Месяц: Декабрь 2024

Химики из Южно-Уральского государственного университета (ЮУрГУ) впервые в России разработали новый тип теплоизоляционного материала — пенофенопласт. Этот материал может стать альтернативой традиционному пенополиуретану и производится на основе российского сырья.

Пенофенопласт создан с использованием фенола и формалина, которые в России выпускаются в больших объемах. В отличие от пенополиуретана, для которого необходимы компоненты, не производящиеся в стране, новый материал является полностью отечественным. Традиционный пенополиуретан использует метилдифенилдиизоцианат, поставки которого из-за рубежа ограничены.

Лабораторные испытания пенофенопласта показали, что он обладает отличными характеристиками по плотности, прочности, водопоглощению и теплопроводности, соответствуя всем стандартам ГОСТа. Новый материал может использоваться для утепления трубопроводов и зданий, а также может заменить пенополиуретан в различных областях.

В ближайшее время планируется проведение опытно-промышленных испытаний и адаптация технологии для массового производства. Ожидается, что новый материао будет выдерживать температуры до 140 градусов, а возможно, и выше. Внедрение технологии в промышленность потребует около года.

Инженеры и ученые теперь могут решать сложные задачи моделирования, такие как деформация автомобилей при аварии или сопротивление мостов нагрузке, в тысячи раз быстрее благодаря новому искусственному интеллекту (ИИ). Этот ИИ помогает личным компьютерам решать математические задачи, которые раньше требовали суперкомпьютеров.

Новый ИИ, названный DIMON (Diffeomorphic Mapping Operator Learning), решает распространенные математические проблемы, известные как уравнения в частных производных. Эти уравнения используются в большинстве научных и инженерных исследований для создания моделей, которые описывают, как объекты или среды меняются во времени и пространстве.

Помимо решения задач в области инженерии, команда ученых протестировала ИИ на моделях «цифровых близнецов» сердец более тысячи пациентов. Платформа смогла точно предсказать, как распространяются электрические сигналы в сердце, что помогает в диагностике аритмии — состояния, угрожающего жизни.

ИИ помогает значительно ускорить процесс. Если раньше расчет занимал несколько часов, то теперь решение будет готово всего за 30 секунд, и его можно будет проводить на обычном персональном компьютере, а не на суперкомпьютере.

Иначе его отключат в США.

В Челябинске компания «Промснаб» значительно ускорила выпуск комплектующих для нефтяной фонтанной арматуры, увеличив производительность в 10 раз всего за три месяца. Это стало возможным благодаря внедрению методов оптимизации производства в рамках регионального аналога национального проекта «Производительность труда» для малых и средних предприятий.

По словам директора Фонда развития промышленности Челябинской области Сергея Казакова, «Промснаб» увеличил выработку на одного сотрудника на 270%, сократив время выполнения заказов с 30 до 3 дней. Также значительно уменьшилось количество незавершенной продукции в потоке — с 4 тыс. до 1,5 тыс. единиц. Эти результаты позволили предприятию достичь поставленных целей за менее чем год, тогда как обычно на такие улучшения требуется три года.

Для ускорения производства на заводе была создана рабочая группа, которая с поддержкой экспертов регионального ФРП оптимизировала работу оборудования и внедрила бережливые технологии. Эти изменения освободили ресурсы для расширения линейки продукции.

Три года назад шестилетний мальчик Бен обнаружил странный камень на пляже в Сассексе, Англия. В итоге предмет был идентифицирован как часть топора неандертальца возрастом 50 000 лет.

Джеймс Сэйнсбери, куратор Уортингского театра и музея, подтвердил, что камень является мустьерским топором, относящимся к эпохе верхнего палеолита, когда неандертальцы уже были близки к вымиранию. Этот инструмент, использовавшийся для таких работ, как разбивание костей, отличается темной двусторонней формой кремня. По словам Сэйнсбери, это невероятно редкая находка, особенно в Сассексе.

Бен и его семья принесли топор в музей в ноябре, где он был выставлен на всеобщее обозрение. Сэйнсбери подозревает, что большую часть своей истории топор пролежал под водой, а затем был выброшен на берег.

