Поддержание энергетической независимости США требует снижения зависимости от зарубежных поставок химикатов и топлива. Одним из способов диверсификации внутренних ресурсов является использование электролизеров на основе диоксида углерода для производства ценных прекурсоров, таких как этилен. Однако такие устройства до сих пор ограничивались низкой эффективностью, делая их энергоёмкими и дорогими.

В новом исследовании, опубликованном в журнале Chem Catalysis, учёные из Ливерморской национальной лаборатории имени Лоуренса (LLNL) разработали новые полимерные чернила — иономеры, — которые контролируют движение газа и воды в электрохимических устройствах. Тщательная балансировка химического состава иономера повышает энергоэффективность процесса преобразования.

"Добавление правильного иономера снизило общее напряжение, необходимое для работы устройства", — сказал учёный LLNL Адитья Праджапати. "Это означает, что устройству требуется меньше электроэнергии для производства того же количества продукта".

Иономер — небольшая, но важная часть устройства. "Наше устройство состоит из нескольких тонких слоёв, где CO₂ поступает с одной стороны, и электричество запускает реакцию, превращая газ в этилен с помощью медного катализатора", — отметил научный сотрудник LLNL Николас Кросс.

Иономер наносится напылением на слой меди и регулирует состав поверхности катализатора, обеспечивая оптимальное поступление воды и CO₂. "Без него слишком много воды может затопить устройство, а слишком мало — замедлить реакцию", — пояснил учёный LLNL Максвелл Голдман. Это поддерживает баланс, снижая энергозатраты на производство этилена.

Команда прикрепила химические вещества к прочной полимерной основе и протестировала различные иономеры с разным водопоглощением. "Мы обнаружили, что влагосодержание иономера — мощный фактор, контролирующий производство этилена", — сказал учёный LLNL Крис Хан. "Слишком мало иономера приводит к перегреву, слишком много — к потере энергии. Правильный баланс обеспечил высокую производительность при низком напряжении".

Исследователи отметили, что улучшения стали возможны благодаря сочетанию химии полимеров, экспериментов и мультифизического моделирования. Они надеются, что работа послужит основой для разработки следующего поколения полимеров в электрохимических устройствах.

Публикация взята с сайта: https://www.cell.com/chem-catalysis/fulltext/S2667-1093(25)0...

Дикие дрожжи

Не все понимают, что дикие дрожжи не всегда способны выживать в высоко концентрированных средах и погибают едва набродив 6% спирта. Речь не о всех без исключения диких дрожжах, но такой риск есть всегда.

Дикие дрожжи это неизвестность, так как дрожжей тысячи видов. Какой из видов победит в конечном итоге и победит ли, заранее не ясно. Результат совершенно непредсказуем. В домашнем винокурении такой риск тоже присутствует, хоть и не такой большой как на производстве, но он есть.

Например, во Франции, виноделы полностью отказались от диких дрожжей. Ведь использование культурных винных дрожжей - это заведомо гарантированный результат получения хорошего вина.

Минусы диких дрожжей

• Едят много сахара - образуют мало спирта;

• Неустойчивы к высоким концентрациям спирта;

• Бояться перепадов температуры;

• Умирают или засыпают без причины.

Именно поэтому, большинство заводов по производству вина, давно уже отказались от применения диких и даже сырых культурных дрожжей. Им есть чем рисковать. Никто не хочет потерять виноматериал и превратить его в уксус.

Чем отличаются дикие дрожжи от культурных

Культурные винные дрожжи выращивают из диких, но расса диких дрожжей - это миллионы, среди которых активны и живучи только 10 000 видов, остальные не активны.

Производители дрожжей отсеивают самых активных и размножают их (селекционируют). Следят за их активностью, прививают им определённые навыки, как пример, выживание в высокой концентрации спирта или выживание при более низких температурах.

Также, все селекционированные культурные дрожжи проходят этап микробиологического анализа и выпускаемые на рынок культурные дрожжи стерильны. Санитарный надзор не допускает содержание в дрожжах кишечной палочки и подобных неприятностей.

Существуют селекции винных дрожжей для сбраживания определённого виноматериала. Например для красного винограда свои дрожжи, для белого другие. Для яблок и груш третьи, для ягоды - четвёртые, для шампанских вин - пятые.

https://clck.ru/3P7zTm

При температуре ниже нуля градусов по Цельсию молекулы воды (H2O) располагаются в высокоупорядоченной кристаллической решётке, в которой все молекулы аккуратно выровнены друг относительно друга, и создают твёрдую кристаллическую структуру.

Когда кто-то наступает на эту упорядоченную структуру, верхний слой молекул разрушается не под воздействием давления или трения обуви, а под воздействием ориентации диполей в подошве обуви, взаимодействующих с диполями во льду. Ранее упорядоченная структура внезапно становится неупорядоченной.

«В трёх измерениях эти дипольно-дипольные взаимодействия становятся «фрустрированными», — говорит Мюзер, ссылаясь на концепцию геометрической фрустрации в физике, согласно которой конкурирующие силы не позволяют системе достичь полностью упорядоченной стабильной конфигурации. На микроскопическом уровне силы между диполями во льду и диполями в материале подошвы обуви нарушают упорядоченную кристаллическую структуру на границе между льдом и обувью, в результате чего лёд становится неупорядоченным, аморфным и, в конечном итоге, жидким.

