На этой фотографии изображен Адривит Мукерджи, первый автор статьи о проводящем гидрогеле, за работой в лаборатории.
Биоэлектроника, включая имплантируемые мониторы здоровья и стимуляторы мозговых клеток, часто жесткая из-за металлических компонентов, что несовместимо с мягкими тканями. Команда ученых из Университета Гронингена (Нидерланды) под руководством доцента Ранжиты Бозе разработала гибкий проводящий гидрогель, способный конкурировать по проводимости с металлами. Материал мягкий и биосовместимый, что делает его идеальным для интеграции с живыми тканями.
Ученые покрыли пористый гидрогель полимером полипирролом методом окислительного химического осаждения из паровой фазы, нанеся ультратонкий слой для сохранения гибкости и растяжимости. Тесты подтвердили совместимость с нервными клетками, открывая путь к мягкой, имплантируемой биоэлектронике.
Применения включают нейронные импланты, сенсоры для мониторинга давления, пульса и мышечной активности, поддержку роста клеток и заживления ран. Гель также подходит для биоэлектронных устройств и мягкой робототехники, помогая преодолеть разрыв между биологией и электроникой для более безопасных интерфейсов человек-машина.
В планах — датчики для отслеживания заживления ран у диабетиков (по уровню pH) и мониторинга походки при болезни Паркинсона. Исследование опубликовано в Materials Today Chemistry. Участвовали три института Университета Гронингена: Инженерно-технологический, Институт передовых материалов Цернике и Гронингенский научно-исследовательский институт фармации.
Ученые-экзопланетологи из США и Китая исследовали планеты TOI-199 Ab и TOI-199 Ac, открытые в 2023 году. Эти миры выделяются аномально низкой плотностью для своих температур: TOI-199 Ab (51,85 °C) имеет плотность 0,398 г/см³, а TOI-199 Ac в зоне обитаемости (−38,3 °C) — всего 0,35 г/см³. Радиус TOI-199 Ac сопоставим с Сатурном, но масса — лишь 89,014 земных масс. Возможно, у этих планет нет твердого ядра, что делает их крайне "воздушными".
Такие объекты, известные как суперпуффы, включают Кеплер-51 d (плотность 0,0448 г/см³), HIP 41378 f, Кеплер-79 d, Кеплер-87 c, Кеплер-117 c и TOI-4507 b. Некоторые гипотезы предполагали, что это искусственные структуры инопланетян, но данные телескопа "Уэбб" и других инструментов подтверждают их естественное происхождение. Анализ атмосферы Кеплер-51 d выявил метан и, возможно, аммиак. Вероятно, планеты подверглись сильному ультрафиолетовому облучению от звезды, что привело к потере атмосферы и огромным радиусам. Это делает суперпуффы "лабораториями" для изучения атмосферных процессов.
Система TOI-199 (также TIC 309792357, CPD-60 412) в созвездии Золотая Рыба находится на расстоянии 331,809 световых лет. Она включает красный карлик TOI-199 B на 1016 а.е. от главной звезды; планет у него пока не найдено. Ранее сообщалось о горячем юпитере у TOI-199 A, но это, вероятно, ошибка из-за звездной активности.
Астроцит имеет естественную звездообразную форму на новой платформе из нанопроволоки.
Ученые из Университета Джона Хопкинса (США) и Национального исследовательского совета Италии разработали инновационную платформу из нанопроволок, которая имитирует текстуру мозговой ткани. Это позволило впервые изучать астроциты — звездчатые клетки мозга, имеющие решающее значение для его здоровья, — в условиях, максимально приближенных к естественным.
Астроциты являются самыми многочисленными и загадочными клетками центральной нервной системы. Они играют ключевую роль в регулировании взаимодействия между нейронами, поддерживают гематоэнцефалический барьер (защитную оболочку мозга) и обладают высокой динамичностью. Однако в традиционных культурах на стеклянных подносах или чашках Петри астроциты теряют свою характерную звездчатую форму, что создает серьезные пробелы в понимании их функций. Это особенно важно для изучения нейродегенеративных расстройств, таких как болезнь Альцгеймера и Паркинсон, где сбои в работе астроцитов связаны с множеством заболеваний. По сути, астроциты формируют каркас мозга, и их морфология напрямую влияет на здоровье нервной ткани.
"К сожалению, мало что известно о потрясающем разнообразии морфологии астроцитов, и мы также мало знаем о молекулярном механизме, стоящем за этими изменениями формы", — отметил биоинженер Ишан Барман из Университета Джона Хопкинса, один из старших авторов исследования. "На стекле они не принимают таких форм, поэтому перед нами встал вопрос: как воспроизвести форму in vivo, но в лабораторных условиях?"
Чтобы решить эту проблему, команда разработала два ключевых метода. Во-первых, они создали нанопроволочные маты из стекла, которые имитируют текстуру мозговой ткани, оставаясь оптически прозрачными для микроскопии. При выращивании на этих матах астроциты не только сохраняют свою звездчатую форму, но и активно растут, разветвляются и созревают, как в живом мозге. "При выращивании на матах из нанопроволоки астроциты восстанавливают свою звездообразную морфологию, разветвляясь и созревая так же, как это происходит в мозге in vivo", — объяснила старший автор Аннализа Конвертино из Национального исследовательского совета Италии.
