениях следующего поколения.

Как исследователи создали и протестировали его
Команда синтезировала сплав с помощью порошковой металлургии и высокоэнергетического криогенного фрезерования, обеспечивая наноструктуру мелкого масштаба. Затем они подвергли его:

  • 10,000 часов (более года) отжига при 800°C, тестируя его долгосрочную стабильность.

  • Передовым микроскопическим техникам, выявляющим структуру осадков Cu3Li.

  • Экспериментам по сопротивлению ползучести, подтверждающим его долговечность в экстремальных условиях.

  • Вычислительному моделированию с использованием теории функционала плотности (DFT), которая подтвердила стабилизирующую роль танального двухслойного комплекса.

Исследовательская лаборатория армии США получила патент (US 11,975,385 B2) на этот сплав, подчеркивающий его стратегическое значение, особенно в оборонных приложениях, таких как военные теплообменники, системы пропульсии и гиперзвуковые транспортные средства.

Ученые сообщают, что дальнейшие исследования будут включать прямые измерения теплопроводности сплава по сравнению с никелевыми альтернативами, работу по подготовке его к потенциальным применениям и разработку других высокотемпературных сплавов по аналогичной стратегической концепции.

"Этот проект является отличным примером того, как федеральные инвестиции в фундаментальные науки способствуют лидерству Америки в области технологий материалов," отметил Хармер. "Научные открытия, такие как это, являются ключевыми для укрепления национальной безопасности и стимулирования промышленной инновации."

Показать полностью 1
7

Новый класс цвиттерионных фосфолипидов улучшает доставку мРНК!

Новый класс цвиттерионных фосфолипидов улучшает доставку мРНК! Наука, Исследования, Ученые, Нанотехнологии, Будущее, Научная статья, Научпоп

Криоэлектронно-микроскопические изображения липидных суспензий, состоящих из DOPE-C8 и POPC.

Новое исследование, проведенное учеными Хоккайдского университета, открыло новый класс цвиттерионных фосфолипидов, обладающих потенциалом значительно улучшить функциональную доставку мРНК. Результаты работы были опубликованы в престижном журнале Advanced Science.

Новый фосфолипид, полученный под названием DOPE-Cx, был синтезирован на основе соединения DOPE, которое само по себе является важным компонентом клеточных мембран. Фосфолипиды играют ключевую роль в создании липидных наночастиц (ЛНЧ), предназначенных для целевой доставки лекарственных средств.

DOPE-Cx способен формировать уникальную структуру, известную как "кубическая фаза", что позволяет преодолеть одну из основных проблем, связанных с доставкой мРНК с помощью ЛНЧ: экзосомное освобождение. ЛНЧ проникают в клетку в форме экзосом, и освобождение мРНК из этих экзосом (экзосомное освобождение) представляет собой значительное препятствие, ограничивающее эффективность мРНК-терапий.

Исследование, проведенное доцентом Юсукэ Сато из Факультета фармацевтических наук Хоккайдского университета, продемонстрировало, что липиды DOPE-Cx с определенными структурами гидрофобных цепей способствуют образованию не ламеллярных кубических фаз при смешивании с фосфатидилхолином (PC). Это уникальное свойство облегчает мембранное слияние, содействуя экзосомному освобождению и, как следствие, улучшая экспрессию мРНК в печени по сравнению с традиционными фосфолипидами, такими как DSPC и DOPE.

"Экзосомное освобождение остается одной из самых значительных проблем в доставке РНК, с эффективностью, зачастую не превышающей 10%," объясняет Сато. "Наше исследование подчеркивает потенциал рационально спроектированных фосфолипидов, таких как DOPE-Cx, для преодоления этого ограничения и улучшения терапевтических приложений мРНК."

Конкретные производные DOPE-Cx, такие как DOPE-C8, продемонстрировали значительно более высокие уровни экспрессии мРНК в печени. Эти липиды быстро выводились из тканей печени, что снижает опасения по поводу долгосрочного накопления и токсичности. Инженерные функционализированные фосфолипиды обладают большим потенциалом для разработки липидных наночастиц (ЛНЧ), применяемых в мРНК-вакцинах, лечении рака, терапии замещения белков и других областях.