Он будет выставлен в музее до февраля.

Ученые из НИТУ МИСИС разработали новый подход к созданию термоэлектрических материалов, способных преобразовывать тепло в электричество. Эти материалы могут найти применение в промышленности для утилизации тепловых потерь, что сделает производство более энергоэффективным и экологичным.

Традиционные производственные процессы сопровождаются выделением большого количества тепла, которое, как правило, рассеивается в окружающую среду. Новый материал, предложенный учеными, решает эту проблему благодаря уникальной пористой структуре, которая повышает его термоэлектрические характеристики.

Основа материала — перовскит манганита кальция с добавками марокита, минерала, богатого марганцем. Оптимальная пористость (10−22%) позволяет добиться баланса между теплопроводностью и электрической проводимостью. По словам руководителя проекта Сергея Юдина, этот подход не только эффективен, но и экономичен, так как исключает использование энергоемких технологий, таких как высокотемпературный обжиг.

Новый материал можно применять в термоэлектрических генераторах, которые способны преобразовывать до 20% потерянного тепла в электроэнергию.

Алопеция, или выпадение волос, может быть вызвана различными факторами, среди которых наиболее распространенным является генетика. Гормональные изменения, стресс, некоторые лекарства и диета также играют определенную роль. Однако повседневные привычки, такие как курение и употребление алкоголя, также могут способствовать выпадению волос, сообщает Оксана Васильевна Минкина, практикующий дерматовенеролог, кандидат медицинских наук, заместитель декана лечебного факультета Пироговского Университета.

Исследования 2020 и 2024 годов подтвердили, что курение повышает риск облысения, но прямой связи между употреблением алкоголя и выпадением волос не установлено. Хотя некоторые предполагают влияние алкоголя, необходимы дополнительные исследования, чтобы подтвердить его воздействие.

Интересно, что исследование, проведенное в 2023 году, выявило удивительную связь между напитками с высоким содержанием сахара и выпадением волос. Исследование показало, что высокое потребление сахаросодержащих газировок, соков и спортивных напитков связано с повышенным риском прогрессирующего выпадения волос. Однако для установления более четкой взаимосвязи также необходимы дополнительные исследования.

В заключение следует отметить, что, хотя генетика остается главным фактором, выбор образа жизни, такой как курение и высокое потребление сахара, также может повлиять на возникновение алопеции.

Материалы новостного характера нельзя приравнивать к назначению врача. Перед принятием решения посоветуйтесь со специалистом.

В ближайшем будущем российские самолеты могут начать использовать биотопливо, созданное из растительных масел и отходов нефтепереработки. Ученые Томского политехнического университета (ТПУ) разработали экологически чистое топливо, которое может существенно сократить углеродный след авиации, рассказал Юрий Бражников в своей статье для Ferra.ru.

Авиаперелёты ответственны за 2−3% глобальных выбросов углекислого газа, и эта цифра продолжает расти. Биотопливо предлагает решение: оно выделяет меньше углекислого газа при сжигании, а его производство способствует замкнутому углеродному циклу.

Новое топливо производится из различных растительных масел, таких как рапсовое и рыжиковое, а также из отходов, включая использованное кулинарное масло. Для его создания применяется сложная технология, включающая процессы каталитического крекинга и гидрокрекинга, которые разрушают молекулы сырья, и метод Фишера-Тропша для превращения газа в жидкое топливо.

Биотопливо от ТПУ обладает лучшей термоокислительной стабильностью, что делает его устойчивым к изменениям температуры в полёте. Оно также содержит меньше ароматических соединений, благодаря чему уменьшается образование сажи. Это не только повышает надежность работы двигателей, но и снижает загрязнение воздуха.

На данный момент ученые создали небольшие объемы топлива, которые успешно прошли лабораторные испытания. Следующий шаг — тестирование на реальных авиадвигателях и сертификация. В будущем исследователи надеются запустить промышленное производство и заменить керосин на экологически чистое биотопливо.

