Геологи обнаружили уникальное месторождение, богатое ценными металлами

Магматические породы образуют большую часть земной коры, формируя в ней разнообразные структуры, в том числе и богатые полезными ископаемыми. Так, с редкими и ценными щелочными магмами связаны месторождения стратегически важных металлов ниобия, тантала, циркония, гафния, редкоземельных металлов, а также неметалла фосфора. Они очень полезны тем, что с их помощью можно улучшить свойства материалов, преимущественно сплавов, а еще они широко применяются в различных отраслях техники и промышленности.

На территории России залегает крупнейшая в мире Кольская щелочно-карбонатитовая провинция, которая включает в себя два гигантских щелочных расслоенных комплекса — Хибины и Ловозеро. На Кольском полуострове встречаются и меньшие магматические массивы, например мелкие дайки — вертикальные жилы. Одну из таких обнаружили ученые ГЕОХИ РАН🏛во время геолого-разведочных работ в Кандалакшском районе Мурманской области. Находка оказалась поистине уникальной.

По словам авторов, обнаруженная дайка — единственный пример постепенного перехода щелочного расплава в высокощелочной раствор, когда в процессе кристаллизации и остывания магматический расплав насыщается летучими компонентами и переходит в гидротермальный раствор, обогащенный редкими элементами. Этому способствует низкая температура и очень широкий интервал кристаллизации щелочных расплавов.

В случае ряда элементов новое месторождение сопоставимо и даже превосходит известное Ловозерское, что делает его ценным для разработки.

Работа опубликована в журнале 📕Lithos (IF = 4.02)

Читать новость на сайте👇🏻
https://colab.ws/news/376
#новости

🔥Приветствуем первую лабораторию из Казани 🔥

Научно-исследовательская лаборатория синтеза и анализ тонкопленочных систем

📍Организация: Казанский Федеральный Университет🏛
🧪Области науки: Молекулярно-пучковая эпитаксия, Физика твердого тела, Магнетизм

Чем мы занимаемся:
Научно-исследовательская лаборатория синтеза и анализ тонкопленочных систем (НИЛ САТС) была создана в 2013 году в Институте физики Казанского федерального университета (КФУ) при поддержке программы повышения конкурентоспособности вузов и программы развития КФУ. Лаборатория входит в число лабораторий, относящихся к Центру квантовых технологий КФУ. Руководит работой лаборатории профессор Тагиров Ленар Рафгатович, являющийся также инициатором ее создания.

Основой лаборатории служит современный модульный комплекс (SPECS и BESTEC, Германия), который состоит из камеры молекулярно-лучевой эпитаксии, камеры магнетронного распыления и аналитической камеры, включающей такие методы анализа, как рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия и оже-электронная спектроскопия. Каждая камера представляет из себя уникальное технологическое устройство, конфигурация и комплектующие которого подбирались под исследовательские нужды лаборатории с учетом современного состояния науки. Кроме этого, лаборатория оснащена дополнительным оборудованием для предварительной подготовки образцов для исследований (нарезки, очистки и хранения в инертной атмосфере), ультразвуковой микросваркой WestBond (США) для приварки технологических контактов к поверхности твердотельных материалов, стилусным профилометром DekakXT (Bruker, США) для измерения толщин синтезированных материалов с точностью не хуже 1 нм и изолирующим боксом со шлюзовой камерой для хранения тонкопленочных образцов в атмосфере сверхчистого аргона.

В лаборатории проводятся работы по синтезу и анализу тонкопленочных гетероструктур из “антагонистических” материалов, таких как ферромагнитные и сверхпродящие металлы, металлы и диэлектрики, полупроводники. Вместе с тем, в лаборатории работают над получением высокотемпературных магнитных полупроводников на основе оксидов, в частности оксида цинка и диоксида титана с примесью 3d-переходных элементов для применений в области магнитной оптической и спиновой электроники (спинтроники).

Результатами этих работ являются перспективные тонкие пленки и гетерострукутры различного типа, свойств, и назначения, которые впоследствии могут лечь в основу для технологического цикла производства микро- или наноэлектронных устройств и приложений нового поколения: логические элементы магнитной памяти (терагерцовая электроника, скорость перезаписи с частотой 1012 ТГц), высокочувствительные сенсоры, функциональные покрытия для фотовольтаики (наука о получении электрического тока из солнечного света). Научную работу над обозначенными выше проблемами ведут сотрудники лаборатории НИЛ САТС КФУ: к.т.н. Янилкин Игорь Витальевич, н.с. Гумаров Амир Илдусович, н.с. Вахитов Искандер Рашидович, под руководством д.ф.-м.н., профессора Тагирова Ленара Рафгатовича и к.ф.-м.н., доцента Юсупова Романа Валерьевича.

