Легочная жидкость стабилизировала один из оксидов урана

Оксиды урана могут попасть в окружающую среду множеством путей: при добыче, утечках на объектах ядерного топливного цикла, с водой и ветрами с загрязненных территорий. Затем вещества могут оказаться и в организме — при вдыхании и случайном проглатывании вместе с едой и питьем. Соединения урана не только радиоактивны, но и токсичны, поскольку, как и в случае других тяжелых металлов, могут связываться с белками-ферментами в клетках и нарушать их работу.

Чтобы понять, насколько велики риски для здоровья пострадавших и как эффективнее бороться с последствиями, важно понимать, что происходит с оксидами урана под действием жидкостей организма. Так, исходный диоксид может окисляться, в результате чего меняется валентность металла, присоединяется все больше атомов кислорода, меняется структура, а значит, и свойства соединения. Продукты реакций с веществами внутри организма могут по-разному растворяться, выводиться и влиять на работу клеток.

Исследователи МГУ им. М.В. Ломоносова🏛, Курчатовского института🏛 и ИФХЭ им. А.Н. Фрумкина РАН🏛 решили выяснить, что произойдет с разными оксидами урана (UO2, U4O9, U3O8 и UO3) при воздействии на них искусственных аналогов жидкостей легких, желудка и кишечника. Поскольку в легких частицы могут сохраняться очень долго, соответствующий эксперимент продолжался 34 дня, тогда как на модели пищеварительных жидкостей — не более 4 часов. Образцы изучали при помощи спектроскопии комбинационного рассеяния и рамановской спектроскопии.

Работа опубликована в журнале 📕 Scientific Reports (IF = 5.00)

Читать новость на сайте👇🏻
https://colab.ws/news/550
#новости

Арктические микроорганизмы ускорили образование железомарганцевых отложений

Образование полиметаллических руд в Мировом океане — уникальное природное явление. К таким рудам относятся в том числе и железомарганцевые конкреции, представляющие собой шарообразные минеральные образования. Железомарганцевые конкреции обогащены металлами, необходимыми для широкого спектра новейших высокотехнологичных и экологически чистых энергетических разработок.

Конкреции считаются потенциальным источником минерального сырья, запасы которого по оценкам составляют более 300 миллиардов тонн. При этом механизмы образования полиметаллических руд являются дискуссионной темой в научном сообществе. Очевидным остается факт, что их формирование происходит в сложной взаимосвязанной системе химических, физических и микробиологических процессов на океаническом дне.

Российские ученые из Института океанологии им. П.П. Ширшова РАН, Института микробиологии им. С.Н. Виноградского РАН, Института геохимии и аналитической химии им. В.И. Вернадского РАН🏛 с зарубежными коллегами выяснили, что железомарганцевые конкреции, залегающие на шельфе Карского моря, населены уникальными микробными сообществами, вероятно, ускоряющими процесс их формирования.

Работа опубликована в журнале 📕 Scientific Reports (IF = 5.00)

Читать новость на сайте👇🏻
https://colab.ws/news/551
#новости

Ученые выяснили, какой мусор несут крупнейшие реки в Белое море

Загрязнение мирового океана антропогенным, особенно пластиковым, мусором остается одной из наиболее актуальных экологических проблем. Ежегодно с суши в морскую среду попадает от 5 до 13 миллионов тонн пластикового мусора; большую роль в этом играют реки, которые весь попадающий в них мусор выносят в прибрежную зону, а оттуда он может распространяться на огромные территории Мирового океана.

Пластиковый крупный мусор (макропластик) опасен тем, что морские обитатели могут его съесть или запутаться в нем. Со временем он распадется на микропластик, который тоже охотно поедают животные, однако крошечные частицы имеют свойство накапливаться в тканях, а затем могут оказаться в тарелке у человека, например, со свежевыловленной рыбой.

