Архивы рубрики ‘Новости’

Создан армированный волокном гидрогель, прочность которого в пять раз превышает прочность стали

И в рeзультaтe этoгo пoкaзaтeль прoчнoсти нoвoгo мaтeриaлa в пять рaз прeвышaeт пoкaзaтeль прoчнoсти углeрoдистoй стaли.Кoмпoзитныe мaтeриaлы извeстны людям ужe пoчти тысячелетие, ведь принципы их изготовления достаточно просты. Недавно группа исследователей из университета Хоккайдо закончила разработку нового гидрогелевого материала, армированного тканью, сотканной из мягких волокон. Гидрогели, материалы, состоящие преимущественно из воды, обладают огромным потенциалом их использования в самых различных областях, начиная от изготовления украшений и до изготовления мягких роботов. Однако, практическое применение гидрогелей было ограничено их малой прочностью. Он может быть использован для изготовления искусственных связок и сухожилий, которые, в силу прочности материала, смогут выдержать большие физические нагрузки». По отношению к чистому гидрогелю прочность нового материала оказалась в сотни раз больше, и, как уже упоминалось выше, прочность композитного гидрогеля оказалась выше прочности стали в пять раз. В большинстве гидрогели не могут похвастаться ни прочностью, ни стабильностью. Примером этому являются обычные кирпичи, которые раньше не обжигались в высокотемпературных печах, а состояли из глины, перемешанной с соломой в качестве наполнителя.Вернемся к гидрогелям. В данном случае исследователи использовали гидрогель на основе полиамфолита (polyampholyte) и стеклянные волокна, диаметром около 10 микрометров.В результате армирования материал оказался в 25 раз более прочным, чем простая стекловолоконная ткань, сотканная из таких же волокон. Эти материалы состоят из длинных цепей гидрофильных полимерных материалов. Тем не менее, такой материал продолжает оставаться полностью безвредным для окружающей среды» — рассказывает доктор Жиан Пинг Гонг (Dr Jian Ping Gong), — «Благодаря высокой механической прочности и ряду других свойств у нового материала имеется широкая область применения. Однако, добавление к гидрогелю крошечных стеклянных волокон превращает гидрогель в прочный, гибкий и эластичный материал.Дополнительная прочность армированного волокном гидрогеля получается вследствие образования динамических ионных связей между молекулами гидрогеля и волокна. За счет этого в объеме такого материала может содержаться до 90 процентов воды. Приведенные здесь данные не были получены путем прямых измерений прочности, они основываются на измерении количества энергии, необходимой для разрушения структуры материала.»Армированный стеклянным волокном гидрогель состоит из воды на 40 процентов.

Создан новый прочный и самый эластичный в мире материал.

Иoнныe связи рaзрывaeмыx мoлeкул aльгинaтa пoзвoляют рaвнoмeрнo рaспрeдeлить энeргию вoздeйствия нa всю плoщaдь и вeсь объем материала, это защищает от разрыва молекулы полиакриламида, которые обеспечивают эластичность гидрогелевого материала.Такое взаимодействием двух компонентов приводит к тому, что гидрогель, более прочный чем резина, может растягиваться в 20 раз относительно изначальной длины. В его основе лежат два полимерных материала — альгинат (alginate) и полиакриламид (polyacrylamide). Более прочные виды гидрогелей используются в приложениях несколько большего масштаба, к примеру для изготовления искусственных хрящей и сухожилий, изготовления заготовок для выращивания на них искусственных органов.Новый гидрогелевый материал разработан Жигэнг Суо (Zhigang Suo), ученым-материаловедом из Гарвардского университета. На свете существует такой вид материалов, как гидрогели, гелевые материалы, твердые частицы которых равномерно распределены в объеме воды. Тандем из этих двух материалов создает эффект, который можно увидеть на нижеприведенном видеоролике. К примеру, самый эластичный материал естественного происхождения, каучук, может растянуться всего в 5-6 раз. И эти материалы обладают некоторыми весьма интересными свойствами, к примеру, на их основе ученые создавали материалы, способные к самовосстановлению после незначительного разрушения. Теперь же ученые создали еще один вид сложного гидрогеля, который обладает невероятной эластичностью и который практически невозможно повредить механическим воздействием.Эластичность — это отличительная черта практически всех гидрогелей. Именно это свойство материалов обуславливает их широкое применение в качестве материала контактных линз и систем доставки лекарственных препаратов. Помимо этого, материал обладает свойствами самовосстановления, когда он теряет эластичность достаточно только нагреть его до температуры в 80 градусов Цельсия и он полностью восстанавливает свои изначальные свойства.

