Andri77

Известный всем со школы пример — алмаз и графит, разные вещества, образованные одними и теми же атомами. Но с них химия аллотропных соединений углерода только начинается. На рубеже XXI века она пополнилась нанотрубками и фуллеренами, а открытие графена было отмечено даже Нобелевской премией. Казалось бы, на этом можно и закончить: плоский лист углерода — графен, свернутый в цилиндр — нанотрубка, замкнутый в сферу — фуллерен… других возможностей не оставляет нам сама геометрия. Однако в середине 2016 года были получены результаты, опровергающие и эту логику.

Неожиданное открытие состоялось в Мебиусовском центре структурных исследований углерода, где Вольфганг Шпиль и Жюли Токайе отрабатывали получение графена с использованием слабых высокочастотных токов (High-Frequency, Low-Voltage Deposition, HFLVD). Были подобраны условия формирования устойчивых графеновых слоев, однако отделить их от металлической подложки без разрывов никак не удавалось. Тогда и родилась идея заменить подложку титановой пластиной с заранее подготовленными нанопорами: продувая сквозь них инертный гелий, планировалось «сдуть» графен с поверхности и затем отфильтровать его из воздуха.

Первые опыты дали удручающие результаты — никаких следов графена в экспериментальной камере не нашли. В очередной раз перебирая свою установку, ученые разгерметизировали ее. Тут и случилось нечто совершенно неожиданное: из отверстия вылетело несколько капель, которые поднялись к потолку и… исчезли в вентиляции. По словам Токайе, «все это было как в фантастическом фильме до эпохи компьютерных эффектов»: жидкость с крайне низкой плотностью скапливалась под крышкой реактора, а выпущенная наружу — поднималась вверх, образуя лужи на потолке и грозя затопить соседей сверху.

Опыты показали, что летучие капли включали только углерод и гелий, причем спектры углерода были очень похожи на фуллереновые. Отсюда появилось и решение — замкнутые структуры, заполненные гелием, как молекулярный аналог дирижабля. Название нового класса соединений родилось само собой — цеппеланы. Экспериментируя, Шпиль и Токайе получили и аналоги первой структуры. Заполненные аргоном и более тяжелыми благородными газами, они становились нелетучими, хотя и сохраняли другие свойства, включая высокую текучесть (низкое внутреннее трение) и электропроводность.

К изучению цепелланов быстро подключились теоретики, предсказав, что замкнутые наноструктуры углерода могут заключать самые разные атомы или молекулы, не взаимодействуя с ними. При этом за счет высокой электропроводности графена они способны обмениваться электронами с внешним пространством и образовывать химические связи, не покидая своей углеродной оболочки. Китайский исследователь Чжуан Цзе быстро подхватил тему, синтезировав серию таких соединений, содержащих скрытые под углеродом атомы и ионы натрия, калия, алюминия и других металлов. Он же предложил и единое название для нового типа структур — «дамплинг-соединения» (от англ. dumpling, пельмень). За несколько месяцев родился новый раздел химии, который быстро привлек внимание всего химического мира.

Пока о возможностях применения дамплинг-структур можно лишь гадать — но от этого лишь сильнее захватывает дух. Цеппеланы, добавленные в углеводородное топливо, позволят уменьшить его вес без снижения энергии сгорания. Они помогут облегчить медицинские протезы, в том числе — силиконовые грудные, которые будут намного дольше держать свою пышную форму. Можно представить себе композицию из цепелланов, которую останется лишь налить в сосуд: они сами образуют аккумулятор с жидкими электродами и с электролитом, содержащим дамплинг-ионы в качестве переносчиков заряда. Новая химия углерода поднимается вверх — и выходит в третье измерение.