В своей новой работе российские ученые вместе с норвежскими коллегами впервые оценили поступление мусора (и особенно пластикового) со стоками крупнейших рек Европейского Севера — Северной Двины и Онеги, впадающих через населенные пункты в Белое море.

Работа опубликована в журнале 📕Journal of Marine Science and Engineering (IF = 2.74)

Читать новость на сайте👇🏻
https://colab.ws/news/552
#новости

Лаборатория Бионанофотоники

📍Организация: Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ» 🏛
🧑🏻‍🔬Области науки: Лазерная физика, Наномедицина, "Умные" материалы

Чем мы занимаемся:
Лаборатория Бионанофотоники специализируется на исследованиях в области лазерного синтеза новых функциональных наноматериалов и разработке методов нанофотоники для биосенсинга, био визуализации и терапии различных заболеваний.

🔬Направления исследований:

— Лазерный синтез коллоидных наноматериалов

👇🏻Подробнее на странице лаборатории
https://colab.ws/labs/447

#лаборатории

Новый экстрагент поможет эффективнее перерабатывать ядерные отходы

Работа ядерных реакторов сопровождается образованием большого количества радиоактивных отходов. На протяжении десятилетий эти отходы либо складировались, либо перерабатывались посредством пурекс-процесса – технологии извлечения урана и плутония. При этом оставались не переработанными другие радиоактивные элементы: актиниды, цезий и стронций.

Сотрудники кафедры радиохимии химического факультета МГУ🏛 с коллегами из Института физической химии и электрохимии имени А.Н. Фрумкина РАН🏛 предложили экстрагент для совместного извлечения группы актинидов из отработанного ядерного топлива (ОЯТ). Технология обеспечивает полное извлечение долгоживущих актинидов из ОЯТ и не позволяет создать материал для ядерного оружия.

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

Читать новость на сайте👇🏻
https://colab.ws/news/553
#новости

В диких мышах обнаружили потенциально опасных для человека аэромонад

Аэромонады — широко распространенные грамотрицательные бактерии, которые поражают преимущественно водные организмы. Так, например, некоторые их виды вызывают у рыб смертельно опасные кровотечения и сепсис, что приносит большой ущерб рыбоводческим хозяйствам. Эти микробы могут паразитировать и на наземных животных, в том числе и человеке, попадая в организм хозяина вместе с зараженной пищей и водой. Для здоровых людей аэромонады не столь опасны и обычно вызывают нарушения работы желудочно-кишечного тракта, однако в случае пациентов с ослабленным иммунитетом возможны серьезные осложнения. 

Еще одна проблема с аэромонадами заключается в том, что многие из них устойчивы сразу к нескольким антибиотикам, и чаще такие штаммы обнаруживаются именно у наземных животных, служащих своего рода «биолабораторией» для появления еще более опасных патогенов. Именно поэтому так важно отслеживать появление микроорганизмов в новых видах хозяев.

Исследователи из нижегородского филиала Федерального исследовательского центра вирусологии и микробиологии впервые выделили и охарактеризовали два штамма аэромонад из внутренних органов внешне здоровых диких грызунов Apodemus uralensis и Apodemus flavicollis — лесная и желтогорлая мышь соответственно, — которые охотно заходят в человеческие поселения за едой и могут даже зимовать в жилых домах.

Работа опубликована в журнале 📕 Scientific Reports (IF = 5.00)

Читать новость на сайте👇🏻
https://colab.ws/news/555
#новости

Лаборатория механизмов природного и искусственного гипобиоза

📍Организация: Институт биофизики клетки РАН (ФИЦ ПНЦБИ РАН)🏛
🧑🏻‍🔬Области науки: Биомедицина, Физиология

Чем мы занимаемся:
Работа лаборатории посвящена комплексному исследованию особенностей физиологических реакций и эндогенных механизмов уникальной устойчивости зимоспящих (гибернирующих) животных (якутских сусликов) к воздействию экстремальных факторов внешней среды. Изучение принципов адаптационной стратегии данного вида животных становится все более актуальным в связи с возможностью их применения для выявления функциональных резервов и их использования в поддержании гомеостаза организма человека в экстремальных условиях холода, гипоксии и геперкапнии.