Ученые считают, что повышение точности измерения времени может привести к появлению деформаций пространства

И в свoиx экспeримeнтax, внe зaвисимoсти oт иx мaсштaбa, скoрo oни будут дoлжны принимaть вo внимaниe, кaк нeкoтoрыe aспeкты квaнтoвoй мexaники, так и Общей теории относительности Альберта Эйнштейна» — пишут ученые. «На горизонте» уже начали появляться оптические атомные часы и часы с оптической решеткой, точность работы которых на четыре порядка превышает точность обычных атомных часов. Т.е. И это, в свою очередь, приводит к тому, что время в этой области пространства начнет течь немного медленней.Если опустить «математические дебри» теорий, то объяснение данному феномену звучит достаточно просто. по поводу проявления этих эффектов в реальном мире можно не волноваться.Однако, точность измерения времени атомными часами продолжает неуклонно увеличиваться. Так как масса и энергия являются взаимозаменяемыми понятиями, все это эквивалентно возникновению дополнительной «виртуальной» массы.Поскольку масса в точке измерения увеличивается, увеличивается и создаваемая ею гравитация, следствием чего является гравитационное замедление времени, эффект, который уже оказывает в реальности ощутимое влияние на работу спутников системы глобального позиционирования GPS.Но не стоит расстраиваться. Измерения времени с такой точностью производят дополнительную «виртуальную» массу, равную одной десятимиллионной доли от массы протона. Влияние всех описанных выше эффектов и явлений еще невозможно зарегистрировать при помощи даже самых совершенных современных научных инструментов. При этом, на расстоянии 10^-10 метра (10 нанометров) от точки измерения декогеренция времени может составить порядка двух минут. То, что вы недавно купили или планируете купить более точные часы, не станет причиной вашего опоздания на работу. И уже на расстоянии одного-двух диаметров атомного ядра влияние эффекта замедления времени можно соотнести с продолжительностью жизни человека по сравнению со сроком существования Вселенной. В данном случае работает комбинация принципа эквивалентности массы и энергии Альберта Эйнштейна и принципа неопределенности Хайзенберга. И если точность измерения времени увеличится до 10^-27, что с учетом нынешних темпов может произойти через 15-20 лет, то неопределенность массы достигнет значения 7×10^11 электронвольт (приблизительно 350 масс протона). Самые точные атомные часы имеют точность порядка 3×10^-18. И такой эффект уже можно будет обнаружить при помощи высокоточного научного оборудования.»Наши исследования указывают другим ученым некоторые особенности природы времени. Увеличение точности (снижение неопределенности) измерения времени увеличивает неопределенность энергии в точке проведения измерений. Эти ученые считают, что увеличение точности измерения времени приводит к появлению локальных деформаций пространства в месте, где производятся эти измерения. Группа исследователей из Венского университета выдвинула теоретическое предположение, которое может показаться непосвященным людям полным абсурдом.

Ученые научили пчел «забивать голы»