Производная DOPE-C8, в частности, проявила наивысшую эффективность, улучшая экзосомное освобождение и защищая мРНК от деградации в кровотоке. Она также быстро выводилась из печени, минимизируя риски токсичности. Однако эти результаты ограничены исследованиями на мышах, и необходимо провести дальнейшие исследования, чтобы подтвердить их применимость для людей или других животных.

"Это исследование не только углубляет наше понимание систем доставки на основе липидов, но и открывает новые горизонты для рационального проектирования функционализированных фосфолипидов," добавляет профессор Хидэёси Харасима, соавтор исследования.

Хотя текущее исследование сосредоточено на специфической доставке мРНК в печень, команда планирует расширить область применения липидов DOPE-Cx в различных тканях и путях введения. Дальнейшие исследования детализированных механизмов мембранного слияния и пространственно-временных взаимодействий будут направлять разработку ЛНЧ следующего поколения.

Показать полностью
6

Астрономы обнаружили четыре миллисекундных пульсара!

Астрономы обнаружили четыре миллисекундных пульсара! Галактика, Астрономия, Вселенная, Наука, Радиоастрономия, Пульсар, Длиннопост

Международная команда астрономов сообщает о обнаружении четырех новых гамма-лучевых миллисекундных пульсаров с помощью радиотелескопа Murriyang в обсерватории Паркес в Австралии. Об этом открытии подробно рассказано в исследовательской статье, опубликованной 16 марта на сервере предварительных публикаций arXiv.

Пульсары — космический источник импульсного электромагнитного излучения. Наиболее быстро вращающиеся пульсары, с периодами вращения менее 30 миллисекунд, известны как миллисекундные пульсары (MSPs). Астрономы предполагают, что они образуются в двойных системах, когда первоначально более массивный компонент превращается в нейтронную звезду, которая затем ускоряется за счет аккреции материи от вторичной звезды.

Теперь группа астрономов под руководством Мэттью Керра из Военно-морской исследовательской лаборатории (NRL) в Вашингтоне, округ Колумбия, обнаружила четыре новых MSP с периодами вращения менее четырех миллисекунд. Открытие было сделано с использованием радиотелескопа Murriyang в рамках поиска гамма-лучевых источников.

Астрономы обнаружили четыре миллисекундных пульсара! Галактика, Астрономия, Вселенная, Наука, Радиоастрономия, Пульсар, Длиннопост

Поляризационные свойства PSR J2045−6837 в низкочастотном поддиапазоне.

«Мы обнаружили четыре миллисекундных пульсара в ходе поисков 80 гамма-лучевых источников, проведенных с 2015 по 2017 год с помощью радиотелескопа Murriyang обсерватории Паркес», — написали исследователи в статье.

Наблюдения, проведенные в период с 2015 по 2017 год, изначально выявили 15 объектов, которые были далее исследованы. Четыре из них были классифицированы как кандидаты в MSP. Однако их природа не могла быть подтверждена до настоящего времени из-за недостатка данных для получения хороших временных решений.

Команда Керра теперь смогла получить улучшенные временные решения и обнаружила гамма-лучевые пульсации от всех четырех MSP, которые обозначены как PSR J0646−5455, PSR J1803−4719, PSR J2045−6837 и PSR J1833−3840.

PSR J1833−3840 является единственным затмевающим пульсаром из четырех и был классифицирован как «черная вдова», так же у него есть компаньон с массой менее 0.1 солнечной массы. PSR J1833−3840 имеет самый длинный известный орбитальный период среди «черных вдов» — 0.9 дня.

Остальные три MSP являются бинарными системами с белыми карликами в почти круговых орбитах. Самый длинный орбитальный период из трех наблюдался у PSR J1803−4719 — 90.44 дня, в то время как у PSR J2045−6837 он самый короткий — 5.17 дня.