Сердечно-сосудистые заболевания ― одна из самых распространённых в мире причин смерти. В России же из сердечно-сосудистых заболеваний чаще всего диагностируют ишемическую болезнь сердца. По словам специалистов, чем раньше узнаешь, «что с сердцем не так», тем ниже риск развития заболеваний. Сейчас для выявления проблем используют ЭКГ и УЗИ, но учёные предложили новый метод ― «фотоплетизмограф».

В России ежегодно умирает около 2-х миллионов людей, и чаще всего именно из-за сердечно-сосудистых заболеваний ― около 47% от общего числа. Связано это с тем, что в нашей стране, да и в Восточной Европе не следят за своим артериальным давлением, мало двигаются, часто испытывают стресс, ну и конечно, не отказываются от вредных привычек.

И самое распространённое заболевание — ишемическая болезнь сердца (ИБС). По данным ВОЗ, в 2019 она унесла наибольшее число жизней. Ишемическая болезнь сердца появляется, когда орган не получает должное количество кислорода и питательных веществ.

Увы, так не работает
Ferra.ru

Причинами этого могут стать: высокое давление, неправильное питание и ожирение, а также курение и стресс. Судя по статистике, хоть мировой, хоть российской пора заниматься собой. Бросаем булки и сигареты, начинаем потихоньку заниматься спортом, и нет, не с понедельника. Да и стрессовать надо бы меньше, хоть это и тяжелее всего.

Диагностируют сердечно-сосудистые заболевания при помощи анализов крови, компьютерной томографии, УЗИ и, конечно, электрокардиограммы, то есть, ЭКГ.

JoyReactor

ЭКГ на страже здоровья

Электрокардиограмма (ЭКГ) ― основной способ контроля за состоянием сердечно-сосудистой системы. По факту, этот метод позволяет кардиологу оценить активность вашего сердца: как оно бьётся, стабильный ли ритм, а ещё выявляет повреждения сердца из-за ИБС и был ли у вас сердечный приступ. Всё благодаря тому, что ЭКГ основан на фиксировании силы и времени прохождения электрических сигналов через сердце.

Правда, для этого способа всегда требуется специалист: компьютер или условный искусственный интеллект не всегда сможет правильно интерпретировать результаты ЭКГ. Впрочем, в автоматизированном режиме можно собрать побольше данных о пациенте и заранее выявить отклонения в работе сердечно-сосудистой системы.

Учёные из России предложили другой способ проверки ― с помощью фотоплетизмографа.

Как выглядит фотоплетизмограф
Adoscam / wikipedia

Фотоплетизмограф — потенциальная замена ЭКГ

Специалисты из Национального медицинского исследовательского центра терапии и профилактической медицины Министерства здравоохранения РФ решили пойти другим путем. Теперь они собираются выявлять болезни сердечно-сосудистой системы проще — оценивать наполняемость сосудов в руках и ногах.

Для этого и потребуется использовать фотоплетизмограф. Аппарат выглядит, как обычная прищепка, и способен пропускать свет сквозь ткани организма. Так можно изучать сосуды, и как кровь в них циркулирует, а ещё можно понять, наполняются ли они вообще.

Для подтверждения своего метода специалисты решили проанализировать 998 записей ЭКГ и фотоплетизмограмм, которые получили от 508 пациентов. Возраст пациентов варьировался от 21 года до 76 лет, их разделили на несколько групп.

Первая группа — здоровые (58), вторая группа — это пациенты с повышенным давлением (134), третью группу составили люди с хронической ишемической болезнью сердца (92), и последняя группа — с острым или недавно перенесенным инфарктом миокарда (224).

Скоро дойдёт до того, что «умные часы» будут использовать вместо медицинского оборудования
Freepik

Московские специалисты сопоставили все результаты фотоплетизмографии и выявили, что те или иные сердечно-сосудистые заболевания влияют на динамику кровенаполнения пальцев. Получилось так, что фотоплетизмография пальцев, в отличии от привычного нам ЭКГ с проверкой ритма сердца, лучше отличает пациентов с заболеванием сердечно-сосудистой системы от здоровых.

У больных были учащенное дыхание и ритмические изменения пальцевого кровенаполнения, а влияние системы регуляции артериального давления снижалась. Также специалисты поняли, что выявленные отличия усиливались по мере тяжести сердечно-сосудистого заболевания, то есть, от минимальных изменений при повышенном артериальном давлении до максимальных при инфаркте.

