Получен самый пластичный тугоплавкий сплав для космоса и авиации

Авиационная и космическая промышленности предъявляют повышенные требования к материалам: они должны быть прочными, легкими, выдерживать огромные нагрузки и перепады температур. Например, при изготовлении газотурбинных двигателей используются титановые и никелевые суперсплавы, свойства которых уже нельзя улучшить в значительной мере. В связи с этим материаловеды во всем мире активно исследуют высоко- и среднеэнтропийные сплавы, состоящие из нескольких (обычно не менее 4-5) тугоплавких металлов, которые демонстрируют уникальный комплекс свойств при экстремально высоких температурах. Потенциальная замена применяемых сейчас высокотемпературных материалов на тугоплавкие высоко/среднеэнтропийные сплавы может помочь эффективнее производить и использовать воздушные суда и снизить вредные выбросы. Однако такие материалы хрупкие при комнатной температуре. Дело в их структуре, где атомы металлов располагаются строго определенным образом и недостаточно пластичны. Между тем, существуют некоторые композиции тугоплавких высоко/среднеэнтропийных сплавов с упорядоченной структурой, которые могут быть пластичными при комнатной температуре. Они состоят из так называемых зерен и упорядоченных областей внутри них (их называют доменами). До сих было не вполне понятно, что оказывает большее влияние на механические свойства этих сплавов — зерна или домены. Кроме того, неясно, как изменить эти параметры, чтобы настраивать свойства материала под определенные цели.

Материаловеды из Белгородского государственного национального исследовательского университета и Санкт-Петербургского государственного морского технического университета исследовали механические свойства предложенного ими ранее тугоплавкого среднеэнтропийного сплава Al15Nb40Ti40V5 (индексы обозначают атомные концентрации элементов) с упорядоченной структурой. Для проведения систематических исследований ученые варьировали размеры зерен и доменов, изменяя условия обработки, а именно температуры и длительности отжига после холодной прокатки.

Работа опубликована в журнале 📕Materials Science & Engineering A: Structural Materials: Properties, Microstructure and Processing (IF = 6.04)

Читать новость на сайте👇🏻
https://colab.ws/news/660
#новости

Мхи могут стать источником большого количества жирных кислот

Жирные кислоты входят в состав клеточных стенок живых существ. Растения могут их синтезировать сами, тогда как животные, и человек в том числе, получают эти соединения из пищи. Обнаружение источников, из которых можно получать много разнообразных жирных кислот, важно для медицины, биотехнологии и сельского хозяйства.

Красноярские ученые из ФИЦ «Красноярский научный центр СО РАН» и СФУ показали, что сибирские виды мхов содержат широкий спектр жирных кислот, включая моно- и полиненасыщенные, а также некоторые насыщенные жирные кислоты. Особой находкой оказалось обнаружение эйкозапентаеновой жирной кислоты в большом числе видов. Ее максимальное содержание отмечено у Rhytidium rugosum, краснокнижного Entodon schleicherii, Marchantia polymorpha и Conocephalum conicum. 

Еще одним важным открытием стали уникальные ацетиленовые жирные кислоты, в частности, дикраниновая. Такие соединения могут играть различную роль в метаболизме растений, например, дикранин является метаболическим предшественником оксилипидов и участвует в защите растения от естественных врагов, например слизней. Он обладает выраженным антимикробным эффектом и помогает предотвратить инфекцию от попадания микроорганизмов в поврежденные ткани.

Работа опубликована в журнале 📕Biomolecules (IF = 6.06)

Читать новость на сайте👇🏻
https://colab.ws/news/661
#новости

#конференции

📌I Междисциплинарная всероссийская молодежная научная школа-конференция с международным участием «Молекулярный дизайн биологически активных веществ: биохимические и медицинские аспекты»

🏛Место проведения — Казань, ИОФХ им. Арбузова🏛;
🗓Даты проведения — 18-22 сентября 2023;
⏰Сроки подачи тезисов — до 30 июня 2023;
👥Способ проведения — офлайн;
🔗Подробнее — по ссылке

Окисленные формы рутения оказались эффективным «зеленым» катализатором

Одно из наиболее популярных направлений обработки возобновляемого сырья (в частности, растительного — бионефти) — гидродеоксигенация. В результате реакции удаляется кислород, а получающиеся при этом фенол, циклогексанол и его алкильные производные находят применение в производстве пластмасс, красок, моющих средств и во многих других областях.