Согласно статье, вновь найденные гамма-лучевые MSP имеют периоды вращения от 1.86 до 3.67 миллисекунд, в то время как их дисперсионные меры варьируются от 21.07 до 78.6 парсек/см³. Яркость спин-даун пульсаров была измерена в диапазоне от 4.5 до 108 декамиллионов эрг/с.

Авторы исследования отметили, что PSR J0646−5455 имеет сильный, похожий на Велу, профиль гамма-лучевых импульсов с двумя каустическими пиками гамма-излучения. Они добавили, что гамма-яркость этого пульсара, наряду с периодом вращения примерно 2.5 миллисекунды и узким профилем импульсов, делает его подходящим для высокоточного тайминга.

Показать полностью 1
0

Гаджет Ring Mouse заменит тачпад и компьютерную мышь!

Гаджет Ring Mouse заменит тачпад и компьютерную мышь! Электроника, Инженер, Будущее, Инновации, Тестирование, Гифка

На краудфандинговой платформе Kickstarter стартовал сбор средств для массового производства инновационного устройства под названием Ring Mouse. Этот гаджет, разработанный специалистами, связанными с китайским производителем носимых технологий Efortune, представляет собой смарт-кольцо, способное управлять компьютером, смартфоном или планшетом.

Ring Mouse подключается к устройствам с помощью Bluetooth, предоставляя пользователям возможность легко управлять основными функциями. На кольце, выполненном из нержавеющей стали, предусмотрены две кнопки и трекпад, что позволяет листать ленты в социальных сетях, а также включать и останавливать воспроизведение видео и музыки.

Разработчики уверяют, что емкости аккумулятора достаточно для 10 часов работы, а всего пять минут зарядки обеспечат гаджет энергией на целый час.

Первые покупатели смогут получить свои устройства уже в июне 2025 года. После выхода на рынок кольцо Ring Mouse будет доступно по цене от 109 долларов (что составляет чуть более девяти тысяч рублей по текущему курсу).

Показать полностью
10

Ну все, ушла эпоха: Телескоп "GAIA" отправился на заслуженную пенсию...

Ну все, ушла эпоха: Телескоп "GAIA" отправился на заслуженную пенсию... Астрономия, Галактика, Вселенная, Звезды, Млечный путь, Астрофизика, Телескоп, Gaia

Космический телескоп "Gaia" был отключен и отправлен в «пенсию» в четверг после десятилетия, в течение которого он раскрывал тайны Млечного Пути, но его наблюдения будут способствовать открытиям на протяжении десятилетий!

С момента запуска в 2013 году телескоп картографировал ночное небо, движение и свойства почти двух миллиардов звезд, создавая беспрецедентную карту нашей родной галактики, согласно данным Европейского космического агентства.

Gaia наблюдала за вселенной с устойчивой орбиты на расстоянии 1,5 миллиона километров от Земли, известной как точка Лагранжа 2.

Чтобы избежать проблем с новыми «соседями», команда ESA на Земле отдала команду двигателям Gaia сделать последний толчок в четверг, который отправит космический аппарат на дальнюю орбиту вокруг Солнца.

Эта «пенсионная орбита» обеспечит, что космический аппарат останется как минимум в 10 миллионах километров от Земли в течение следующего века.

Почти за 11 лет работы "Gaia" обнаружила доказательства столкновения массивных галактик, идентифицировала обширные скопления звезд, помогла открыть новые экзопланеты и составила карты миллионов галактик и ярких галактических объектов, называемых квазарами.

В прошлом году исследователи, использующее данные Gaia, выявило два потока древних звезд в сердце Млечного Пути, которые, как считается образовались около 12 миллиардов лет назад, во время формирования галактики.

Согласно астрономам, использующим данные Gaia, Млечный Путь поглотил другие карликовые галактики по мере своего роста, в частности одну, названную Gaia-Enceladus, около 10 миллиардов лет назад.

Наша родная галактика все еще медленно поглощает карликовую галактику Стрельца, что помогла выяснить Gaia.

Телескоп также обнаружил более 50 карликовых галактик, на орбите Млечного Пути. Внутри галактики он отслеживал 150 000 астероидов и обнаружил несколько десятков черных дыр.