🔬Направления исследований:

— Изучение функциональной роли центральной нервной системы в регуляции физиологическими и обменными процессами у зимоспящих
— Изучение адаптационных механизмов сердечно-сосудистой системы зимоспящих
— Исследование физиологических свойств биологически активных веществ
— Изучение биоэнергетики зимоспящих

👇🏻Подробнее на странице лаборатории
https://colab.ws/labs/448

#лаборатории

Дендритные клетки смогли заставить иммунитет бороться с хронической инфекцией

Т-лимфоциты — особый тип иммунных клеток — вырабатываются в организме человека в ответ на вирусную инфекцию. Особая разновидность Т-лимфоцитов обеспечивает клеточную «память» — благодаря ей иммунная система быстро узнает и уничтожает возбудителей, встречающихся повторно. Однако при хронических инфекциях, вирус остается в организме человека длительное время.

В этом случае Т-лимфоциты, постоянно встречаясь с угрозой, «ослабевают» и частично утрачивают способность бороться с ней, из-за чего их называют истощенными. Исследования показывают, что активировать истощенные Т-лимфоциты помогают дендритные клетки — особый тип иммунных клеток.

Международная группа исследователей из Института вычислительной математики имени Г. И. Марчука РАН и Университета имени Помпэу Фабра сравнили два типа дендритных клеток — XCR1+ и SIRPα+ — по способности активировать Т-лимфоциты при хронической вирусной инфекции. XCR1+ и SIRPα+ отличаются тем, что несут разные рецепторы на поверхности, то есть молекулы, которые способны распознавать Т-лимфоциты, и, следовательно, разными способами взаимодействуют с иммунными клетками. В качестве возбудителя заболевания авторы выбрали вирус лимфоцитарного хориоменингита, широко распространенный среди хомяков, крыс и мышей.

Работа опубликована в журнале 📕Cell Reports (IF = 10.00)

Читать новость на сайте👇🏻
https://colab.ws/news/554
#новости

Популярная добавка в высоких дозах улучшила память, но повлияла на печень

Когнитивные нарушения затрагивают значительную часть взрослого населения и негативно сказываются на качестве жизни, так как приводят к снижению умственных способностей, ухудшению памяти, слабой концентрации внимания и многому другому. Одной из причин мозговых дисфункций является нарушение метаболизма глюкозы в мозге, при том что глюкоза — главный источник энергии для всего организма. Альтернативой глюкозе являются кетоновые тела — промежуточные продукты, образующиеся в процессе окисления жиров. Когда нейроны используют их в качестве основного источника энергии, это приводит к улучшению функций мозга.

Российские ученые из Института экспериментальной медицины и Института эволюционной физиологии и биохимии им. И.М. Сеченова РАН в ходе экспериментов над крысами выяснили, что прием жирных кислот со средней длиной цепи (СЦЖТ), содержащегося в небольших дозах в мякоти кокоса и молоке, улучшил пространственную память при высокой дозировке, а при низкой и средней — рабочую память. Между тем прием высокой дозы этих жирных кислот оказался небезопасным, так как привел к относительному увеличению печени на 10%.

Работа опубликована в журнале 📕Heliyon (IF = 3.78)

Читать новость на сайте👇🏻
https://colab.ws/news/556
#новости

Ученые представили новую концепцию спин-волнового логического элемента

Эффективная обработка информации и передача данных очень важны для современного общества. При этом постоянно возрастающий объем информации приводит к значительным затратам на энергопотребление. Разработчики рассматривают разные способы решения этой проблемы. Одним из физических явлений, которое может быть использовано как основа для создания новых логических устройств, являются коллективные спиновые возбуждения (гармонические колебания ориентаций спинов, распространяющиеся внутри магнитных материалов). В перспективе они могут позволить изменить концепцию обработки данных и в существенной степени уменьшить тепловые потери.

