В углеводородных озёрах Титана могут формироваться клеткоподобные везикулы из амфифильных молекул за счёт брызг дождевых капель. Авторы предполагают, что амфифилы из атмосферы накапливаются на поверхности углеводородных озёр, а падающие капли метанового дождя выбивают вторичные капли‑аэрозоли, покрытые монослоем этих молекул При повторном контакте такого аэрозоля с озером два монослоя сливаются в билипидоподобную оболочку, формируя временно устойчивую везикулу, способную концентрировать органические молекулы NASA поясняет, что подобные компартменты могли бы стать шагом к протоклеткам в неводацентричной среде, расширяя рамки поиска химизма зарождения жизни
Контекстом служит подтверждённая ALMA детекция акрилонитрила (vinyl cyanide) в атмосфере Титана, ранее предложенного как строительный блок азотосом — мембраноподобных структур в углеводородной среде Оценки по данным ALMA допускают, что в море Лигея запас вещества мог бы обеспечить наличие потенциальных «азотосом», при условии реальной сборки мембран, что усиливает интерес к озёрному сценарию Для будущих миссий предполагаются компактные методы диагностики — лазерное светорассеяние и рамановскую спектроскопию (SERS) — чтобы целенаправленно искать такие везикулы в жидкой фазе Титана
Ионосфера Титана создает органические молекулы удивительной сложности. Анализ данных миссии NASA "Кассини" показал, что верхние слои атмосферы этого крупнейшего спутника Сатурна содержат отрицательные ионы с массой до 13 800 а.е.м. — в сотни раз тяжелее обычных атмосферных газов!
Эти гигантские молекулы формируются под действием солнечного ультрафиолета из простых углеводородов и постепенно опускаются вниз, создавая оранжевую дымку. Ученые предполагают, что похожие процессы могли происходить в атмосфере ранней Земли, формируя предшественников биологических молекул.
На этом составном изображении показан инфракрасный снимок спутника Сатурна Титана, сделанный космическим аппаратом «Кассини» НАСА во время пролёта «T-114» 13 ноября 2015 года.
Уважаемые читатели!
Я хочу начать с искренней благодарности каждому из вас, кто регулярно читает мои посты о космосе и астрономии. Ваша поддержка и обратная связь — это не просто приятные слова, а важный стимул для продолжения работы над созданием качественного контента о космосе и астрономии!
Титан, крупнейший спутник Сатурна, привлекает учёных своими уникальными условиями: реками и озёрами из жидкого метана, ледяными дюнами и обилием органических веществ. Его плотная, туманная атмосфера и сложная химия ставят вопрос о возможности существования жизни. Международная команда под руководством учёных из Университета Аризоны и Гарвардского университета разработала сценарий возможной жизни на Титане.
Исследование, опубликованное в The Planetary Science Journal , показывает, что если жизнь там и есть, то она, скорее всего, представлена микроскопическими формами, а её общая масса не превысит нескольких килограммов.
Титан часто называют «поверхностно похожим на Землю, но с океаном внутри». Под его ледяной корой скрывается огромный подповерхностный океан, глубина которого может достигать 500 километров. Однако, в отличие от Земли, этот океан, вероятно, состоит из воды с примесями аммиака и других соединений. «В нашем исследовании мы сосредоточились на том, что делает Титан уникальным среди других ледяных спутников: обилии органических веществ», — поясняет Аффхолдер. Возможно ли существование жизни в таких условиях?
Исследователи использовали биоэнергетическое моделирование для оценки того, могут ли микроорганизмы выжить в подповерхностном океане Титана. Они предположили, что гипотетические микробы могли бы использовать процесс брожения — один из самых простых метаболических механизмов, не требующий кислорода. «Брожение, вероятно, появилось очень рано в истории жизни на Земле, и нам не нужно придумывать какие-то экзотические механизмы, чтобы представить его на Титане», — говорит Аффхолдер. В качестве потенциального источника пищи исследователи рассмотрели глицин — простейшую аминокислоту, которая встречается в космическом веществе, включая астероиды и кометы.
Однако моделирование показало, что лишь малая часть органики Титана может быть пригодна для микробов. Почему биомассы будет так мало? Главная проблема — ограниченный перенос органических веществ с поверхности в океан. Хотя предыдущие исследования той же команды показали, что удары метеоритов могут создавать временные «водяные карманы», которые просачиваются сквозь лёд, этого недостаточно для поддержания большой биосферы. «Наши расчёты показывают, что такой механизм может обеспечивать лишь очень малое количество пищи, достаточное для поддержания микробной биомассы массой не более нескольких килограммов», — объясняет Аффхолдер. Для сравнения: если распределить эту биомассу по всему океану Титана, то на один литр воды придётся меньше одной клетки.