Во-вторых, исследователи объединили эту платформу с новой технологией 3D-визуализации, обеспечивающей высокое разрешение без использования флуоресцентных меток или инвазивного окрашивания. Это позволило запечатлеть динамику роста, ветвления и изменений формы астроцитов с беспрецедентной детализацией. "Возможность сочетать культивирование нанопроволок с визуализацией без меток с высоким разрешением имела решающее значение", — подчеркнула соавтор Анушка Гупта, аспирант в лаборатории Бармана. "Это, наконец, позволяет точно количественно оценить морфологию астроцитов".
Команда ожидает, что этот подход откроет новые горизонты для изучения мозга, включая развитие технологий "мозг на чипе" — от органоидов до нейроинженерных платформ следующего поколения. "Это серьезный шаг вперед по сравнению с моделями 'плоской культуры' и открывает путь для нового поколения моделей 'мозга на чипе'", — сказал Барман. "Мы считаем, что это может ознаменовать начало нового пути изучения нейродегенеративных заболеваний, воздействия лекарств и травм головного мозга". Метод также потенциально применим для изучения других типов клеток.
В сферическом токамаке ST40 учёные наблюдают поведение плазмы во время термоядерного синтеза, фиксируя видимое излучение зелёного и красного света. Мощные магниты формируют и нагревают плазменные облака с помощью внешних источников. Основная проблема — затраты на магниты и нагрев часто превышают вырабатываемую энергию, но исследователи приближаются к устойчивым реакциям с положительным энергетическим балансом.
Термоядерный синтез безопасен: при отключении магнитов и нагрева реакция быстро прекращается. Она может повредить стенки камеры, но остывает мгновенно, исключая катастрофу. Процесс происходит в вакуумных условиях, поэтому в случае аварии утечка минимальна — весь воздух из зала втянется в камеру. Вероятность взрыва близка к нулю.
Ученые Института Макса Планка разработали первую климатическую модель с разрешением 1,25 км, объединяющую прогноз погоды и климатическое моделирование. Используя 20 480 суперчипов Nvidia GH200 на суперкомпьютерах JUPITER и Alps (в Германии и Швейцарии), они рассчитали почти триллион параметров и смоделировали 145 дней климатической динамики за сутки.
Модель охватывает всю поверхность Земли: 336 миллионов наземных и морских ячеек по 1,25 кв. км, плюс столько же в атмосфере — итого 672 миллиона расчетных ячеек. Процессы разделены на «быстрые» (погода: энергобаланс, водный цикл, атмосферные явления) и «медленные» (углеродный цикл, биосфера, океанская геохимия). Быстрые моделируются негидростатической моделью ICON от Немецкой метеорологической службы и Института метеорологии Общества Макса Планка; медленные — на CPU.
Это достижение названо "святым Граалем" климатического моделирования: оно открывает путь к точным прогнозам глобальных изменений на Земле, экзопланетах и других мирах. Пока модель требует мощной инфраструктуры и недоступна для локальных метеостанций, но доказывает возможность интеграции погодных и климатических процессов на детальном уровне.
Исследователи подтвердили, что звезды издают "громкие и отчетливые" колебания яркости, идеально подходящие для астросейсмологии — метода изучения возраста, массы и размеров звезд через их турбулентные волны. Этот подход был успешно применен к данным космического телескопа NASA Kepler, который собрал астросейсмические данные о 16 000 звездах до выхода на пенсию в 2018 году.
Адаптировав данные Kepler под ожидаемое качество телескопа Roman, астрономы доказали его потенциал для астросейсмологии. Результаты опубликованы в Astrophysical Journal. Roman, фокусирующийся на проекте Galactic Bulge Time-Domain Survey (наблюдение сотен миллионов звезд в галактическом балдже Млечного Пути), сможет анализировать колебания красных гигантов и скоплений — более массивных и ярких звезд, чем Солнце.
"Астросейсмология с Roman возможна без дополнительных требований к телескопу, — отметил Марк Пинсон из Университета штата Огайо. — Миссия не только продвинет изучение экзопланет, но и обеспечит богатые данные для других областей науки".
Красные гиганты идеальны для Roman: их колебания (от часов до дней) соответствуют частоте наблюдений — каждые 12 минут в течение шести периодов по 70,5 суток. Команда моделировала вероятности обнаружения, адаптируя параметры Kepler, и применила их к моделям Млечного Пути. Оценка: более 300 000 объектов (включая 185 000 в балдже), что станет крупнейшей астросейсмической выборкой в истории.
Испанские астрономы с помощью телескопа TTT3 провели глубокие оптические наблюдения карликовой галактики NGC 6789 (BCD), расположенной в 12 млн световых лет в Локальной Пустоте. Несмотря на изоляцию, она показывает активное звездообразование: 4% звездной массы (100 млн солнечных масс) сформировалось за последние 600 млн лет.
Загадка и новые данные
Центральное звездообразование внутри эллиптической оболочки без следов слияний ставит вопрос о источнике газа. Команда Игнасио Трухильо (Университет Ла Лагуна) получила изображения до яркости 30 магн/угл. сек² (в g-диапазоне) на 1,5 угл. мин: форма эллиптична, нет приливов или остатков. Верхний предел массы звездных потоков — 200 000 солнечных масс. Масса новых звезд в центре — ~4 млн солнечных масс.
Выводы
Отсутствие потоков предполагает, что звездообразование вызвано остаточным или ионизированным первозданным газом, без слияний.