Другими словами, с помощью фотоплетизмограмм можно выявить, здоров ли человек, есть ли хоть небольшие отклонения в давлении или с сердечно-сосудистой системой совсем беда и вот-вот прихватит сердце. Скажем так, определить можно просто «прищепкой», не нужно ни специалиста, ни ЭКГ.

Ну правда, займись
Ferra.ru

Бережного отношения требуют наши сердце

В целом, исследование показало, что с помощью фотоплетизмографа можно будет проводить массовый скрининг, то есть осмотр, работы сердца. Условно говоря, при посещении специалиста не всегда нужно будет получать отдельное направление на ЭКГ — быстро проверили сосуды на пальцах и выявили, есть ли вообще отклонения.

А для массового осмотра это будет самый быстрый и надежный способ проверки. Вдруг появится очередной вирус, по распространённости как COVID-19, который будет нарушать работу сердца и нужно будет проверить большое количество людей за короткий срок. А если ещё и искусственный интеллект «прикрутить», то вообще работу медиков получится сильно облегчить.

Freepik

Помимо этого, главное — следите за собой, чуть ли не каждая вторая смерть происходит из-за проблем с сердцем. Нам кажется, что рак или другие заболевания намного страшнее обычной аритмии или покалывания в сердце, но не всё так просто.

Так что, занимайтесь спортом, постарайтесь меньше стрессовать, контролируйте питание. Да, очевидные советы, но они и правда способны продлить вашу жизнь. И самое главное, не забывайте своевременно обращаться к специалистам — не оттягивайте поход в больницу отговоркой: «на следующей неделе схожу, пока лениво». Будьте здоровы!

Бескрайний космос, приборы гудят, а зелени — ни листочка. Именно так выглядит жизнь космонавта на орбите. А вот учёные МГУ работают над новой оранжереей для МКС, чтобы космонавты могли выращивать зелень, получать кислород и чувствовать себя чуть ближе к дому. Что вообще за растения будут расти в космосе, и какие задачи это решает?

На орбите растения буквально на вес золота. И не только потому, что в космосе зелень вырастить нелегко (хотя это, конечно, так), но ещё и потому, что они дарят экипажу то, чего просто так не привезёшь: свежий кислород, живую зелень и немного домашнего уюта.

Цветок циннии, который вырастили на борту Международной космической станции. Сложный процесс выращивания цинний предоставил уникальную возможность лучше понять, как растения растут в условиях микрогравитации. А первые цветы, которые вырстили из семян в космосе, появились на «Салюте-6» ещё в 1982 году
NASA

Но как заставить растения выжить в невесомости? Как быть с нестабильной гравитацией или микробами, которые, как оказалось, просто обожают зелёные побеги?

Ответы на эти вопросы сейчас ищут учёные МГУ.

Почему это нужно?

МКС — это фактически лаборатория на орбите, где учёные проверяют, как живые организмы держатся в условиях микрогравитации. Космонавты на станции сталкиваются с кучей непривычных проблем: законы физики, к которым они привыкли, тут работают по-другому, простые вещи становятся сложными, а атмосферу на МКС не сравнить с комфортной жизнью на Земле.

Новая оранжерея от МГУ должна сразу решить несколько задач: помочь растениям приспособиться к космосу, научиться получать еду и кислород, ну и поддержать экипаж морально. Даже небольшой «зелёный уголок» может помочь справиться с чувством изоляции.

Российский космонавт Максим Сураев, бортинженер 22-й экспедиции, держит в служебном модуле растения салата Мизуна, участвовавшие в эксперименте БИО-5 Растения-2
NASA

Космическим растениям здесь непросто: условия часто меняются, а, например, когда МКС пролетает через Южно-Атлантическую аномалию, уровень радиации и магнитное поле тут вообще сильно отличаются от земных.

Так что вырастить зелень на орбите — это ещё та задачка.

Кто работает над проектом?

Проект по созданию оранжереи возглавляют учёные из МГУ, а именно из Института физиологии растений им. К.А. Тимирязева. Среди них — Анастасия Гросс, биолог, которая буквально живёт своей работой и обожает всё, что касается растений.