Художественное представление поверхности Титана
Титан остаётся одной из ключевых целей для исследований.В 2034 году НАСА планирует отправить туда миссию Dragonfly — беспилотный дрон, который будет изучать поверхность спутника.
Рисунок НАСА, показывающий миссию Dragonfly, прибывающую на спутник Сатурна Титан и совершающую полет в его атмосфере.
Однако новое исследование показывает, что шансы обнаружить жизнь крайне малы, если только она не существует в каких-то других, ещё неизученных формах. «Мы пришли к выводу, что богатые запасы органики Титана могут не играть такой важной роли в его обитаемости, как можно было бы предположить», — резюмирует главный научный руководитель исследования.
Ростех поставил серийные двигатели ПД-14 для нового пассажирского самолета МС-21. Это первый современный российский турбовентиляторный двигатель такого класса.
Особенности:
Уникальные титановые лопатки вентилятора
16 новых критических технологий
Полностью отечественное производство
Только 5 стран в мире (Россия, США, Великобритания, Франция и Китай) способны производить двигатели такого уровня.
Параллельно идут сертификационные испытания МС-21, производство комплектующих и тестовые полеты.
Недавно мне представилась возможность воплотить в жизнь новый проект, находящийся на стыке искусства и материаловедения. Всё началось с идеи создать изящные металлические бабочки, которых можно было бы использовать не только как украшение, но и как символ тонкости и прочности.
Начало пути было достаточно стандартным — я создала отрисовку бабочек. После этого дизайн было необходимо перевести в векторный формат, что дало мне возможность подготовить его для дальнейшего производства.
Лазерная резка Далее, с помощью технологии лазерной резки, мои векторные бабочки были вырезаны из титанового листа марки ВТ-1. Лазерная резка позволила добиться точности, необходимой для передачи всех деталей бабочек.
Механическая обработка и полировка После резки настала очередь механической обработки. Используя гравёр и пасты, я обрабатывала каждую бабочку вручную, придавая ей зеркальный блеск. Это кропотливый процесс, требующий терпения и внимательности, но его результат того стоил. Бабочки засияли.
Анодирование Настоящей кульминацией проекта стало анодирование. Для этой процедуры я выбрала лимонную кислоту и блок питания на 120 вольт. Это позволило задать бабочкам яркий цветовой оттенок.
Результат
Титановые бабочки с зеркальной полировкой и насыщенным анодированием.
Хочу вам рассказать про процесс анодирования титана. Да не простого, а предварительно протравленного в перекиси водорода. Про этот способ я писала тут. Данный способ я буду практиковать в последний раз, уж очень он вредный.
Пройдемся еще раз по предварительным этапам травления, которые дают необычный эффект переливания.
Этап 1. Обезжиривание.
Обезжиривание при помощи ацетона. Смачиваем тряпку ацетоном и протираем кольца.
Этап 2. Вымачивание в перекиси водорода.
В этот раз я оставила изделия в 25% перекиси водорода. Держала изделия около 8 часов.
Этап 3. Варка в растворе серной ксилоты. Концентрация примерно 40%. Из-за этого этапа я не хочу больше анодировать данным способом. Использую очки, вытяжку и другие средства индивидуальной защиты, но все равно это все очень опасно.
Данное анодирование я проводила в серной кислоте, так как эта кислота дает самый стойкий оксидный слой (по данным, найденным в литературе).
Тоже достаточно вредный процесс.
Налила раствор в ванну.
Далее я подвесила кольцо на титановую проволку и подключила её к аноду. К катоду я прикрепила нержавейку.
Далее проводила процесс до тех пор, пока не добилась синего цвета (просьба заказчика, также он хотел подобную обработку, без предварительной полировки). Т.е. я крутила вольтажи, пока не добилась нужного оттенка.
Цветовая палитра примерно такая:
В итоге, у меня вышли вот такие колечки. Синий цвет получился на 30V.
1/5
Оттенок на фото отличатся от реального.
Вольтаж у колец был один, но цвета разные. Это связано с ранзной механической обработкой у колец.
Сделала данный способ анодирования ради науки. Также эти кольца для молодожёнов, не могла отказать влюбленным. Пусть эти кольца буду долго служить и будут символом любви.
