Дайджест научпоп-новостей за неделю, о которых мы ничего не писали
Учёные нашли идеальный способ готовить эспрессо
О том, как приготовить идеальный эспрессо, спорили многие поколения кофейных снобов. Теперь группа учёных утверждает, что у них есть ответ, и они выделили секретный ингредиент, начинающий работать ещё до начала помола.
Исследователи обнаружили, что добавление небольшого количества воды в кофейные зёрна перед процессом помола позволяет получить более стабильный и вкусный эспрессо, что, по их мнению, поможет баристам и промышленным производителям кофе преодолеть серьёзное препятствие.
Когда кофе перемалывается, трение между зёрнами создаёт электричество, в результате чего частицы в кофемолке слипаются. Исследование показало, что добавление воды в этот момент уменьшает количество вырабатываемого электричества, что приводит к уменьшению количества отходов кофе и усилению его вкуса.
Кристофер Хендон, доцент кафедры химии Орегонского университета, сказал: «Вода не только снижает статическое электричество и, следовательно, увеличивает однородность кофейной массы, но и может существенно повлиять на крепкость напитка и, возможно, на возможность получить более высокую концентрацию благоприятных вкусовых качеств».
В исследовании, опубликованном в журнале Matter, также изучалось, как электричество влияет на вкус кофе. Исследователи объединили усилия с экспертами по вулканическим процессам, изучая электрическую активность во время извержений — процесс, который, по их словам, похож на варку кофе.
Учёные придумали самовосстанавливающийся бетон
В надежде создать бетонные конструкции, способные восстанавливать свои трещины, исследователи из Инженерного колледжа Университета Дрекселя придумали новый способ повышения долговечности бетона. Армирование волокнами существует с тех пор, как первые каменщики добавляли конский волос в раствор. Но команда исследователей из Дрекселя выводит этот метод на новый уровень, превращая армирующие волокна в живую тканевую систему, которая направляет бактерии, заживляющие бетон, к местам трещин, чтобы устранить повреждения.
Недавно в журнале Construction and Building Materials было опубликовано сообщение о том, что разработанное в Дрекселе «Биоволокно» представляет собой полимерное волокно, заключённое в гидрогель, насыщенный бактериями, и защитную оболочку, реагирующую на повреждения. Команда сообщает, что сетка из биоволокон, встроенная в бетонную конструкцию, может повысить её долговечность, предотвратить рост трещин и обеспечить самовосстановление.
Увеличение срока службы бетона — это не только преимущество для строительного сектора, но и приоритет для стран мира, которые работают над сокращением выбросов парниковых газов. Процесс производства компонентов бетона — обжиг смеси минералов, таких как известняк, глина или сланец, при температуре свыше 1000°С отвечает за 8% мировых выбросов парниковых газов.
Бетонные конструкции могут разрушиться всего за 50 лет в зависимости от окружающей среды. С учётом замены и растущего спроса на новые здания, бетон является самым потребляемым и востребованным строительным материалом в мире.
Подход команды к созданию биоволокон был вдохновлён способностью кожных тканей к самовосстановлению и ролью сосудистой системы, помогающей организмам заживлять собственные раны. В нём также используется разработанная ими биологическая технология самовосстановления бетонной инфраструктуры с помощью биоминерализующих бактерий.
Биологи установили, что волосы реально седеют от стресса -, но этот процесс обратим
У большинства из нас с возрастом волосы естественным образом теряют пигмент. Мы часто думаем, что стресс также может играть определённую роль, но до недавнего времени это не было доказано на людях; исследование 2021 года, наконец, принесло некоторые доказательства.
Седые и белые волосы обычно появляются из-за того, что пигментные клетки в волосяных фолликулах медленно отмирают с возрастом, что означает недостаток пигмента меланина. Однако есть некоторые доказательства того, что на выработку меланина могут влиять и другие факторы.
Учёные установили связь между стрессом и седыми волосами у мышей, но никогда не было убедительно доказано, что это происходит у людей. Исследование 2021 года, в котором приняли участие 14 добровольцев, представляет собой убедительное доказательство того, что это действительно имеет место.
Более того, оказалось, что после снижения уровня стресса цвет волос может вернуться — и хотя исследователи не утверждают, что возрастную седину можно устранить, эти результаты могут кое-что рассказать о биологических процессах старения.
«Понимание механизмов, позволяющих старым седым волосам возвращаться к своему молодому пигментированному состоянию, может дать новые подсказки о податливости человеческого старения в целом и о том, как на него влияет стресс», — заявил Мартин Пикард, доцент кафедры поведенческой медицины Колумбийского университета, в июне 2021 года.
Биологи построили математическую модель, объединяющую эволюцию куриц, рыб и лягушек
Идеальная петля: математические модели слева соответствуют результатам, которые наблюдались во время экспериментов.
Одно из направлений научного поиска объяснения механизма самоорганизации клеток лежит в понимании гаструляции — стадии, на которой клетки эмбриона превращаются из одного слоя в многомерную структуру с главной осью тела. У человека гаструляция происходит примерно через 14 дней после зачатия.