👇🏻Подробнее на странице лаборатории
https://colab.ws/labs/344
#лаборатории

Ученые создали новый класс флуоресцентных красителей для биомедицины

Низкомолекулярные органические флуорофоры являются важным инструментом визуализации биологических объектов и процессов. Их используют для окрашивания тканей и клеток, для наблюдения за эффективностью терапии онкологических заболеваний и для хирургического удаления опухолей. Кроме того, с помощью флуорофоров сейчас стало возможно отслеживать процессы даже внутри клеток и их органелл.

Ранее российские исследователи с зарубежными коллегами предложили две стратегии синтеза нафтиридинонов — соединений, сочетающих в себе участки, достаточно распространенные среди биологически активных веществ, а также амидные фрагменты аминокислот, что позволяет рассчитывать на их биосовместимость и высокую доступность для живых клеток. Поскольку эти вещества способны флуоресцировать, исследователи решили проверить их в качестве красителей для гистологических срезов.

Так, ученые из ИТЭБ РАН, ОмГУ и ОмГТУ синтезировали и апробировали новый флуоресцентный краситель — 5,6-дигидробензо[с][1,7]нафтиридин-4(3H)-он.

Работа опубликована в журнале 📕 Dyes and Pigments (IF = 5.12)

Читать новость на сайте👇🏻
https://colab.ws/news/380
#новости

Новый подход позволит получать прочные пористые аэрогели

Аэрогели — уникальные материалы, которые могут на 99% состоять из воздуха. Именно поэтому они такие легкие и способны впитать большое количество жидкости или даже твердых частиц, а еще служат прекрасными звуко- и теплоизоляторами. Чаще всего говорят о аэрогелях на основе оксида кремния и некоторых оксидов металлов, однако главный их недостаток — хрупкость: образец рассыпается даже от небольшого сжатия.

Чтобы расширить применение аэрогелей, материаловеды стремятся разработать прочные материалы с настраиваемыми свойствами, например пористостью или плотностью. В качестве альтернативы оксидам предлагают полимеры: из целлюлозы, пластика, кевлара и компонента покровов ракообразных. Интересно, что полимеры и стали первыми веществами, из которых почти три десятилетия назад изготовили первый аэрогель. Это были высокопористые фенол-альдегидные, в частности, резорцин-формальдегидные, смолы, перспективные как носители для катализаторов, элементы сенсоров и аккумуляторов.

В своей новой работе сотрудники российские ученые вернулись к истокам технологии и предложили свой вариант синтеза смол.

Оказалось, что ранее практически не было изучено, как влияет на аэрогели растворитель. Авторы опробовали два очень популярных органических растворителя ацетонитрил и диметилсульфоксид. Выбор был обоснован тем, что они по-разному связывают протоны, ускоряющие реакцию поликонденсации.

В результате выяснилось, что растворитель действительно влияет на структуру и свойства образцов. Так, диметилсульфоксид позволил получить полимерный аэрогель с необычной фрактальной струтктурой. Он обладал удельной поверхностью около 200 м2/г и прочностью на сжатие около 30 МПа, тогда как образец на основе ацетонитрила — порядка 500 м2/г и не более 12 МПа соответственно.

По своей прочности аэрогель на диметилсульфоксиде уступает конструкционным сталям, однако столбик такого материала радиусом всего 1 см и массой 1 грамм вполне выдержит вес современного мотоцикла.

Работа опубликована в журнале 📕 Journal of Porous Materials (IF = 2.52)

Читать новость на сайте👇🏻
https://colab.ws/news/381
#новости

Физики создали новую искусственный аналог клеточной мембраны

Уже длительное время ученые стараются искусственно воссоздать клеточную мембрану. Можно говорить об успехе, если такая конструкция устойчива к внешним воздействиям, гибка, близка по толщине к биологическим мембранам, а также в нее можно встроить особые белки, обеспечивающие избирательное пропускание.

Одной из самых простых подобных структур является липосома — замкнутый в сферу бислой (везикула) из липидов, образующийся в растворе благодаря наличию у липидов гидрофильных и гидрофобных частей. Липосомы часто тонкие и обладают хорошим пропусканием, но при этом недостаточно устойчивы к термическому и механическому воздействию. Тем не менее, до сих пор их исследуют в качестве, например, наноконтейнеров для лекарств.