Гидродеоксигенация протекает в присутствии катализаторов, чаще всего — микро- и мезопористых цеолитов. Также одними из наиболее перспективных каталитических систем считаются те, в состав которых входят Ru, Re, Rh, Pd и Pt. Первый, рутений, относительно недорог, а еще проявляет высокую активность в реакциях гидрогенолиза и гидрирования в присутствии воды. Это важно, поскольку воды много в бионефти, особенно когда ее получают быстрым пиролизом исходного сырья.

Хотя рутений и рассматривают как катализатор для переработки биотоплива, до сих пор не было понятно не только то, почему он столь активен именно в водных растворах, но и в какой форме он находится в таких условиях. Некоторые исследователи считали, что в виде оксида, однако насколько имеет смысл его восстанавливать перед гидродеоксигенацией было также неизвестно.

В своей новой работе российские ученые вместе с иностранными коллегами смогли найти ответ на этот вопрос. Они нанесли на микромезопористые цеолиты оксид рутения и исследовали, что с ним происходит в ходе переработки гваякола в водном растворе при мягких условиях. Используя синхротронное излучение и рентгеновскую абсорбционную спектроскопию, авторы продемонстрировали, как в процессе реакции образуется водный оксид рутения.

Работа опубликована в журнале 📕Applied Catalysis B: Environmental (IF = 24.32)

Читать новость на сайте👇🏻
https://colab.ws/news/658
#новости

Давление помогло пористой мембране уловить втрое больше молекул интерлейкина

Пористые полимерные мембраны широко используются в медицине, чтобы анализировать в крови молекулы, связанные с воспалением. Их основное преимущество заключается в том, что они улавливают большее число молекул по сравнению с плоскими поверхностями, не содержащими поры. Другими словами, пористые мембраны с меньшей вероятностью «пропускают» мимо себя интересующие медиков частицы, делая анализ точнее. Однако, с другой стороны, такая структура со множеством отверстий усложняет прохождение молекул от поверхности в глубь материала. В результате этого часть молекул может вообще не преодолеть такое «препятствие» и исказить результаты анализа в меньшую сторону. Чтобы решить эту проблему, можно прокачивать анализируемую смесь под давлением, которое поможет равномерно распределить анализируемую жидкость в порах и облегчить ее «путь».

Ученые из Московского государственного университета имени М. В. Ломоносова🏛 и Федерального научно-клинического центра физико-химической медицины имени академика Ю. М. Лопухина сравнили два способа нанесения пробы на пористые мембраны: инкубацию и пропускание под давлением. В первом случае содержащиеся в растворе молекулы проникали в поры пассивно, путем диффузии, в то время как во втором раствор активно проходил в глубь мембраны.

В качестве анализируемого вещества авторы использовали интерлейкин — соединение, участвующее в развитии воспаления при таких заболеваниях, как ревматоидный артрит, воспаления кишечника и некоторые аутоиммунные расстройства. Датчики для точного анализа уровня интерлейкина высоко востребованы в медицине, поскольку помогут быстро диагностировать данные заболевания.

📑Работа опубликована в журнале 📕Micro

Читать новость на сайте👇🏻
https://colab.ws/news/662
#новости

«Горючий лед» предложили использовать для тушения пожаров

Газовые гидраты — это соединения из газа в ледяной и водной оболочке, которые добывают со дна морей и океанов. Их также называют замерзшим топливом будущего или горючим льдом. Одно из направлений их использования — локализация и подавление возгораний.

Ученые провели более 200 экспериментов по локализации и подавлению горения древесины, керосина, бензина, дизельного топлива, спирта, сырой и очищенной нефти, индустриальных масел, разных марок угля, отходов углеобогащения и природных газовых гидратов метана. Для этого они воспроизвели условия возгорания в четырех наиболее распространенных ситуациях: неосторожное обращение с огнем, нарушение правил эксплуатации нагревательного оборудования, замыкание электрических сетей и локальные источники пожара. Эксперименты проводились как с очагами в помещениях, так и на открытой местности.

На основе экспериментальных данных ученые разработали физические и математические модели локализации и подавления горения разных веществ и материалов, а также начали работы по созданию гидратов, в состав которых входят поверхностно-активные вещества. При диссоциации такой гидрат, помимо вытеснения кислорода из зоны горения и снижения температуры, позволяет создать на его поверхности пену. Она является блокиратором кислорода и способствует локализации горения и термического разложения материала.

В будущем авторы планируют разработать несколько устройств, в которых получаемый гидрат при соприкосновении с горящим материалом будет эффективно блокировать и локализовать горение.