Физики из МФТИ🏛 и Российского квантового центра разработали логический элемент, основанный на взаимодействии спиновых волн, которые возбуждались лазерными импульсами. Представленный подход существенно отличается от классических методов, основанных на использовании транзисторов и диодов.

📑Работа опубликована в журнале Physical Review Applied (IF = 4.93)

Читать новость на сайте👇🏻
https://colab.ws/news/558
#новости

Предложен простой и быстрый способ синтеза нанокристаллов борида кобальта

Бориды металлов привлекли внимание многих химиков-материаловедов в связи со своими замечательными физико-химическими свойствами, такими как прочность, тугоплавкость, стойкость к окислению, износу.

На сегодняшний день бориды переходных металлов получают, как правило, в виде аморфных порошков, что может приводить к наличию примесей и дефектов в конечном материале. Именно поэтому гораздо ценнее их сверхчистые нанокристаллические формы. Одним из возможных способов стабилизации наночастиц является использование каркасов, способных инкапсулировать бориды металлов. Для такой задачи перспективно использовать термическую плазму, однако процесс многоступенчатый и занимает много времени.

Ученые из Института общей и неорганической химии имени Н.С. Курнакова РАН🏛 разработали одноступенчатый и энергосберегающий метод получения нанокристаллического борида кобальта, применяемого в качестве антикоррозионного и износостойкого покрытия для металлических деталей, а также катализатора для получения водорода и кислорода.

Работа опубликована в журнале 📕Molecules (IF = 4.93)

Читать новость на сайте👇🏻
https://colab.ws/news/559
#новости

Археологи нашли уникальный палеолитический артефакт-«матрешку» из костей

Массовое захоронение костей мамонтов и других животных времени последнего ледникового максимума Волчья Грива в Каргатском районе Новосибирской области является крупнейшим в Азии. Раскопки здесь ведутся с 1957 года. Особую ценность представляют каменные орудия, изготовленные древними людьми. Обнаружение каменных изделий говорит о том, что здесь в древности останавливались охотники, преодолевавшие большие расстояния. Однако на протяжении 50 лет изучения Волчьей Гривы ученым не удавалось найти следов долговременного пребывания древнего человека.

Исследователи из ТГУ🏛, Института археологии и этнографии СО РАН и Института геологии и минералогии им. В.С. Соболева🏛 в 2020 году во время раскопок на Волчьей Гриве обнаружили участок, на котором, кроме костей животных, захоронено большое количество каменных артефактов, число которых превышает 1400 предметов на один квадратный метр, а также находится крупное зольное пятно толщиной до 35 см.

Археологи обнаружили своеобразную «матрешку» из костей животных возрастом 23 тысячи лет. Конструкция имеет некоторое сходство с обрядовыми предметами современных коренных народов Сибири, что позволяет предположить ритуальное происхождение артефакта.

Работа опубликована в журнале 📕Quaternary Research (IF = 2.80)

Читать новость на сайте👇🏻
https://colab.ws/news/560
#новости

Лаборатория углеводов

📍Организация: Институт биоорганической химии им. академиков М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова РАН🏛
🧑🏻‍🔬Области науки: Биоорганическая химия, Иммунология, Клеточная биология

Чем мы занимаемся:
Лаборатория специализируется на фундаментальных проблемах гликобиологии и применении гликомолекул в медицине. Основные направления включают синтез олигосахаридов и гликоконъюгатов, самосборку пептидов, углевод-белковые взаимодействия, врожденный иммунитет к углеводам, изучение лектинов клеточной поверхности, вируса гриппа. Наши текущие глико-медицинские проекты: глико-массив как инструмент для диагностики рака; природные антитела как терапевтические средства; препарат против гриппа; углеводный вектор для DC вакцин; антибактериальные покрытия.