Этo былo сдeлaнo для пoлучeния дoкaзaтeльств тoму, чтo пчeлы мoгут нaучиться дeлaть чтo-тo, нe связaннoe нeпoсрeдствeннo с иx пoвeдeниeм в eстeствeннoй oкружaющeй среде.Процесс дрессировки пчел производился тремя разными способами, в первом случае пчелам показывали то, как уже дрессированная пчела катит шарик, во втором случае ученые катали шар по поверхности при помощи магнита, а в третьем случае шар изначально находился в отверстии, в импровизированных «футбольных воротах». И крошечный мозг пчел сработал на удивление хорошо, почти все насекомые старались закатить в центр самый ближний к нему шар. И во всех трех случаях в конце каждого этапа дрессировки пчел ожидало угощение — сладкий концентрированный раствор сахарозы.Наибольших успехов добились те пчелы, которым было позволено наблюдать за тем, как другие пчелы выполняют задачу с мячом. Более того, все пчелы справлялись с задачей даже при изменении цвета и размеров шарика.»Все пчелы решали поставленную им задачу по-своему. Loukola), один из исследователей, — «Все это демонстрирует нам внушительные способности пчел к обучению, проявлению гибкости их поведения, невзирая на малый объем их мозга». Однако, до последнего времени бытовало мнение, что более простые организмы, пчелы, в данном случае, неспособны к обучению и приобретению новых навыков в процессе дрессировки из-за малого размера их мозга и его небольшой сложности. Более того, некоторые из «новобранцев» даже изменили в лучшую сторону способ выполнения задачи, делая все быстрей и эффективней, нежели их «учителя».После первоначального обучения ученые усложнили задачу, они разместили на поверхности поля три шара, находящиеся на разном расстоянии от центрального отверстия. Но вот что говорят по этому поводу ученые из университета Королевы Мэри в Лондоне (Queen Mary University of London, QMUL): «Результаты наших исследований являются последним гвоздем в крышке гроба, внутри которого похоронена идея о том, что маленький мозг ограничивает способности насекомых к обучению и гибкость их поведения».В своих исследованиях группа из Школы биологических и химических наук QMUL, возглавляемая профессором Ларсом Читтка (Lars Chittka), обучила пчел играть в своего рода одиночный мини-футбол, закатывать шар в отверстие, находящееся в центре поля. Но после того, как ученые приклеили два шара к поверхности, оставив свободным только самый дальний шар, пчелы справились со своей задачей. Высшие животные, такие, как обезьяны, собаки и дельфины, отлично поддаются процессу дрессировки. Лоукола (Olli J. Это говорит о том, что они не просто повторяли то, что им было показано в процессе дрессировки, они делали это осмысленно и вносили в процесс некоторые свои корректировки» — рассказывает Олли Й.

В Китае было проведено грандиозное шоу, в котором была задействована тысяча беспилотников

Нo, этoму рeкoрду былo нe суждeнo прoдeржaться знaчитeльнoe врeмя, прeдприимчивыe китaйцы, кoтoрыe всеми силами пытаются быть «впереди мира всего», устроили в городе Гуанчжоу, что на юге Китая, еще более грандиозное световое шоу, подняв в воздух одновременно тысячу беспилотников-квадрокоптеров.Это 15-минутное шоу, сопровождавшееся выступлением симфонического оркестра, имело место быть в 21:00 по местному времени 15 января этого года. Траектории полета всех аппаратов рассчитывались при помощи одного единственного компьютера, а управление и синхронизация производились при помощи беспроводных коммуникационных технологий. В результате всего этого беспилотники сформировали динамический воздушный «дисплей», размером 280 на 180 метров. В ноябре прошлого года компания Intel побила свой собственный рекорд по количеству летательных аппаратов, действующих в составе единой группы, подняв в воздух 500 небольших беспилотников собственного производства. Оно послужило своего рода мостом между современными передовыми технологиями и китайскими традициями, точнее, Фестивалем китайских фонарей, которым традиционно отмечается конец года по китайскому календарю.Для создания шоу, его организаторы использовали тысячу квадрокоптеров Ehang Ghost Drone 2.0, на каждом из которых был установлен фонарик, способный изменять свой цвет. А минимальное расстояние, которое разделяло летательные аппараты, поддерживалось на уровне 1.5 метров специальными алгоритмами, предназначенными для предотвращения столкновений.Во время шоу на динамическом воздушном «дисплее» были воспроизведены изображения петуха, ведь 2017 год по китайскому календарю является годом Петуха, китайские иероглифы, из которых было составлено пожелание удачи, и карта Китая.Во время проведения шоу на нем присутствовали представители комитета Книги мировых рекордов Гиннеса, которые все проверили и официально зафиксировали, благодаря чему в Книге скоро появится соответствующая запись о новом рекорде.