Работа опубликована в журнале 📕Thermal Science and Engineering Progress (IF = 4.56)

Читать новость на сайте👇🏻
https://colab.ws/news/664
#новости

Простая нейросеть смогла по сигналам ЭКоГ распознать сон и бодрствование

Автоматическое распознавание различных физиологических состояний лабораторных животных имеет большое значение для нейронауки и медицины. Это особенно ценно и полезно при долгосрочном мониторинге показателей: например, именно подобные эксперименты на крысах позволили прояснить ряд важных аспектов развития судорожной активности при эпилепсии.

Качество сна влияет на важнейшие процессы в нашем организме, и его изучение требует комплексного анализа электроэнцефалографической (ЭЭГ), электромиографической (ЭМГ), а также электроокулографической активности (в случае человека), которые вместе образуют так называемую полисомнограмму. Такая оценка признана «золотым стандартом» для определения состояния цикла сон/бодрствование у большинства видов животных, но ручная обработка даже двух-трехдневных записей не всегда оказывается достаточно точной при всей своей трудозатратности и дороговизне.

Российские исследователи предложили метод, позволяющий распознавать сон в реальном времени без сложных вычислений. Предложенный метод показал высокую скорость работы и простоту вычислений, поэтому его можно использовать в экспериментах в реальном времени. Как считают авторы, он может быть востребован в доклинических исследованиях на грызунах, где требуется мониторинг режима сна и бодрствования.

Работа опубликована в журнале 📕Chaos, Solitons and Fractals (IF = 9.92)

Читать новость на сайте👇🏻
https://colab.ws/news/663
#новости

Всего один фотокатализатор позволил получить 250 ценных продуктов

Переходные металлы, способные изменять свою степень окисления, часто становятся основой катализаторов для органического синтеза, в том числе медицинских субстанций и разнообразных химикатов. Несмотря на множество работ, посвященных катализу комплексами меди, палладия, никеля и прочими металлами, подбор оптимальных условий для наиболее эффективного протекания реакции остается нетривиальной задачей.

Так, приходится изменять внешние условия — температуру, давление, растворитель; с точностью до небольших боковых групп выбирать лиганды, окружающие атом металла и помогающие ему взаимодействовать с реагентами; учитывать структуру катализатора и субстрата (реагентов) и многое другое. Что-то удается рассчитать на компьютере, но большая работа кроется в экспериментах — подчас достаточно дорогих и трудоемких. В итоге удается выбрать более-менее оптимальную реакционную систему, в лучшем случае актуальную для класса соединений или типа реакций. При постановке новой задачи, пусть даже и достаточно близкой к уже решенной, все приходится повторять с начала.

Исследователи из лаборатории металлокомплексных и наноразмерных катализаторов Института органической химии имени Н.Д. Зелинского🏛 и Регенсбургского университета предложили универсальную каталитическую систему, в которой нет дорогих или редких компонентов. В основе — простейшие соли никеля и дешевая фотоактивная добавка. Настроить каталитические свойства удалось под действием видимого света (то есть не нужны дорогие лазеры или мощные ультрафиолетовые лампы) при помощи повсеместно используемых органических оснований – особых органических «адаптеров».

Работа опубликована в журнале 📕 Nature (IF = 69.50)

Поздравляем лабораторию академика Ананикова 🎊

Читать новость на сайте👇🏻
https://colab.ws/news/665
#новости

Лаборатория биоинженерии клеток млекопитающих

📍Организация: ФИЦ «Фундаментальные Основы Биотехнологии» РАН🏛
🧑🏻‍🔬Области науки: Биохимия, Молекулярная биология, Биотехнология

Чем мы занимаемся:
Лаборатория реализует полный цикл разработки биотехнологических препаратов — от получения высокоэффективных продуцентов до разработки методов выделения целевых белков и контроля их качества. Данный цикл включает как стандартные, так и специфические (в том числе разработанные в лаборатории) методы и подходы.

🔬Направления исследований:

— Изучение фундаментальных механизмов, контролирующих биосинтез и секрецию гетерологичных белков и жизнедеятельность культивируемых клеток млекопитающих

— Исследования организации клеточного генома и регуляции экспрессии генов на модели культивируемых клеток яичника китайского хомячка

— Фундаментальные исследования в области химии белка и методов математического планирования экспериментов

👇🏻Подробнее на странице лаборатории
https://colab.ws/labs/490

#лаборатории

Новый антибактериальный гель оказался в 100 раз эффективнее имеющихся

Число бактерий, устойчивых к антибиотикам, растет с каждым годом. Причина этого заключается, в том числе, в том, что многие пациенты неправильно используют назначенные препараты и изменяют режим их приема без консультации с врачом. Риск того, что большинство бактерий потеряют чувствительность ко всем известным лекарствам, приводит к потребности в новых эффективных антибиотиках. Привлекательными с этой точки зрения представляются препараты на основе серебра — элемента, известного антибактериальными, противовирусными и противогрибковыми свойствами.

