Дайджест научпоп-новостей за неделю, о которых мы ничего не писали
Разработан новый устойчивый метод создания органических полупроводников
Исследователи из Университета Линчепинга (Швеция) разработали новый, более экологичный способ создания проводящих чернил для использования в органической электронике, такой как солнечные батареи, искусственные нейроны и мягкие датчики. Результаты исследования, опубликованные в журнале Nature Communications, открывают путь к будущим экологичным технологиям.
Органическая электроника становится всё более популярной в качестве дополнения, а в некоторых случаях и замены традиционной электроники на основе кремния. Благодаря простоте производства, высокой гибкости и малому весу в сочетании с электрическими свойствами, обычно присущими традиционным полупроводникам, она может быть полезна для таких применений, как цифровые дисплеи, накопители энергии, солнечные батареи, датчики и мягкие имплантаты.
«Наше исследование представляет новый подход к обработке сопряжённых полимеров с помощью безвредных растворителей, таких как вода. С помощью этого метода, называемого переносом электронов в основном состоянии, мы не только обходим проблему использования опасных химикатов, но и можем продемонстрировать улучшение свойств материалов и характеристик устройств», — говорит Симоне Фабиано, старший доцент Лаборатории органической электроники.
Химики завязали самый сложный узел из известных, состоящий всего из 54 атомов
Учёные случайно завязали самый маленький и тугой узел в истории, обогнав лидера Книги рекордов Гиннесса. Удивительный микроскопический клубок состоит всего из 54 атомов, которые трижды закручиваются в переплетение, называемое «трилистником», без единого свободного конца. Эта форма «трёхлистного клевера» является простейшим из нетривиальных узлов и имеет фундаментальное значение для математической теории узлов.
В 2020 году химики из Китая научили цепочку из 69 атомов трижды пересекать саму себя, чтобы сформировать трилистник. Теперь исследователи из Университета Западного Онтарио в Канаде и Китайской академии наук объединили усилия и побили этот рекорд.
По мере уменьшения соотношения атомов и «обратных пересечений» прочность молекулярного узла возрастает. Узел, созданный в 2020 году, имеет коэффициент пересечения атомов (BCR), равный 23. У нынешнего узла BCR составляет 18.
Диаграмма, показывающая структуру самого маленького узла.
Большинство органических молекулярных узлов имеют BCR от 27 до 33. Хотя эксперты не уверены, насколько маленькими или тугими они смогут сделать одноцепочные узлы, квантово-химические расчёты показывают, что наиболее стабильная структура трилистника имеет длину около 50 молекул, что означает, что мы приближаемся к теоретическому пределу.
Недавний подвиг как никогда приближает экспертов к микроскопическим узлам, которые естественным образом образуются в ДНК, РНК и различных белках в нашем организме. Более того, понимание того, как формируется новый узел, может помочь учёным создать более совершённые пластики и полимеры.
Инструмент наблюдения, использующий ИИ, успешно помогает прогнозировать сепсис и спасает жизни
Ежегодно в Соединённых Штатах по меньшей мере у 1,7 миллиона взрослых развивается сепсис, и около 350 000 человек умирают от этой серьёзной инфекции крови, которая может вызвать опасную для жизни цепную реакцию во всём организме.
В новом исследовании учёные из Медицинской школы Калифорнийского университета в Сан-Диего использовали модель искусственного интеллекта (ИИ) в отделениях неотложной помощи UC San Diego Health, чтобы быстро выявлять пациентов, подверженных риску заражения сепсисом.
Исследование показало, что алгоритм искусственного интеллекта под названием COMPOSER, который был ранее разработан исследовательской группой, привёл к снижению смертности на 17%.
«Наша модель COMPOSER использует данные в режиме реального времени, чтобы предсказать сепсис до появления очевидных клинических проявлений», — говорит соавтор исследования Габриэль Варди, доктор медицины, заведующий отделением реанимации и интенсивной терапии факультета неотложной медицины Медицинского факультета Калифорнийского университета в Сан-Диего. «Он работает тихо и безопасно, постоянно наблюдая за каждым пациентом на предмет признаков возможного сепсиса».
Как только пациент поступает в отделение неотложной помощи, алгоритм начинает непрерывно отслеживать более 150 различных параметров пациента, которые могут быть связаны с сепсисом, таких как результаты анализов, жизненные показатели, текущие лекарства, демографические данные и история болезни.