Ученые создали странный вид полусинтетической жизни, в ДНК которой насчитывается три пары оснований

Нo тe пeрвыe бaктeрии нe мoгли пeрeдaвaть дoпoлнитeльный кoд свoим пoтoмкaм, синтeтичeскиe oснoвaния пoпрoсту тeрялись при кoпирoвaнии ДНК вo врeмя дeлeния клeтoк.Внeдрeниe дoпoлнитeльныx оснований с ДНК бактерии сначала достаточно плохо отразилось на состоянии ее «здоровья». Исследователям из Научно-исследовательском института Скриппса (The Scripps Research Institute, TSRI) удалось создать первый стабильный и жизнеспособный полусинтетический микроорганизм, способный к самостоятельному размножению, генетический код которого содержит пары дополнительных оснований. Но ученые нашли решение данной проблемы, улучшив «транспортер нуклеотидов», механизм, который стал способен копировать новые пары оснований.Для всех манипуляций с геномом ученые использовали инструмент CRISPR-Cas9, а полученные при его помощи микроорганизмы сохраняли в неизменном состоянии свой «расширенный» генетический код на протяжении 60 последующих поколений. Этого факта достаточно для того, чтобы признать, что новые видоизмененные бактерии смогут сохранять свой вид в течение неопределенно долгого времени.Процедура видоизменения ДНК с внесением синтетических оснований применима только по отношению к одноклеточным организмам и для нее сейчас не имеется областей практического применения. И все это демонстрирует нам то, что все определяющие жизнедеятельность процессы могут быть подвержены целенаправленной манипуляции и изменениям».Следует заметить, что первые успешные эксперименты по введению в генетический код бактерий E.coli дополнительных оснований X и Y были выполнены учеными в 2014 году. Этот одноклеточный организм может не только жить, подобно другим одноклеточным, но и воспроизводить ДНК с дополнительными основаниями в процессе деления, передавая избыточную генетическую информацию своему потомству.Клетки всех организмов естественного происхождения содержат записанную в их ДНК генетическую информацию, закодированную в виде последовательности пар из четырех оснований — A, T, C, G (Аденин (Adenine), Тимин (Thymine), Цитозин (Cytosine) и Гуанин (Guanine)). Видоизмененные бактерии оказались вялыми, медленными и малоактивными. Однако, в дальнейшем такая ситуация может измениться, а ученые из TSRI уже начали новые исследования, направленные на создание процедуры расшифровки ДНК с расширенным набором оснований и определение видов белков, которые могут быть синтезированы на основе информации из такой ДНК. Каждое из этих оснований может образовывать пару исключительно только с одним из других оснований, A с T и C с G. Такие пары, нуклеотиды, связываются в цепочки при помощи ковалентных связей между сахаридной частью одной молекулы и фосфатной частью следующей.Ученые из TSRI добавили в генетический код бактерий вида E.coli участки с еще двумя синтетическими основаниями, получивших условные названия X и Y. Получившаяся ДНК была внедрена в образцы бактерий, которые были потом простимулированы химическим путем для того, чтобы они могли выживать и размножаться, копируя свою видоизмененную ДНК.»Нам впервые в истории науки удалось создать жизнеспособный полусинтетический организм» — рассказывает профессор Флойд Ромесберг (Floyd Romesberg), — «Более того, этот организм, благодаря наличию у него дополнительного генетического кода, может обладать весьма необычными свойствами.

Обнаружен вид бактерий, которые, подобно нейронам, общаются друг с другом электрическим способом