🔬Направления исследований:

— Синтез гликанов

👇🏻Подробнее на странице лаборатории
https://colab.ws/labs/449

#лаборатории

Сверхтонкие алмазы могут стать основой дисплеев нового поколения

Потребность в новых материалах для электронных устройств до сих пор остается высокой. Так, например, пришедшие на замену жидкокристаллическим OLED- и LED-дисплеи уже оказываются недостаточно хороши. В качестве альтернативы предлагается использовать полевые эмиссионные дисплеи, или дисплеи с автоэлектронной эмиссией (Field Emission Displays, FED), — тонкие, яркие, контрастные, долговечные, с широким углом обзора (порядка 170 градусов) и отличающиеся более быстрым откликом.

Большое внимание специалистов привлекает сверхтонкая алмазная пленка, или диаман, — структура на основе многослойного графена. В исходном графене, обладающем полупроводниковыми свойствами, все атомы углерода имеют sp2-гибридизацию. Если же этот материал модифицировать, например, в ходе реакции гидрирования или фторирования, то произойдет фазовый переход. Атомы приобретут sp3-гибридизацию, характерную для алмаза и обеспечивающую его изолирующие свойства, однако полуметаллические свойства сохранятся.

Исследователи из Сколтеха🏛, ИХТТМ СО РАН, Норвегии, Бельгии, США и Саудовской Аравии рассчитали работу выхода пленок с помощью первопринципных методов. Работа выхода характеризует то, насколько тяжело материал испускает электроны (чем она меньше — тем легче), от чего зависят и характеристики FED-дисплея. В ходе исследования ученые выяснили, как изменяется энергетическая структура в зависимости от типа функционализации диамана.

Работа опубликована в журнале 📕ACS applied materials & interfaces (IF = 10.38)

Читать новость на сайте👇🏻
https://colab.ws/news/561
#новости

Геометрия отверстий в кварце определила его акустические свойства

Акустооптические устройства используют звуковые волны в кристалле, чтобы управлять световым пучком — например, лазерным излучением. Они позволяют проводить исследования, например, качества прозрачных материалов или анализировать химический состав образов и радиосигналы. Также на их основе можно построить вычислительные устройства — оптические компьютеры.

При создании новых акустооптических устройств особое внимание уделяется выбору материала, в котором оптическое излучение взаимодействует со звуковой волной. Чаще всего в качестве акустооптических материалов используют монокристаллы, то есть кристаллы с непрерывной кристаллической решеткой. Альтернативной могут стать фононные кристаллы, которые представляют собой периодическую структуру, состоящую из материалов с различными акустическими свойствами.

В своей новой работе физики МГУ имени М.В. Ломоносова🏛 исследовали недавно предложенный фононный кристалл: в изотропном кристалле плавленого кварца проделаны периодически повторяющиеся круглые отверстия — по сути сочетаются два материала: кварц и воздух. Авторы рассчитали основные акустические характеристики такой системы.

Работа опубликована в журнале 📕Materials (IF = 3.75)

Читать новость на сайте👇🏻
https://colab.ws/news/562
#новости

Химики предложили наноматериалы для печати твердооксидных топливных элементов

С каждым годом растет потребность в энергии, равно как и связанная с ее производством антропогенная нагрузка на окружающую среду. Именно поэтому исследователи по всему миру работают над созданием альтернативных, так называемых «зеленых», технологий. Одна из них — твердооксидные топливные элементы (ТОТЭ).

Области применения таких топливных элементов разнообразны. Однако внедрение их в широкое использование проблематично — установки работают при очень высоких температурах (700-1000°С), что требует специальных материалов и конструкций, которые, к тому же, быстро выходят из строя. В результате «зеленая» энергия оказывается невыгодной. Возможны два пути решения этой проблемы: искать материалы, которые будут работать при более низких температурах, или уменьшить толщину основных компонентов (электродов) — это снизит сопротивление и сделает ТОТЭ эффективнее.