Еще один способ создать везикулу — использовать диблоксополимеры, состоящие из гидрофильных и гидрофобных блоков. При взаимодействии с раствором они образуют везикулы, которые получили название «полимерсомы». Они устойчивые и прочные, однако стенки мембраны получались слишком толстыми и непроницаемыми. Следующим этапом стало создание везикул из янусоподных дендримеров — коротких и ветвистых полимеров.

Ученые из университета Ахена подобрали такой дендример, чтобы полученные везикулы обладали свойствами, наиболее близкими к требуемым. Везикулы назвали «дендримерсомами», они были перспективными для дальнейшего изучения, однако процесс синтеза янусоподных дендримеров был слишком сложен. Теперь же физики МГУ придумали новый подход с использованием гребнеобразного полимера, собирающегося в везикулы в растворе и с более простым способом получения.

Сначала в раствор заряженного полимера (полиэлектролит) добавляли противоположно заряженные фосфолипиды (основные компоненты природных клеточных мембран), и в результате получался гребнеобразный полимер. Его отличительной особенностью являлось то, что связи между звеньями являются не химическими, как обычно, а физическими (за счет электростатических взаимодействий) — менее сильными, но все равно достаточно прочными. В дальнейшем это позволило полученной визикуле быть более гибкой.

При добавлении полученного полимера в воду образовались везикулы, названные комбисомами (от англ. «comb» — гребень). Такие структуры обладали устойчивостью, гибкостью и толщиной, близкой к биологической клеточной мембране. Кроме этого, комбисомы оказались способны образовывать гибридную протоклетку путем слияния с мембранами липосомы и бактерии. Для исследования микроскопических свойств и внутренней структуры везикул в воде ученые провели компьютерное моделирование.

Ученые надеются, что достижение комбисомами свойств мембраны реальной клетки приблизит создание полностью искусственной клетки.

Работа опубликована в журнале 📕 Advanced Science (IF = 17.52)

Читать новость на сайте👇🏻
https://colab.ws/news/388
#новости

Автоматическая подгрузка грантов РНФ🔥

На платформу добавлена автоматическая подгрузка грантов 💸 в профили учёных и организаций.

Чтобы в ваш профиль автоматически подгружались гранты, необходимо авторизоваться через ORCID 🔥

Регистрируйте свой профиль, добавляйте лаборатории и присоединяйтесь к сообществу, объединяющему учёных и лаборатории по всей стране!🥼

Компьютерный дизайн новых материалов и машинное обучение

📍Организация: Казанский Федеральный Университет 🏛
🧪Области науки: Машинное обучение, Молекулярное моделирование, Материаловедение

Чем мы занимаемся:
Деятельность лаборатории направлена на поиск новых алгоритмов построения сложных многокомпонентных материалов (гетероструктур и композитных полимеров) с совершенно новыми полезными свойствами, не присущими ни одному из его составляющих, перспективных для использования в качестве компонент устройств функциональной микроэлектроники и спинтроники с использованием современных методов машинного обучения/искусственного интеллекта, квантовомеханических расчётов, молекулярной динамики.

🔬Направления исследований:

— Исследование гетероструктур

👇🏻Подробнее на странице лаборатории
https://colab.ws/labs/347
#лаборатории

Разработан уникальный препарат для химиотерапии солидных опухолей

Ученые не только предложили новый эффективный препарат для лечения онкозаболеваний, но и провели уникальное мультидисциплинарное исследование множества его химических, фармакологических и прочих свойств. Исследователи изучали солидные образования, которые менее чувствительны к обыкновенной химиотерапии, чем те, которые образовались из клеток крови. Многие исследователи связывают это с наличием в них так называемого «гипоксического региона», обедненного кислородом. Недостаточное насыщения опухолевой ткани кислородом влечет за собой повышение общей устойчивости к химиотерапии и образование раковых стволовых клеток. Именно этот труднодоступный регион и был выбран химиками в качестве мишени для доставки лекарства.

Предложенный учеными препарат состоит из Pt (IV), находящейся в октаэдрическом комплексе с метронидазолом в аксиальном положении. Метронидазол в индивидуальном виде является в современной фармакологии золотым стандартом эффективного лечения анаэробных инфекций, которые вызывают перитонит, пневмонию, некоторые виды гангренозных заболеваний и множество других смертельно опасных болезней.