В России уже есть единичные примеры использования наночастиц серебра в перевязочных и стоматологических материалах, имплантах, катетерах. Однако для синтеза таких наночастиц применяются токсичные реактивы и стабилизаторы. В результате получаемые антибактериальные структуры, сохраняя следы токсичных веществ, могут оказаться небезопасными для человека в высоких концентрациях.

Ученые из Тверского государственного университета с коллегами с помощью «зеленых» технологий синтезировали антибактериальные гели, содержащие наночастицы и нанокластеры серебра. Полученные структуры в 100 раз лучше, чем другие известные препараты на основе серебра, подавляли рост таких устойчивых к антибиотикам бактерий как ацинетобактер и псевдомонада. При этом гели не оказывали токсического эффекта на клетки человека, благодаря чему их можно будет использовать при создании доступных и эффективных лекарств.

Работа опубликована в журнале 📕Journal of Materials Chemistry B (IF = 7.57)

Читать новость на сайте👇🏻
https://colab.ws/news/666
#новости

#объявления

Лаборатория биоинженерии клеток млекопитающих приглашает аспиранта

Лаборатория биоинженерии клеток млекопитающих ФИЦ Биотехнологии РАН🏛 приглашает аспиранта для проведения фундаментальных и прикладных исследований в области метаболической инженерии клеток CHO и продуцентов лекарственных белков на их основе.

Лаборатория имеет промышленных партнеров и ведет строго фокусированные прикладные разработки для промышленного внедрения, а также проводит фундаментальные исследования метаболизма клеток, применяемых в биофармацевтическом производстве. Некоторые из разработанных в нашей лаборатории продуцентов и технологий используются в серийном производстве зарегистрированных лекарственных средств.

🔬Предлагаемые направления исследований:
— Продуценты одноцепочечных гонадотропных гормонов позвоночных
— Методы направленной интеграции в геном культивируемых клеток CHO многих копий трансгенов
— Изменение процессов программируемой клеточной смерти и макроаутофагии в клетках CHO
— Платформенные методы получения продуцентов Fc-слитных белков (-цептов)

Требования:
— Диплом специалиста или магистра МГУ или МФТИ, остальные профильные ВУЗы - в зависимости от темы дипломной работы
— Продвинутый уровень минимум в одной из областей: генетическая инженерия (софт и лабораторные методики), клеточная биология (асептическая работа, ведение культур клеток млекопитающих), ВЭЖХ и биохимические методы анализа белков, биоинформатический анализ данных NGS
— Навык поиска, чтения и систематизации литературы на английском языке

💬Подробнее: https://colab.ws/ads/65

Если вы хотите опубликовать объявление, переходите по ссылке, заполняйте форму и размещайте ваши запросы!

Нейросеть научили выявлять болезнь Альцгеймера

В различных научных сферах — от химии до психологии — для оценки степени хаоса, беспорядка и неизвестности используют термин «энтропия». Обычно энтропию определяют для некой последовательности чисел или набора случайных величин, называемого временным рядом. Низкие значения энтропии указывают на систематичность, упорядоченность данных, а высокие — на хаотичность. Для понимания приведем пример. Представьте, что у вашего друга десять игральных кубиков. Он их бросил и сказал, что сумма всех выпавших чисел равна 30. А какие конкретно числа ему выпали — неизвестно, и величина такой неопределенности обозначается как энтропия. Если цифры на кубиках одинаковые, то достаточно увидеть одну из них, чтобы догадаться об остальных. В данном случае энтропия будет маленькой. Но, если цифры разные, чтобы определить их все, нужно увидеть больше кубиков, а значит, и энтропия в данном случае выше. Для ее оценки используются различные формулы, одна из самых распространенных — формула Шеннона. Согласно ей, энтропия напрямую связана с «неожиданностью» возникновения события, и чем событие более предсказуемо, тем степень неупорядоченности меньше. Но данная формула может решить не все задачи, поэтому важно использовать несколько энтропий для эффективного результата.

Ученые из Петрозаводского государственного университета совместно с зарубежными коллегами предложили совершенно другой подход, где при расчете энтропии используется не формула Шеннона, а применяется искусственный интеллект. Они создали собственную нейронную сеть для определения особого типа энтропии — энтропии NNetEn (Neural Network Entropy — энтропия на нейронной сети). На вход нейронной сети подавался исследуемый временной ряд и вспомогательная база данных MNIST, состоящая из рукописных цифр от 0 до 9. Программа трансформировала цифры во временные ряды, после чего происходило обучение сети. В результате алгоритм с помощью математических методов вычислял значение энтропии.