Если у пациента имеется множество переменных, приводящих к высокому риску заражения сепсисом, алгоритм искусственного интеллекта уведомит об этом медперсонал через электронную медицинскую карту больницы. После этого медперсонал вместе с врачом рассмотрит ситуацию и определит соответствующие планы лечения.
Команда обнаружила свидетельства падения кометной пыли на астероид Рюгу
Углеродистый материал, найденный в брызгах расплава. Углеродистый материал имеет губчатую текстуру и содержит небольшие включения сульфида железа. Это похоже на примитивные органические вещества, обнаруженные в кометной пыли.
Рюгу — околоземный астероид, который привлёк к себе внимание после того, как японская миссия Хаябуса-2 собрала образцы и вернула их на Землю. Эти образцы оказались сокровищницей знаний о Солнечной системе, в том числе о возможной роли астероидов в доставке органических молекул на Землю.
Теперь группа учёных провела интенсивное исследование образцов Рюгу и обнаружила доказательства того, что кометная органика прибыла из далёкого космоса в околоземное пространство.
В состав группы вошла Мегуми Мацумото, доцент кафедры наук о Земле Высшей научной школы Университета Тохоку. Подробная информация о результатах исследования была опубликована в журнале Science Advances 19 января 2024 года.
Астероид Рюгу не имеет защитной атмосферы, и его поверхностный слой напрямую подвергается воздействию космоса. Мелкая межпланетная пыль в космосе может попадать на поверхность астероида, вызывая изменения в составе материалов поверхности астероида.
(Слева) Всплеск расплава, обнаруженный на поверхности образца Рюгу. Всплеск расплава имеет круглую форму. (Справа) КТ-изображение среза брызг расплава с обилием пустот внутри.
Мацумото и её коллеги обнаружили, что на поверхности образцов присутствуют небольшие «брызги расплава» размером от 5 до 20 микрометров. Эти брызги расплава образовались, когда микрометеороиды кометной пыли бомбардировали Рюгу.
«Наша 3D-томография и химические анализы показали, что брызги расплава состоят в основном из силикатных стёкол с пустотами и небольшими включениями сферических сульфидов железа», — говорит Мацумото. «Химический состав брызг расплава говорит о том, что гидрогенные силикаты Рюгу смешивались с кометной пылью».
Хаббл обнаружил водяной пар в атмосфере малой экзопланеты
Астрономы с помощью космического телескопа «Хаббл» НАСА/ЕКА наблюдали самую маленькую экзопланету, в атмосфере которой был обнаружен водяной пар. Планета GJ 9827d, диаметр которой примерно в два раза больше земного, может служить примером потенциальных планет с богатыми водой атмосферами в других частях нашей галактики.
GJ 9827d была обнаружена космическим телескопом НАСА «Кеплер» в 2017 году. Она совершает орбиту вокруг красной карликовой звёзды каждые 6,2 дня. Звезда GJ 9827 находится в 97 световых годах от Земли в созвездии Рыб.
«Это будет первый случай, когда мы сможем напрямую показать с помощью обнаружения атмосферы, что такие планеты с богатыми водой атмосферами действительно могут существовать у других звёзд», — сказал член команды Бьорн Беннеке из Монреальского университета. «Это важный шаг к определению распространённости и разнообразия атмосфер на каменистых планетах». Исследование опубликовано в журнале The Astrophysical Journal Letters.
Однако пока рано говорить о том, удалось ли «Хабблу» спектроскопически измерить небольшое количество водяного пара в слоёной атмосфере, богатой водородом, или же атмосфера планеты состоит в основном из воды, оставшейся после того, как первобытная водородно-гелиевая атмосфера испарилась под воздействием звёздного излучения.
«Наша программа наблюдений была разработана специально для того, чтобы не только обнаружить молекулы в атмосфере планеты, но и найти водяной пар. Любой из этих результатов был бы интересен, независимо от того, является ли водяной пар доминирующим или просто крошечным видом в атмосфере с преобладанием водорода», — говорит ведущий автор статьи Пьер-Алексис Рой из Монреальского университета.
«До сих пор нам не удавалось напрямую обнаружить атмосферу у такой маленькой планеты. И сейчас мы постепенно входим в этот режим», — добавил Беннеке. «В какой-то момент, по мере изучения малых планет, должен произойти переход, когда водорода на этих малых мирах больше не будет, и они будут иметь атмосферы, больше похожие на атмосферу Венеры (на которой преобладает углекислый газ)».