Как было показано в исследовании, в соединении с платиной это вещество действительно подавляет разрастание опухолевых тканей. В сравнении с похожими по структуре препаратами, которые также были синтезированы учеными, Pt-Mnz наиболее медленно распадается до цисплатина в организме и обеспечивает накопление этого комплекса не просто по всей клетке, но именно в «гипоксическом регионе». Эксперименты позволили ученым утверждать, что значительное улучшение цитотоксичности, стабильности и эффективности препарата достигается именно за счет введения в молекулу лекарственного препарата метронидазолов в аксиальном положении, восстановление которых эффективно протекает в среде, бедной кислородом

Работа опубликована в журнале 📕 Inorganic Chemistry (IF = 5.44)

Читать новость на сайте👇🏻
https://colab.ws/news/389
#новости

Ученые предложили новый материал для водородной энергетики

Сотрудники ИВТЭ УрО РАН 🏛 и УрФУ 🏛 создали новый материал для водородной энергетики. В его основу легли слоистые перовскиты. Они обладают хорошей проводимостью, также на их основе можно создавать системы, где в электричество будет конвертироваться энергия химических реакций.

Классический перовскит АВО3 (где А и В — два разных элемента, а О — кислород) представляет собой сеть восьмигранников, соединенных друг с другом всеми вершинами, и каждый атом кислорода включен в эту сеть. В слоистых перовскитах AA'BO4 восьмигранники связаны в слои, отделенные друг от друга слоями с кубической структурой каменной соли. Она является более «гибкой», чем у классического перовскита, что может открывать дополнительные возможности для ее усовершенствования.

Авторы работы решили модифицировать слоистые перовскиты BaLaInO4 (Ba — барий, La — лантан, In — индий, О — кислород), добавив в них атомы редкоземельного гадолиния, который также способен увеличивать проводимость материалов. В данном случае такой эффект обусловлен тем, что в системе изначально были редкоземельные ионы — лантана, — а добавка их «родственника» гадолиния привела к большему отталкиванию восьмигранников в кристаллической решетке. В результате пространство для переноса заряженных частиц расширилось.

Эксперименты показали, что модификация улучшила проводимость материала в сухих условиях примерно в 12 раз (в сравнении с исходным материалом), при этом ее обеспечивало в основном движение ионов кислорода. Во влажной среде добавлялся еще один механизм переноса заряда — протонный, то есть теперь носителями заряда были ионы водорода, что и необходимо для создания устройств водородной энергетики. В этом случае при температурах ниже 400°C добавка гадолиния улучшила проводимость в 20 раз.

Работа опубликована в журнале 📕Materials (IF = 3.75)

Читать новость на сайте👇🏻
https://colab.ws/news/392
#новости

⚡️Продолжаем серию постов-подборок лабораторий из научно-исследовательских организаций, которые зарегистрированы на платформе.

Санкт-Петербургский государственный университет🏛

🔬Гетероциклические полинуклеофилы и комплексы платиновых металлов на их основе

🔬Лаборатория азаполиеновых и илидных интермедиатов

🔬Лаборатория невалентных взаимодействий

🔬Химия координированных изоцианидов

Регистрируйте свой профиль, добавляйте лаборатории и присоединяйтесь к сообществу, объединяющему учёных и лаборатории по всей стране!🧬

Ученые выяснили, как криоконсервация влияет на эмбрионы млекопитающих

Ученые из Новосибирска решили выяснить, как заморозка скажется на поглощении и накоплении липидов у двух-четырехклеточных эмбрионов мышей, претерпевших криоконсервацию путем медленного замораживания или витрификации. В этом им помог метод рамановской спектроскопии и использование дейтерированных липидов, а именно стеариновой кислоты. Эмбрионы выдерживали в среде с добавлением изотопной метки, замораживали тем или иным способом, а затем размораживали и изучали.

Авторы выяснили, что после первого дня культивирования эмбрионы, развившиеся до стадии морулы (начинается с завершением дробления зиготы, характеризуется появлением полости) после криоконсервации, имели примерно в 1,8 раза более высокую концентрацию дейтерированной стеариновой кислоты, чем контрольные, без заморозки. В то же время в морулах после криоконсервации соотношение между количеством недейтерированных липидов и белков уменьшилось по сравнению с контрольной группой. Эмбрионы на стадии дробления (четырехклеточная клеточная стадия) после разморозки не демонстрировали существенных различий в концентрации меченых липидов по сравнению с контрольными.

Таким образом, данные рамановской спектроскопии свидетельствуют о том, криозамораживание увеличивает поглощение липидов из внешней среды, однако большую роль в этом играет стадия развития зародыша. Ученые предполагают, что дело может быть не в увеличении проницаемости мембран из-за криоповреждения, а в изменении активности генов, отвечающих за метаболизм липидов.