📑Работа опубликована в журнале 📕Algorithms

Читать новость на сайте👇🏻
https://colab.ws/news/667
#новости

Кафедра прикладной экологии СПбГУ

📍Организация: Санкт-Петербургский государственный университет🏛
🧑🏻‍🔬Области науки: Экология

Чем мы занимаемся:
Природоохранная биология, экология, почвы, экологический менеджмент, гуминовые вещества, экосистемные услуги.

🔬Направления исследований:

— Экология почв

👇🏻Подробнее на странице лаборатории
https://colab.ws/labs/492

#лаборатории

Золото и селен объединили в рамках фототермической терапии рака

Фототермическая терапия — эффективный и малоинвазивный способ лечения рака. Он заключается в том, что особое вещество, введенное в организм, накапливается в опухоли и при облучении светом вызывает локальный нагрев — в результате злокачественные клетки погибают. Однако применимость такого подхода весьма ограничена: даже в случае рака кожи остаются риски не долечить глубокие слои тканей, что чревато дальнейшим прогрессированием заболевания. Ученые Политехнического университета🏛 и Университета ИТМО🏛 с китайскими коллегами предложили и математически смоделировали более эффективный вариант — с помощью инъекции вводить не лекарственное вещество, а наночастицы селена и золота.

За счет сильного поверхностного плазмонного резонанса наночастицы золота хорошо преобразуют энергию света в тепло. Наночастицы селена помогают им удерживать тепло более длительное время, что повышает эффективность процедуры, а также сами по себе повышают выработку митохондриями активных форм кислорода, губительных для клеток. Чтобы наночастицы не сработали раньше времени и не повредили здоровые ткани, исследователи поместили их внутрь капсулы с шестислойной оболочкой и размером два микрона. Сначала проводили синтез ядра, которое состоит из карбоната кальция, а далее уже на имеющийся носитель послойно наносили полимеры. Согласно расчетам, для эффективного воздействия на раковую клетку необходимо не меньше десяти капсул — их количество в одной инъекции высчитывается исходя из объема опухоли.

Ученые уже провели эксперименты на мышах. Часть исследований выполняли на базе Первого Санкт-Петербургского государственного медицинского университета имени академика И.П. Павлова, исследования по терапевтическому эффекту — на базе Санкт-Петербургского государственного химико-фармацевтического университета совместно с коллегами из ИТМО.

Работа по совершенствованию изобретения продолжается. Перед учеными стоят две главные задачи — улучшить адресность капсул и уменьшить их размер, чтобы сделать их проникновение в клетку эффективнее.

Работа опубликована в журнале 📕Journal of Colloid and Interface Science (IF = 9.97)

Читать новость на сайте👇🏻
https://colab.ws/news/668
#новости

Предложен новый набор плазмид для модификации метилотрофных дрожжей

Дрожжи с давних пор используются человеком, например, в виноделии и при приготовлении хлеба. Они также стали одним из важнейших объектов биотехнологии. В частности, так называемые метилотрофные дрожжи родов Ogataea и Komagataella оказались чрезвычайно востребованы для наработки белков, используемых в фармакологии и пищевой промышленности. При этом «заставить» дрожжи производить не свойственные им, но нужные человеку молекулы, можно, «вставив» интересующий ген в геном этих микроскопических грибов. Еще более широкие возможности открывает технология редактирования генома CRISPR-Cas9, которая позволяет значительно перестроить метаболизм клеток.

Система CRISPR–Cas9 адаптирована для геномного редактирования множества разных организмов, однако существующие подходы к генетической модификации довольно трудоемки и часто низкоэффективны. В частности, такая проблема существовала и в случае метилотрофных дрожжей, широко используемых для производства ценных в фармакологии и пищевой промышленности белков. Сотрудники ФИЦ Биотехнологии РАН🏛 с коллегами разработали набор плазмид, доставляющих в клетки гены компонентов CRISPR–Cas9 в виде отдельных молекул ДНК, которые объединяются в одну генетическую конструкцию прямо в дрожжах. Это позволило значительно упростить процедуру геномного редактирования и достичь высокой эффективности введения CRISPR–Cas9 в дрожжевые клетки.

Работа опубликована в журнале 📕International Journal of Molecular Sciences (IF = 6.21)

Читать новость на сайте👇🏻
https://colab.ws/news/669
#новости