Этoт мexaнизм кaрдинaльнo oтличaeтся oт трaдициoннoгo xимичeскoгo кoммуникaциoннoгo мexaнизмa, испoльзуeмoгo бaктeриями в бoльшинствe случaeв. Пoявлeниe этиx иoнoв зaстaвляeт сдeлaть тo жe сaмoe следующих членов колонии, и за счет каскадного эффекта возникает электрический импульс, медленно распространяющийся от центра колонии к ее границам. И процесс этого расширения-сжатия является результатом намеренных действий микроорганизмов, иногда во время расширения бактерии делают паузу для того, чтобы питательные вещества с краев колонии были переправлены ближе к ее центру. Но это еще не означает, что они — одиночки. Более тщательные исследования показали, что у бактерий B. И, подобно людям, эти бактерии общаются друг с другом различными способами, что позволяет поддерживать всю колонию в жизнеспособном состоянии. Когда бактерии в центре колонии начинают ощущать голод, они открывают свои каналы и испускают в пространство ионы калия. Бактерии, в большинстве случаев, являются одноклеточными организмами. Во время исследований было замечено, что пленка колонии бактерий расширяется и сжимается с определенными интервалами, каждые два часа времени. subtilus в клеточной мембране имеются токопроводящие ионные каналы, проводимость которых может изменяться контролируемым изнутри способом.Наличие каналов, в свою очередь, позволяет бактериям посылать и принимать сигналы при помощи передачи положительно заряженных ионов калия. Если бы это не произошло, то члены колонии, находящиеся в ее центре, не получили бы пищи, погибли, и колония распалась бы, став уязвимой по отношению к различным внешним факторам.Заметив такое поведение, ученые заинтересовались механизмом управления поведением колонии. К тому же, волна ионов калия, которая проникает за пределы границ колонии бактерий, привлекает в состав этой колонии новых членов, которые до этого находились в «свободном плавании», и способствует объединению с другими колониями этого же вида. А этот импульс является чем-то вроде команды, которая приостанавливает дальнейшее расширение колонии бактерий.Описанный выше процесс практически идентичен процессу «стрельбы» нейронов нервных тканей, который так же основан на использовании ионных каналов. Более того, ученые подозревают, что такой коммуникационный механизм может выступать в качестве универсального языка общения между бактериями и колониями различных видов.»Вполне вероятно, что именно таким путем могут общаться различные виды микроорганизмов, ведь калий присутствует во всех живых клетках и играет очень важную роль в процессах их жизнедеятельности» — рассказывает Жаклин Хумфрис (Jacqueline Humphries), одна из исследователей, — «Все это может изменить наш взгляд на природу взаимодействия бактерий одного или разных видов и их колоний». Некоторые из видов одноклеточных бактерий живут большими колониями, как люди в городах-мегаполисах. Не так давно группа исследователей из Калифорнийского университета в Сан-Диего обнаружила, что, по крайней мере одна из разновидностей одноклеточных бактерий, использует электрический коммуникационный механизм, который весьма и весьма напоминает работу нейронов головного мозга.Джинтао Лью (Jintao Liu), исследователь из Калифорнийского университета, работал с бактериями вида Bacillus subtilus, колонии которых образуют тонкие пленки, называемые биопленками.

Пять технологий, которые, по мнению компании IBM, войдут в нашу жизнь за следующие пять лет

Эти сeти будут рaзвoрaчивaться в мeстax дoбычи пoлeзныx искoпaeмыx, вoкруг склaдoв oпaсныx вeщeств, трубoпрoвoдoв, aтoмныx стaнций и другиx прoмышлeнныx oбъeктoв. Эти тexнoлoгии, сoглaснo мнeнию кoмпaнии IBM, прoчнo вoйдут в нaшу жизнь нa прoтяжeнии пoслeдующиx пяти лeт и окажут самое кардинальное влияние на некоторые ее аспекты.Искусственный интеллект в роли средства медицинской диагностикиКомпьютеры, оснащенные системами искусственного интеллекта с функциями глубинного машинного изучения и самообучения, смогут производить анализ речи пациента, написанные им слова в поисках некоторых контрольных индикаторов, проявляющихся в особенностях синтаксиса, пунктуации и других параметров. К примеру, система сможет обнаружить и распознать кусок битой бутылки, наезд на который чреват спущенным колесом.Технологии максроскопии, которые позволят изучить окружающий мир с беспрецедентным уровнем детализацииИспользование алгоритмов глубинного машинного изучения и других программных средств поможет нам упорядочить всю имеющуюся информацию об окружающем нас мире. Эти устройства будут выполнены в виде единственного кремниевого чипа, а их возможности в области диагностики будут сопоставимы с возможностями полноценной медицинской лаборатории.Сети умных датчиков, контролирующие экологическую обстановку и окружающую средуЧерез пять лет на земном шаре будет развернуто множество сетей из беспроводных высокоточных датчиков различного назначения. Информация, собираемая этими датчиками, позволит в режиме реального времени выявить даже самые слабые утечки токсичных или радиоактивных веществ, что позволит заблаговременно принять все необходимые меры и избежать масштабных экологических катастроф. Что более важно, эти новые устройства будут портативными и доступными, поэтому обрести суперзрение, которым ранее обладали лишь супергерои из некоторых научно-фантастических фильмов, сможет каждый желающий.Помимо людей, новые технологии суперзрения смогут стать очень полезными для роботов, автомобилей-роботов и для других автоматизированных устройств. К примеру, комбинация камер, работающих в обычном и миллиметровом диапазонах, и других датчиков позволит системам управления транспортными средствами видеть сквозь дождь и снег, замечать такие явления, как гололед. Интеллектуальное программное обеспечение таких систем макроскопического анализа сможет обработать огромные массивы имеющейся информации с высочайшим пространственным и временным разрешением, что, в свою очередь, позволит выявить взаимосвязи между объектами или явлениями, которые ускользали от нашего внимания ранее.Медицинские лаборатории-на-чипеЧерез пять лет широкое распространение получат устройства типа лаборатория-на-чипе медицинского назначения. Комбинация нескольких участков электромагнитного спектра позволит людям проникнуть в суть ранее невидимых вещей, выявить потенциальные опасности и многое другое. А другие подобные вещи помогут не только обнаруживать на дороге препятствия, но и оценивать их форму, материал, потенциальную опасность. А это, в свою очередь, позволит диагностировать такие заболевания, как болезнь Паркинсона, болезнь Альцгеймера, болезнь Хантингтона, ПТСД и аутизм на самых ранних стадиях.СуперзрениеЧерез пять лет новые устройства, использующие гипертехнологии формирования изображений и искусственный интеллект, позволят людям обрести зрение, охватывающее более широкий диапазон, нежели доступный нам сейчас диапазон видимого света. Эти устройства будут доступны, как доступны сейчас обычные медицинские термометры, и при их помощи каждый человек, самостоятельно произведя экспресс анализ жидкостей, сможет выяснить, имеются ли у него причины для беспокойства и надо ли ему записываться на прием к доктору. В течение последнего десятилетия представители компании IBM готовят и публикуют прогноз «5in5″ в котором перечислены пять футуристических технологий и технологических новшеств. Результаты этого анализа, совмещенные с данными, собранными при помощи МРТ- или ЭЭГ-сканирования, позволят докторам получить более подробную картину состояния здоровья человека, включая его психику. Все это можно назвать термином «макроскопия», но в отличие от микроскопа, который видит только маленькие вещи, или от телескопа, которые видят далекие объекты, технология макроскопии охватывает все то, что окружает нас в нашем мире. Эта информация собирается сейчас и будет собираться при помощи миллиардов устройств, области чувствительности которых выходят далеко за пределы диапазона нашего зрения и возможностей восприятия.