Исследователи из Института общей и неорганической химии имени Н.С. Курнакова РАН🏛 объединили оба решения. Они получили нанопорошки состава NiO, (CeO2)0.8(Sm2O3)0.2) и La0.6Sr0.4Co0.2Fe0.8O3-δ гидротермальным и гликоль-цитратным методами. Первый подход позволяет достаточно точно настраивать структуру частиц — пористость, форму и прочее, а второй часто применяется для синтеза оксидов сложного состава.

Работа опубликована в журнале 📕Micromachines (IF = 3.52)

Читать новость на сайте👇🏻
https://colab.ws/news/563
#новости

Физики обнаружили универсальные закономерности диффузии в жидкостях

Проникновение частиц одного вещества между частицами другого называется диффузией. Благодаря этому явлению мы, например, можем из комнаты почувствовать приятный запах кофе, который варят на кухне, потому что молекулы напитка быстро распространяются, смешиваясь с молекулами воздуха. Частный случай этого процесса — самодиффузия — происходит, когда смешиваются частицы одного вещества.

В настоящий момент ученые хорошо понимают, как происходят различные процессы в твердых телах (кристаллах) и газах, а вот понимание процессов в жидкостях, в том числе и диффузии, остается довольно ограниченным и фрагментарным. Однако в последние годы исследователям удается добиться больших успехов в области исследования жидкостей с помощью методов моделирования молекулярной динамики.

Российские физики из Московского государственного технического университета имени Н. Э. Баумана🏛 провели теоретические исследования поведения частиц жидкости, находящейся в равновесии со своим насыщенным паром. Это означает, что количество частиц, испаряющихся с поверхности жидкости и попадающих в нее из газа, примерно совпадает.

Работа опубликована в журнале 📕 Scientific Reports (IF = 5.00)

Читать новость на сайте👇🏻
https://colab.ws/news/564
#новости

Исследователи научились контролировать концентрацию оксида азота светом

Оксид азота (NO) — химически очень активная молекула, которая производится в организме человека ферментами и играет сигнальную и регуляторную функции. Из-за небольшого размера она легко проникает внутрь клеток без затрат энергии. Наиболее известная активность оксида азота — контроль за деятельностью сердечно-сосудистой системы: с его помощью происходит расслабление сосудов, снижение давления. Кроме того, NO вовлечен в другие разнообразные процессы: взаимодействие между собой нейронов мозга, цикл роста волос, поддержание иммунного ответа и прочее.

Это вещество также применяют в медицине для лечения сердечно-сосудистых заболеваний, заживления ран, активации иммунного ответа на инфекцию и при терапии рака. Однако из-за своей активности NO слишком быстро превращается в другие, уже не сигнальные молекулы, и поэтому приходится использовать соединения, которые будут его нарабатывать уже в организме пациента. И здесь возникает другая проблема — контроль за содержанием оксида азота в тканях.

Исследователи из Новосибирского Государственного Университета 🏛 и Новосибирского института органической химии им. Н.Н. Ворожцова СО РАН🏛 синтезировали новое соединение на основе аза-BODIPY (популярного красителя для биологических применений), выделяющее оксид азота под действием ближнего инфракрасного света. Количество NO зависит от интенсивности излучения, что позволяет достаточно точно настраивать его концентрацию. Максимально она может быть вдвое выше концентрации изначально введенного фотодонора, поскольку каждая молекула последнего теоретически выделяет две молекулы оксида. В отсутствие света вещество присоединяет NO обратно, а значит, может работать как своего рода буферная система.

Работа опубликована в журнале 📕Materials Today Chemistry, (IF = 7.61)

Читать новость на сайте👇🏻
https://colab.ws/news/565
#новости