Изучить человеческие эмбрионы на этой стадии невозможно, поэтому исследователи из Калифорнийского университета в Сан-Диего, Университета Данди (Великобритания) и Гарвардского университета смогли изучить гаструляцию у эмбрионов цыплят, которые имеют много сходств с человеческими эмбрионами на этой стадии.
Это исследование было проведено с помощью того, что доцент физики Калифорнийского университета в Сан-Диего Маттиа Серра называет идеальным циклом: междисциплинарной комбинацией теоретической и экспериментальной науки. Маттиа — теоретик, интересующийся поиском эмерджентных закономерностей в сложных биофизических системах.
Здесь он и его команда построили математическую модель на основе данных, полученных от биологов Университета Данди. Модель смогла точно предсказать потоки гаструляции — движение десятков тысяч клеток во всём эмбрионе цыплёнка — наблюдаемые под микроскопом. Это первый случай, когда самоорганизующаяся математическая модель смогла воспроизвести эти потоки в эмбрионах цыплят.
99% космического мусора невозможно обнаружить, но скоро эта ситуация может измениться
Карта космического мусора на орбите Земли (ЕКА)
Частные и военные организации отслеживают часть из 170 миллионов фрагментов космического мусора, вращающегося вокруг планеты, но их возможности ограничены размерами объектов. С помощью радаров или оптических систем можно отследить только куски размером не менее футбольного мяча -, а это менее 1% всего мусора.
Но в настоящее время разрабатывается новая методика, позволяющая разделить космический мусор на части диаметром менее одного миллиметра.
Проект под названием Space Debris Identification and Tracking (SINTRA) предусматривает тестирование новой техники, которая использует самые современные датчики для обнаружения плазменных волн, создаваемых полями мусора. Новые датчики используются вместе с существующими датчиками, такими как наземные радары, спутники слежения и оптические датчики, чтобы идентифицировать и отслеживать космический мусор в диапазоне размеров в один миллиметр.
«Сейчас мы обнаруживаем космический мусор, ища объекты, отражающие световые или радиолокационные сигналы», — говорит Нилтон Ренно из Мичиганского университета, профессор климатических и космических наук, инженерных и аэрокосмических технологий. «Чем меньше становятся объекты, тем сложнее поймать отражённый свет или сигналы радара, чтобы обнаружить их с земли».
SINTRA — это 4-летний проект, который поможет усовершенствовать датчики, необходимые для обнаружения признаков орбитального мусора. SIINTRA — это совместный проект, финансируемый программой идентификации и отслеживания космического мусора Intelligence Advanced Research Projects Activity. В проекте участвуют военный подрядчик Blue Halo, а также несколько университетов, таких как Мичиганский университет и Университет Аляски Фэрбенкс, а также Лаборатория Линкольна Массачусетского технологического института, Военно-морская исследовательская лаборатория, Национальная лаборатория Лос-Аламоса и Лаборатория прикладной физики JHU.
Мыши прошли «зеркальный тест» — классический показатель наличия самосознания
Исследователи сообщают 5 декабря в журнале Neuron, что мыши демонстрируют поведение, напоминающее самоосознание, когда видят себя в зеркале. Когда исследователи пометили лоб черношёрстных мышей пятном белых чернил, мыши стали проводить больше времени, отирая голову перед зеркалом — предположительно, чтобы попытаться смыть чернильное пятно. Однако мыши демонстрировали такое поведение, похожее на самоосознание, только если они уже привыкли к зеркалам, если они общались с другими мышами, похожими на них, и если чернильное пятно было относительно большим.
Команда определила подгруппу нейронов в гиппокампе, которые участвуют в формировании и хранении этого визуального самовосприятия, что позволило впервые взглянуть на нейронные механизмы, лежащие в основе самоосознания, которое ранее было «чёрным ящиком» в нейроповеденческих исследованиях.
«Чтобы сформировать эпизодическую память, например, о событиях нашей повседневной жизни, мозг формирует и хранит информацию о том, где, что, когда и кто, и наиболее важным компонентом является информация о себе или статусе», — говорит нейробиолог и старший автор работы Такаши Китамура из Юго-Западного медицинского центра Техасского университета. «Исследователи обычно изучают, как мозг кодирует или распознаёт других людей, но аспект самоинформации остаётся неясным».
Исследователи использовали зеркальный тест, чтобы выяснить, могут ли мыши обнаружить изменения в собственной внешности — в данном случае, чернила на лбу. Поскольку чернила также являются тактильным стимулом, исследователи тестировали черношёрстных мышей как с чёрными, так и с белыми чернилами. Хотя зеркальный тест был изначально разработан для проверки развитости сознания у разных видов, авторы отмечают, что их эксперименты показывают, что мыши могут обнаружить изменения в собственной внешности, но это не обязательно означает, что они «осознают себя».