Результаты работы помогут при разработке протоколов культивирования эмбрионов после криоконсервации. С одной стороны, повышенная скорость накопления липидов может привести к более сильным липотоксическим эффектам для эмбрионов, а с другой — более активный метаболизм открывает возможности для их эффективного восстановления после разморозки.

Работа опубликована в журнале 📕Cryobiology (IF = 2.73)

Читать новость на сайте👇🏻
https://colab.ws/news/399
#новости

Новая модель точно опишет растворы сахаров

Моно- и полисахариды широко распространены в природе: в клетках они выполняют гомеостатическую функцию, образуют клеточные стенки растений. Для человечества они также оказываются чрезвычайно полезны: без этих веществ сложно представить себе пищевую промышленность, важную роль они играют и в фармацевтике. На их основе получают разнообразные материалы (например, для электрохимии и очистки воды) и ценные соединения — те же спирты.

Чтобы использование растворов сахаров было наиболее эффективно, важно уметь предсказывать их свойства при различных условиях, например, при определенной температуре или в присутствие солей. Для этого часто применяются методы молекулярной динамики, учитывающие взаимодействие молекул в системе, которые экспериментально бывает невозможно изучить. Это довольно сложна задача, требующая значительных ресурсов, однако точность все равно может быть недостаточной.

Ученые из МФТИ 🏛 построили достоверную модель, позволяющую с приемлемой точностью прогнозировать уравнение состояния и коэффициенты переноса растворов сахаров. Для расчетов жидкостей часто применяются потенциалы межатомного взаимодействия, однако в данном случае классические не подошли, и авторам пришлось подобрать их специально.

Одним из ключевых преимуществ модели является то, что она может быть использована для исследования не только растворов сахарозы, но и для других сахаров. Это позволит подобрать оптимальные материалы, например, для мембран электрохимических элементов аккумуляторов.

Работа опубликована в журнале 📕 Journal of Molecular Liquids (IF = 6.63)

Читать новость на сайте👇🏻
https://colab.ws/news/402
#новости

Белок шелкопряда поможет понять, как защитить глаза

Семейство стероидогенных регуляторных белков (steroidogenic acute regulatory lipid transfer или START) отвечает за транспортировку различных гидрофобных (нерастворимых в воде) субстанций между разными тканями, клетками и частями клеток эукариот. У людей есть 15 белков из этого семейства, различающихся по специализации: одни переносят желчные кислоты, другие — различные стероидные гормоны, третьи — каротиноиды или другие молекулы. В структуре каждого такого белка образует специальная полость, внутри которой связывается молекула липида (жироподобного вещества). Минимальный фрагмент этого белка, который может выполнять эту функцию, называется START-домен, или STARD. В зависимости от репертуара связываемых липидов START белки получили разную нумерацию (от 1 до 15). По строению полости у белков START отличаются, что и определяет, какие липиды с ними будут связываться.

Ученые ФИЦ Биотехнологии РАН 🏛детально сравнили структуру белка STARD3 и родственного ему белка BmCBP из тутового шелкопряда.

Каротиноиды играют большую роль в зрении человека, помогая защищать сетчатку от ультрафиолета и фотоповреждения, которые с возрастом могут вызвать ее дегенерацию. Если этих соединений не хватает в пище, зрение человека может ухудшиться. Именно поэтому полезно есть богатые каротиноидами продукты — например, ягоды, фрукты и зеленые овощи. Ученые показали, что белок BmCBP способен связывать каротиноиды различной природы, в том числе зеаксантин, лютеин, кантаксантин, астаксантин и другие, которые особенно важны для здоровья человека. С помощью направленного введения мутаций было показано, какие аминокислотные остатки белка BmCBP определяют его способность связывать каротиноиды, а также было обнаружено, что BmCBP гораздо более эффективен по части связывания каротиноидов, чем белок STARD3 человека.

Летом этого года та же группа ученых опубликовала статью, в которой была показана возможность получения функционального комплекса белка BmCBP с каротиноидами непосредственно в клетках кишечной палочки. Такое открытие позволяет получать физиологически активные формы каротиноидов в комплексе с водорастворимым белком BmCBP в клетках E.coli в биотехнологических масштабах.

Работа опубликована в журнале 📕 Structure (IF = 5.87)

Читать новость на сайте👇🏻
https://colab.ws/news/404
#новости