Некоторые аллотропные модификации углерода

Графен Гексагональная кристаллическая решетка, плоский одноатомный слой. Толщина — 0,34 нм

Нанотрубки Гексагональная кристаллическая решетка, свернутая в цилиндр плоскость. Диаметр — 1−100 нм, длина может достигать микрометров

Фуллерены Сочетают пяти- и шестиугольные структуры, замкнутые в многогранник. Размер — от 1,1 нм до сотен нанометров

Цепелланы Деформированные пяти- и шестиугольники, замкнутые в вытянутый многогранник. От 1,1 х 3,0 нм до десятков и сотен нанометров

Одной из главных достопримечательностей британского кемпинг-парка Crafty Camping, что находится в графстве Дорсет, является уникальный гостевой домик Woodsman’s Treehouse, построенный архитекторами Гаем Мэллинсоном (Guy Mallinson) и Кейт Браунли (Keith Brownlie). Домик стоит на сваях и построен вокруг большого дерева, ставшего его частью. Внутри есть все, что понадобиться самому требовательному жильцу, включая джакузи и террасу для отдыха. 

Владелец SpaceX и Tesla Элон Маск основал новую компанию Neuralink, которая занимается разработкой нейроинтерфейсов в медицинских целях.

Нейрокомпьютерным интерфейсом называют технологию обмена информацией между мозгом и электронным устройством, например, компьютером. В однонаправленных интерфейсах внешние устройства могут либо принимать сигналы от мозга, либо посылать ему сигналы. Двунаправленные интерфейсы позволяют мозгу и внешним устройствам обмениваться информацией в обоих направлениях.

Сегодня нейроинтерфейсы способны успешно выполнять некоторые задачи, но назвать это подключением компьютера к мозгу никак нельзя. Пока применение нейрокомпьютерных интерфейсов ограничивается научно-исследовательскими работами в довольно узких рамках медицинских работ. Изменить ситуацию намерена новая компания Neuralink, сотрудниками которой являются несколько именитых учёных, специализирующихся в нейрофизиологии.

Маск сообщил, что компания займётся разработками в области лечения эпилепсии, депрессии и болезни Паркинсона. Для этого учёным придётся разработать высокоскоростной нейроинтерфейс, который позволит людям подключаться к компьютеру без промежуточных устройств. В перспективе Neuralink надеется найти способ улучшить производительность человеческого мозга за счёт компьютера.

Религиозные практики, связанные с продолжительным уединением, медитацией и молитвой, меняют скорость транспорта нейротрансмиттеров мозга и способны вызывать сильные положительные эмоции. К таким выводам пришли авторы исследования, опубликованного в журнале Religion, Brain & Behavior.

В исследовании приняли участие 14 верующих христиан от 24 до 76 лет. Все они следовали рекомендациям, изложенным в «Духовных упражнениях» Игнатия де Лойолы, основателя ордена иезуитов и почитаемого в католичестве святого. В версии Лойолы человек должен пройти четыре этапа, на протяжении которых сначала раскаивается в грехах, затем размышляет о земной жизни Христа, после чего вспоминает о крестных муках и распятии и, наконец, погружается в созерцание.

После утренней службы участники эксперимента проводили большую часть дня в молчаливом созерцании, молитвах и размышлениях. Каждый день они беседовали с духовником. По окончании эксперимента они заполнили опросники, обработав которые, учёные заключили, что субъективная оценка своего физического здоровья, уровня усталости и напряжения у испытуемых изменились в лучшую сторону.

МРТ после завершения эксперимента показало на 5−8% менее активное связывание мембранных транспортных белков дофамина и на 6,5% менее активное связывание мембранных транспортных белков серотонина с соответствующими рецепторами. Это изменение привело к тому, что в мозге оказалось больше свободного серотонина и дофамина, а такие изменения связывают со стабильно приподнятым настроением; дофамин отвечает за когнитивные функции, эмоции и движение, а серотонин — за регулирование эмоций и настроение.

«Наше исследование породило больше вопросов, чем ответов. Сейчас нашу группу интересует, какие именно практики изменили транспорт нейротрансмиттеров, и то, могли ли мы получить другие результаты, если бы прибегли к другим упражнениям. Мы надеемся, что дальнейшие исследования позволят ответить на эти вопросы," — приводит слова ведущего автора исследования, профессора Эндрю Ньюберга, портал EurekAlert!

Баянометр ругался на "Волшебник изумрудного города" и "Красавица и чудовище",но без них композиция была бы не полной)