Гросс уверена: растениям в космосе быть. Как минимум, они сделают жизнь космонавтов легче, а в идеале помогут создать будущие автономные системы жизнеобеспечения для длительных миссий на Луну и Марс.

Учёные МГУ Д.Э. Харабадзе, А.А. Гросс и О.В. Морозов за работой
Елена Либрик / «Научная Россия»

Причём учёные не просто решили запихнуть растения на орбиту, а действительно продумывают каждый этап, чтобы растениям было проще адаптироваться к новым условиям. Нужно вырастить цветок, который не видел солнца и знает только искусственный свет, а вокруг непонятное давление — задачка не из лёгких.

Учёные МГУ уверены, что если приручить растения к невесомости, они смогут выживать и в других экзотических местах, куда когда-нибудь ступит нога человека.

Устройство космической оранжереи

Оранжерея на орбите — это не привычный горшок с землёй и фиолетовой лампочкой.

Это закрытые боксы с управляемыми параметрами света, температуры, влажности и уровня углекислого газа. В условиях невесомости нельзя поливать растения привычным способом: вода не потечёт вниз, как на Земле.

Модуль оранжереи в экспериментальной установке
Елена Либрик / «Научная Россия»

Вместо этого учёные используют специальные пористые пластины из тапиоки, которые равномерно распределяют влагу и питательные вещества (та самая штука, которая плавает в бабл-ти в виде чёрных шариков).

Для космоса он (крахмал, а не чай) оказался находкой: его легко структурировать, и он не крошится, что делает его идеальным заменителем земли.

Система полива в оранжерее также уникальна: растения орошаются не водой, а специальным аэрозолем, который распределяется вокруг корней. А семена смачивают водой из шприца, чтобы дать им необходимый старт для роста.

Контейнеры с микрозеленью на субстрате из тапиоки
Елена Либрик / «Научная Россия»

Это, кстати, одна из уникальных черт эксперимента МГУ: благодаря тапиоке субстрат остаётся сухим, что важно в условиях невесомости, где любая крошка может стать помехой для работы оборудования.

И это только половина дела: растениям нужен свет, а на МКС со «световым днём» дела обстоят довольно сложно. Поэтому там есть лампы, которые дают нужный спектр света. Это важно, потому что растениям нужно поддерживать цикл дня и ночи, чтобы не нарушались их внутренние процессы.

Центрифуга для имитации перегрузок при взлёте
Елена Либрик / «Научная Россия» Осциллограф для метрологической точности регистрации параметров
Елена Либрик / «Научная Россия»

А для контроля температуры и влажности используется умная система, которая мгновенно реагирует на изменения и позволяет сохранять условия стабильными.

Каждое растение в оранжерее МГУ содержится в отдельной закрытой коробке, чтобы защитить его от случайных повреждений, поддерживать температуру и влажность и дать доступ к кислороду, которым дышат сами космонавты.

Внутри камера разделена на две зоны, в которые вставляются кассеты с семенами.

Дверцы этих боксов можно свободно открывать, так что космонавты могут проводить любые манипуляции и не беспокоиться о нарушении условий. Эти мини-«теплицы» позволяют следить за развитием каждого растения и создают комфортные условия для роста.

Сейчас на МКС тоже выращивают растения, правда, совсем немного, и это совсем неприхотливые культуры — салат, редис, шпинат и зелёный лук. Он быстро растут и требуют минимального ухода (да и подкрепиться ими тоже можно, свежие витамины лишними не будут).

Модуль оранжереи в открытом виде
Елена Либрик / «Научная Россия»

В новой оранжерее можно будет выращивать любые растений высотой до 30 см — это и горох, и карликовые сорта помидоров и перцев, и микрозелень.

В общем, до выращивания настоящих «космических картофелин» в духе фильма «Марсианин» пока далеко, но даже маленький горшок с салатом — уже огромный шаг вперёд.

Не только еда

А вот учёные видят в зелени больше, чем просто еду. Ещё на Земле было доказано, что уход за растениями помогает бороться со стрессом, а наблюдение за их ростом улучшает настроение и даже влияет на продуктивность.