Последнее прощание
В четверг инженеры ESA в Германии поочередно отключили все системы спутника, которые позволяют ему выживать в условиях космоса, такие как радиационные штормы или удары мелких метеоритов.

«Космические аппараты спроектированы так, чтобы их нельзя было уничтожить — очень сложно отключить их», — сказал инженер по эксплуатации ESA Тьяго Ногейра в интервью AFP.

Команда Европейского центра космических исследований в Дармштадте затем отключила приборы Gaia, прежде чем испортить его бортовое программное обеспечение.

В конце концов, они попрощались, деактивировав систему связи спутника и центральный компьютер.

Однако миссия Gaia продолжится на Земле!

Ученые все еще обрабатывают огромный объем данных, которые телескоп отправил обратно, и ожидается, что четвертый каталог звезд будет представлен в 2026 году.

Окончательный каталог — который охватит 10 с половиной лет наблюдений — ожидается примерно в 2030 году.

В конечном итоге каталог Gaia «будет служить справочным материалом для астрономии как минимум 30-40 лет», — сказал инженер "Gaia" Хосе Эрнандес в интервью AFP.

Это означает, что даже когда Gaia будет молчаливо вращаться вокруг Солнца, то, что он наблюдал, будет способствовать новым открытиям для будущих поколений.

Некоторые астрономы, которые сделают эти прорывы, используя данные Gaia, «все еще учатся в начальной школе», — добавил Эрнандес.

Показать полностью
17

В Китае создан уникальный вирус, который может превращать раковые клетки в «свинину», что позволяет иммунной системе их уничтожать

В Китае создан уникальный вирус, который может превращать раковые клетки в «свинину», что позволяет иммунной системе их уничтожать Наука, Исследования, Ученые, Медицина, Раковые Клетки, Рак и онкология, Научпоп, Будущее

Китайские медики, генетики и биотехнологи разработали инновационный подход к лечению рака, который может стать настоящей революцией в этой области. Они нашли способ превращать опухоли в свинину, и это вовсе не шутка, как может показаться на первый взгляд. Эта технология действительно способна эффективно уничтожать рак, используя внутренние ресурсы организма.

Как же это работает? К сожалению, на данный момент людям не удается надежно трансплантировать органы животных другим людям или полностью заменить биологический орган на искусственный.

Почему так происходит? Существует множество причин. Например, несмотря на то, что свиное сердце или почка очень схожи с человеческими, после пересадки добровольцы, прошедшие ксенотрансплантацию, редко живут долго. Это связано с чрезмерной эффективностью нашей иммунной системы, которая воспринимает всё инородное, попадающее в организм, как угрозу и активно атакует его.

Тем не менее, клетки рака часто остаются незамеченными для иммунной системы, так как они не отличаются от здоровых клеток. Однако, если превратить их и метастазы в свиные, иммунная система немедленно начнет их атаковать, пока они не погибнут. Именно это и сделали профессор Чжао Юнсян и его коллеги, создав синтетический вирус.

Результаты оказались поразительными: у 90% пациентов с прогрессирующим, устойчивым к лечению раком рост опухоли либо остановился, либо она уменьшилась в размерах. Одна пациентка с раком шейки матки даже была объявлена клинически излеченной.

Стоит отметить, что в Китае уже давно ведутся разработки как лекарств от рака, так и качественных методов недорогой диагностики. В этом направлении также наблюдаются значительные успехи. Своя «вакцина от рака» создается и в России.

Однако, к сожалению, это не означает, что лекарство от рака и передовые методы диагностики появятся в больницах уже завтра, а уже в пятницу рак будет отправлен на свалку истории. Опыты на людях запрещены. С одной стороны, это оправдано, поскольку человечность должна быть основой общества. С другой стороны, это значительно замедляет развитие биологических и медицинских наук, поскольку на масштабные исследования уходят месяцы, а иногда и годы или десятилетия. Это необходимо для того, чтобы не навредить здоровью и жизням добровольцев, а также изучить долгосрочные последствия того или иного метода лечения.