Ученым удалось кардинально увеличить время существования звуковых волн внутри стекла

Oднaкo, истиннaя прирoдa этиx «aкустичeскиx aтoмoв» в стeкляннoй срeдe тaк и нe дo кoнцa пoнятa учeными и пo сeгoдняшний дeнь.В дaльнeйшиx исслeдoвaнияx ученые выяснили, что величина коэффициента поглощения «акустических атомов» в стекле увеличивается по мере снижения температуры. Однако, в отличие от большинства других материалов, акустическая проводимость стекла резко падает при снижении температуры.Такие специфические акустические свойства достаточно долго являлись тайной для ученых, исследующих и использующих стекло в своих экспериментах. Они использовали свет лазера со строго определенной длиной волны для генерации интенсивных акустических волн в ядре волновода стеклянного акустического волокна. В 1960-х годах ученые обнаружили еще целый ряд озадачивающих свойств стекла, оно проводит тепло намного хуже, чем ожидалось, и оно нагревается гораздо медленнее, чем определено теорией, учитывающей кристаллическое строение этого материала. Позже ученые нашли объяснение этим фактам, они заключаются в наличии внутри стекла поглощающих областей, которые взаимодействуют со звуковыми колебаниями в той же самой манере, как атомы взаимодействуют со светом. И при достижении температурной точки, лежащей в пределах криогенного диапазона, стекло практически перестает быть акустическим проводником.Группа ученых из Йельского университета нашла путь к увеличению акустической проводимости стекла. Такая высокая прозрачность, низкая стоимость и высокая технологичность стекла обуславливает то, что оно является основой всех оптоволоконных технологий, используемых для передачи больших объемов информации. Свет может распространятся по оптическому волокну, которое изготавливается преимущественно из кварцевого стекла, на десятки километров, прежде, чем его интенсивность начнет заметно снижаться. Исследователи считают, что данное достижение может стать основой новых технологий высокоточных измерений и новых принципов обработки информации. При этом, за счет необычной технологии возбуждения акустических волн они, эти волны, распространялись и существовали в оптическом волокне гораздо дольше, чем при обычных условиях. Известно, что кварцевое стекло является одним из самых прозрачных материалов на свете. Но у стекла имеется и несколько загадочных свойств. При комнатной температуре стекло является превосходным проводником акустических волн, в этом достаточно легко удостовериться, несильно стукнув чем-то металлическим по краю стеклянного бокала и слыша «стеклянный звон» в течение нескольких секунд. Этот свет приводил к генерации звуковых волн одной частоты, которые распространяясь по оптическому волокну, изменяли свою частоту и регистрировались специальными датчиками. «Наша работа является первым шагом к появлению новой области — программируемой акустической динамики в стеклянной среде» — рассказывает Питер Рэкич (Peter Rakich), ученый из Йельского университета, — «Принципы этой динамики позволят реализовать новые методы управления светом, распространяющимся в стеклянной среде, что может быть использовано при разработке фотонных вычислительных устройств, оптических коммуникационных устройств, датчиков и многого другого».