На МКС, где нет ничего «живого», зелёные ростки помогают космонавтам чувствовать себя менее одинокими.

Конечно, быть космическими аграриями хотят не все. Есть те, кто с энтузиазмом ухаживает за саженцами, но встречаются и те, кто беспокоится, что растения могут не выжить, или просто не любит возиться с зеленью.

pinterest.com

Все эти моменты учитываются ещё до полёта, и к уходу за растениями привлекают только тех, кто действительно этого хочет.

Ещё и поэтому новая оранжерея облегчает процесс — она спроектирована так, чтобы не требовать много времени и больших усилий. А выращивать там можно сразу несколько видов растений — разнообразие будет ещё больше радовать глаз.

Растения будут расти отсюда
Кадр из интервью с участницей проекта Анастасией Гросс

Чего хотят добиться учёные

Помимо собственно выращивания всякого, оранжерея позволит также проверить, насколько растения способны перерабатывать углекислый газ, который выдыхают космонавты, обратно в кислород.

Данные для нашей команды ученых будут передаваться на Землю с помощью телеметрии, то есть возможны прямой эфир и передача данных о показателях температуры, влажности, вибрациях, содержании этилена и т.д. в режиме реального времени.<…> Насколько мне известно, ранее в рамках одной оранжереи никто не комбинировал такое количество экспериментов сразу (радиация, перегрузки, электромагнитное поле, гравитация и др.), и в этом наша главная отличительная особенность.

Анастасия Гросс
ведущий специалист отдела качества факультета космических исследований МГУ им. М.В. Ломоносова

Это не только улучшит атмосферу на станции, но и, в перспективе, поможет снизить зависимость от грузов, которые привозят кислород с Земли.

Есть и глобальные цели: растения могут сыграть огромную роль в длительных космических миссиях. Космонавты на Луне или Марсе не смогут рассчитывать на еженедельные поставки из ближайшего супермаркета, поэтому выращивание собственной еды и обеспечение кислородом станут буквально вопросом жизни и смерти.

Наша первостепенная задача ― создать готовый промышленный образец, который можно будет использовать на космическом корабле.

Анастасия Гросс
ведущий специалист отдела качества факультета космических исследований МГУ им. М.В. Ломоносова

Если учёные сумеют подружить растения и космос, то это даст «зелёный свет» и более амбициозным миссиям и, возможно, даже колониям на других планетах.

Будущее: сады замкнутого цикла

Конечная цель проекта — научиться создавать сады замкнутого цикла, которые будут работать автономно и обеспечат космонавтов и пищей, и кислородом. Это значит, что растения смогут не только расти, но и участвовать в системе жизнеобеспечения — перерабатывать углекислый газ в кислород и очищать воздух.

ferra.ru

В перспективе сады замкнутого цикла могут стать основой для «жизненных пузырей» на других планетах, например, на Луне (куда мы сейчас так активно стремимся) или Марсе.

Оранжерея МГУ, кстати, спроектирована так, чтобы подходить и для МКС, и для будущей российской орбитальной станции (РОСС), и для длительных полётов на Луну и Марс.

Учёные надеются, что однажды удастся создать полноценные экосистемы, которые будут самодостаточными, без необходимости в постоянных поставках ресурсов с Земли.

Как это связано с Землёй?

Может показаться, что оранжерея на МКС — это исключительно научный проект для космонавтов, но на самом деле такие эксперименты могут помочь нам и здесь, на Земле.

Например, с новыми знаниями можно будет создавать более автономные и эффективные системы оранжерей в регионах с экстремальным климатом, где выращивать зелень сложно.

pinterest.com

Кроме того, технологии, которые придумали для МКС, можно применять в городских вертикальных фермах, что позволит выращивать больше овощей с меньшими затратами ресурсов.

Например, сейчас активно разрабатываются компактные установки для выращивания растений прямо в квартирах, и космический опыт в будущем может подарить нам настоящие домашние оранжереи.

archdaily.com

Так что, каждый эксперимент на МКС — это ещё один шаг к тому, чтобы растения стали постоянными спутниками человека не только на Земле, но и за её пределами.