Микроструктура внутреннего объёма керамических оболочек из электрокорунда, а – «рыхлая» структура, б –«плотная» структура. Николай Углев, пресс-служба ПНИПУ
Во время производства деталей двигателей, например, рабочего колеса насоса для окислителя компонента топлива, применяют технологию литья из титановых сплавов в вакуумных центробежных установках. Практически всегда на отливках образуется поверхностный слой, который отличается по своим свойствам и составу от сердцевины. Он характеризуется высокой твердостью и хрупкостью, является причиной образования трещин при эксплуатации изделия. Другое его название – альфа-слой. Он плохо поддается механической обработке. Технологам приходится учитывать его величину при проектировании размеров отливки, а затем проводить дополнительную трудоемкую обработку деталей для удаления этого слоя. За несколько десятков лет исследований мировая наука предложила вероятные причины проявления эффекта, сформировала ряд рекомендаций и технологических приемов, иногда очень дорогостоящих, позволивших уменьшить образование альфа-слоя, но до конца проблема не устранена. Именно этот фактор, – устойчивость эффекта, – позволил ученым ПНИПУ выявить основную причину возникновения альфа-слоя и разработать эффективную технологию, которая значительно снижает вероятность его проявления, вплоть до полного устранения.
На изобретения выданы патенты № 2775770 и № 2697204. Работа выполнена за счет средств кафедры химических технологий ПНИПУ в рамках программы стратегического академического лидерства «Приоритет 2030».
На производстве в процессе литья деталей титановые сплавы, содержащие в качестве одного из компонентов алюминий, заливаются в специальные керамические литейные формы. Все происходит в вакууме на крупногабаритных установках, которые позволяют одновременное изготовление нескольких деталей. Температура работы – около 1700 °С. После заливки и охлаждения в вакууме, керамические оболочки дополнительно охлаждают на воздухе и извлекают из них готовые отливки, которые нуждаются в обработке.
Ученые Пермского Политеха обратили внимание на лицевой слой отработанных (сломанных) керамических оболочек. Анализ состава «черепков» по глубине слоя показал, что в керамике содержится большое количество алюминия и частично титана, вплоть до глубины 1-2 мм. Причем, чем глубже, тем содержание металлов меньше. Оказалось, что характер их распределения по толщине слоя керамики сильно зависит от технологического приема, который применяют в каждом конкретном случае при заливке для снижения глубины альфа-слоя в металле – чем меньше величина альфа-слоя, тем меньше металла содержится в «черепках». Учитывая, что материал керамики не смачивается расплавленным металлом, это указывало на то, что внутрь пор керамической оболочки металлы попадают в виде пара.
– Расчет показал, что при условиях заливки расплав находится в кипящем состоянии, его пары действительно интенсивно проникают внутрь пористой керамики. Но это означает и то, что эти потоки формируются и в жидкой фазе металла, прилегающей к лицевой стенке оболочки. Они разрушают структуру расплава и, вероятно, образуют паровые каналы напротив пор оболочки. При быстром остывании заготовки такая неравновесная структура слоя «замораживается», образуя «газонасыщенный слой». Ранее такое явление не рассматривалось как возможный фактор появления альфа-слоя, – рассказывает доцент кафедры химических технологий ПНИПУ Николай Углев.
Обычно альфа-слой удаляют с помощью химической или механической обработки. Это не только увеличивает расход сплавов, но и занимает дополнительное время. Поэтому далее политехники нашли способ предотвратить образования альфа-слоя. Они предлагают перекрыть поры в керамической оболочке специальными наполнителями, в роли которых выступают мелкодисперсные инертные вещества, наилучший из которых – оксид алюминия в виде водного раствора алюмозоля. На основе его использования ученые разработали технологию пропитки керамической оболочки.
– Необходимо использовать свежий или восстановленный компонент в концентрации 8-10%, который заливается в керамическую оболочку и под действием внешнего давления пропускается через ее стенку со стороны лицевой поверхности. При этом поры быстро заполняются оксидом алюминия, за счет чего существенно снижается газопроницаемость керамики. Внутренняя полость пропитанной оболочки ополаскивается водой и сушится на воздухе 1-2 суток, или при температуре до 80 °С несколько часов. Затем форму необходимо прокалить при температуре примерно 600 °С. После этого она считается подготовленной к заливке титанового сплава. Такая пропитка дает максимальную герметизацию, – объясняет аспирант кафедры химических технологий ПНИПУ Вячеслав Пунькаев.
Ученые Пермского Политеха разработали способ нанесения специального покрытия на керамические формы для литья титановых сплавов. Разработка позволит создавать качественные отливки без проведения дополнительной обработки наружного слоя, сэкономит время и средства. Сейчас разработчики ищут возможности для ее внедрения на производства.