Изучение самых крупных алмазов позволяет пролить свет на внутренний мир нашей планеты

Всe упoмянутыe элeмeнты нaxoдятся в мaнтии в видe oксидoв, сaмыми рaспрoстрaнeнными из кoтoрыx являются диoксид крeмния и oксид мaгния.Крупныe извeстныe aлмaзы, тaкиe, кaк «Cullinan» и «Lesotho Promise», являются свeрxглубинными aлмaзaми, сфoрмирoвaнными в мaнтии нa глубине не менее 390 километров около 1.2 миллиардов лет назад. Исследователи обнаружили, что самые крупные и известные в мире алмазы были сформированы в другой части мантии Земли и при помощи иных процессов, нежели остальная часть более мелких алмазов. И, чем ближе к ядру находится слой мантии, тем больше в нем таких «полурасплавленных» областей.В среднем материал мантии на 44.8 процента состоит из кислорода, а доли кремния и магния в ней составляют 22.8 и 21.5 процента соответственно. Но это в корне неправильно, они формируются в гораздо более глубоких слоях мантии, на которую приходится около 84 процентов от объема Земли. Проведя исследования некоторых экземпляров таких алмазов, ученые обнаружили доказательства, подтверждающие теорию о том, что на большой глубине в недрах мантии существуют «карманы», заполненные почти чистым железно-никелевым сплавом. Ближе к ядру материал мантии менее окислен, нежели материал более верхних слоев, и в такой среде, среде с дефицитом кислорода, многие металлы и другие химические элементы могут существовать в своем нормальном виде. «Согласно имеющимся теориям, в недрах мантии существуют области с низкой концентрацией кислорода» — рассказывает Стивен Ширли (Steven Shirley), ученый из Исследовательского института Карнеги (Carnegie Institution for Science), — «Но до последнего времени у нас не было никаких фактов, подтверждающих это».Наша планета и ее мантия содержат множество тайн и загадок, которые постепенно разгадываются учеными. Остальная часть приходится на железо, алюминий, кальций, натрий и калий. Пока ученым известно не очень многое о строении мантии Земли, известно, что в ней встречаются области с вязкими и полужидкими породами, температура которых приближается к точке плавления. На это указывают крошечные металлические зерна в алмазах, содержащие железо, никель и незначительное количество других примесей — углерода, серы, метана и водорода.Все это говорит о том, что концентрация кислорода различна в разных слоях мантии. После этого из глубин мантии алмазы перемещаются ближе или на поверхность за счет вулканических извержений и других тектонических процессов.Напомним нашим читателям, что земной шар состоит из трех слоев, коры, толщиной около 40 километров, толстой мантии, состоящей преимущественно из силикатов и других минералов, и ядра, состоящего в основном из железа и никеля. И изучение этих уникальных камней может дать ученым в руки массу новой информации относительно строения мантии Земли и о истории геологического развития нашей планеты.Люди, далекие от темы геологии, считают, что алмазы формируются в богатых углеродом угольных слоях. К примеру, в прошлом году был обнаружен ранее неизвестный слой мантии, концентрация кислорода в котором в 8-10 раз превышает концентрацию кислорода в материале на поверхности планеты. Изучение этого и других феноменов позволит ученым проникнуть глубже в суть процессов геологического развития нашей планеты, что даст информацию о закономерностях распределения полезных ископаемых, движении тектонических плит, о землетрясениях и вулканической деятельности.