Именно поэтому процесс разработки лекарств от таких сложных заболеваний, как рак и СПИД, занимает так много времени. Эти лекарства всё ещё находятся на стадии исследований. Кстати, это также объясняет, почему до сих пор не существует эффективной «таблетки от старости».

Тем не менее, тот факт, что появляется всё больше способов лечения рака, многие из которых демонстрируют отличные результаты (как, например, российская вакцина), вселяет надежду на то, что относительно скоро мы сможем справиться с онкологией.

Показать полностью
6

NASA опубликовало самое четкое изображение модуля Blue Ghost на Луне!

NASA опубликовало самое четкое изображение модуля Blue Ghost на Луне! Астрономия, Вселенная, Солнечная система, Луна, Зонд

Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства США (NASA) 25 марта представило новый снимок посадочного модуля Blue Ghost компании Firefly Aerospace, запечатленный аппаратом Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO).

Ранее LRO уже фиксировал Blue Ghost, когда модуль 2 марта успешно приземлился в районе Пика Латрейя в Море Кризисов. На этот раз орбитальный аппарат NASA находился всего в 65 километрах к западу от Blue Ghost, что позволило получить снимок более высокого качества.

Напомним, что 17 марта Blue Ghost завершил свою научную программу, в рамках которой была успешно продемонстрирована работа экспериментального устройства для очистки поверхностей от лунной пыли, а также осуществлено бурение реголита.

Показать полностью 1
10

Обнаружена древнейшая галактика, излучение которой вновь наполнило светом окружающую Вселенную!

Обнаружена древнейшая галактика, излучение которой вновь наполнило светом окружающую Вселенную! Галактика, Астрономия, Вселенная, Телескоп Джеймс Уэбб

Остывшая после Большого взрыва Вселенная была наполнена холодным, нейтральным газом, заслонявшим свет звезд. К счастью, за космологическими Темными веками пришла эпоха реионизации, когда первые звезды и галактики ионизировали межгалактическое пространство, и Вселенная вновь засияла. Ученые нашли древнейшую галактику, излучение которой реионизирует окружающий нейтральный газ.

Ранее считалось, что процесс реионизации начался примерно через 600-800 миллионов лет после Большого взрыва. Однако излучение древнейших галактик, обнаруженных с помощью космического телескопа «Джеймс Уэбб», ставит под сомнение эти даты, указывая на то, что процесс начался гораздо раньше.

Ученые фокусируются на спектральных линиях водорода, особенно на линии Лайман-альфа. Под действием сильного ультрафиолетового излучения звезд водород переходит в возбужденное состояние, а при возвращении в нейтральное состояние излучает на линии Лайман-альфа. Когда почти весь водород ионизирован, Лайман-альфа излучение не поглощается соседними молекулами и доходит до нас. Это указывает на то, что первичный источник ионизирующего излучения был достаточно мощным.

Астрономы нашли линию Лайман-альфа в спектре излучения галактики JADES-GS-z13-1-LA (красное смещение 13,0), что соответствует времени примерно через 332 миллиона лет после Большого взрыва. Наличие линии указывает на то, что этот объект — активный «производитель» ионизирующих фотонов. Исследование опубликовано в журнале Nature.

Обнаружена древнейшая галактика, излучение которой вновь наполнило светом окружающую Вселенную! Галактика, Астрономия, Вселенная, Телескоп Джеймс Уэбб

Компьютерное моделирование показало, что JADES-GS-z13-1-LA наполнена молодыми звездами с низким содержанием тяжелых элементов, которые могут быть источником ионизирующего излучения. Однако более вероятно, что ионизирующее излучение идет от сверхмассивной черной дыры в центре галактики. Эффективный радиус JADES-GS-z13-1-LA составляет примерно 114 световых лет, что меньше, чем у других древних галактик. Это указывает на то, что излучение сосредоточено в центре.

По расчетам авторов исследования, галактика образовала вокруг себя «пузырь» ионизированного межгалактического газа радиусом приблизительно 650 тысяч световых лет. JADES-GS-z13-1-LA — доказательство того, что реионизация Вселенной началась всего через 330 миллионов лет после Большого взрыва.

Показать полностью 1
Отличная работа, все прочитано!