Помимо опровержения почти 200-летних общепринятых знаний, исследования команды также развенчивают ещё одно заблуждение.

«До сих пор считалось, что кататься на лыжах при температуре ниже –40 °C невозможно, потому что будет слишком холодно для образования тонкой смазочной жидкой плёнки под лыжами. Оказалось, что и это неверно», — объясняет профессор Мюзер.

«Дипольные взаимодействия сохраняются при чрезвычайно низких температурах. Примечательно, что жидкая плёнка образуется на границе раздела между льдом и лыжами даже при температуре, близкой к абсолютному нулю», — говорит Мюзер.

Однако при таких низких температурах плёнка становится очень вязкой — более вязкой, чем мёд. Мы вряд ли узнаем в ней воду, и кататься по ней будет практически невозможно, но плёнка всё же появляется.

Ссылка на статью.

В возрасте четырнадцати лет он отправился работать к аптекарю в Гётеборг в Швеции, где впервые получил непосредственный опыт работы с химическими веществами. Невероятное разнообразие доступных ему реактивов будоражило ум юноши, и он часто засиживался допоздна, ставя опыты после рабочего дня.

По легенде, один из таких экспериментов с особо летучей смесью закончился громким взрывом, который потряс весь дом и привёл его хозяина в ярость. Шееле попросили уйти, но вскоре он нашёл нового наставника, аптекаря К. М. Чельстрёма в Мальмё, который познакомил его с академическими кругами. Два года спустя, в 1767 году, Шееле перебрался в Стокгольм и начал работать фармацевтом.

Одним из его первых открытий стала винная кислота — белое кристаллическое органическое вещество, которое содержится во многих фруктах, например, в винограде. Виноделы знали о ней веками, но именно Шееле разработал метод её химического выделения. Он также первым выделил молочную кислоту из прокисшего молока и открыл глицерин. Ему принадлежит открытие фтороводорода и сероводорода. Но величайшим его достижением стал кислород. Это событие положило начало невероятной череде научных неудач.

Шееле открыл кислород на три года раньше Джозефа Пристли, но публикации своих трудов он ждал шесть лет. К тому моменту Пристли уже обнародовал свои экспериментальные данные и выводы, касающиеся этого газа. До того как элемент получил название кислород, Шееле называл его «огненным воздухом» из-за его способности поддерживать горение. Он также понял, что атмосферный воздух представляет собой смесь «огненного воздуха» и «испорченного воздуха», один из которых был пригоден для дыхания, а другой нет.

Шееле продолжил исследования и открыл как минимум ещё шесть элементов — барий, хлор, молибден, марганец, азот и вольфрам, но так и не получил за них признания. В случае с хлором Шееле ошибочно полагал, что это оксид, полученный из соляной кислоты, и назвал его муриевым. Лишь спустя сорок лет сэр Хэмфри Дэви установил, что муриевая кислота не содержит кислорода и является простым веществом. Он и дал ему название хлор. Что касается бария, Шееле знал, что это элемент, но не смог выделить его в чистом виде. Это вновь сделал Дэви.

Та же история повторилась с молибденом. Шееле твёрдо заявил, что минерал молибдена уникален и не является свинцовой рудой. Он верно предположил, что в нём содержится новый элемент, и предложил название молибден. Однако успешно выделил его Петер Якоб Хьельм, которому и достались все лавры. Полоса невезения Шееле продолжилась с марганцем, элемент который он идентифицировал, но также не сумел экстрагировать.

Шееле мечтал остаться в памяти потомков за множество открытий, но в итоге его имя навсегда связали с единственным изобретением, о котором он сам предпочёл бы забыть, — соединением, известным как зелень Шееле. За десятки лет оно стало причиной смерти бесчисленного количества людей, включая, возможно, и Наполеона. Зелень Шееле представляла собой желтовато-зелёный пигмент, который использовали для окраски обоев, тканей и даже некоторых детских игрушек. В основе пигмента лежал мышьяк.

В те времена о токсичности мышьяка известно не было. Люди оклеивали свои комнаты ярко-зелёными обоями, дамы носили зелёные платья, а газеты и журналы использовали сочный зелёный цвет для печати рекламы. Во время ссылки на острове Святой Елены Наполеон проживал в доме, комнаты которого были выкрашены в ярко-зелёный, его любимый цвет. Хотя официальной причиной смерти императора стал рак желудка, известно, что воздействие мышьяка значительно повышает риск этого заболевания. Анализ образцов его волос также показал значительное содержание мышьяка.

Во многом Шееле опередил своё время. Он открыл и выделил больше элементов и соединений, чем любой из его современников, однако единственное, что было названо в его честь, оказалось ядом. Знаменитый американский писатель Айзек Азимов признавал Шееле как одного из величайших фармацевтов в истории, но его неспособность добиться того же уровня признания, что и у коллег, заставила Азимова метко окрестить гения «Невезучим Шееле».

Годы работы с опасными химикатами, включая тяжёлые металлы (Шееле имел привычку пробовать на вкус и нюхать каждое новое вещество, которое он открывал), подорвали его здоровье и привели к болезни почек. Шееле умер молодым, в возрасте 43 лет, отравившись ртутью..