Как производят синтетические алмазы

В 1962 году исследователи выдвинули гипотезу о том, что привычная кубическая форма алмаза – не предел твёрдости этого минерала. С тех пор учёные по всему миру пытались создать гексагональный алмаз, который теоретически должен быть примерно на 50% твёрже обычного. Новая работа китайских исследователей, возможно, наконец ставит точку в этой гонке.

В статье, опубликованной в журнале Nature, описан синтез "миллиметрового фазово-чистого гексагонального алмаза". Кристалл был получен путём сжатия графита при высоких температурах по строго определённой методике. Полученный алмаз размером около 1 миллиметра оказался немного твёрже, жёстче и устойчивее к окислению по сравнению с кубическими алмазами.

Команда тщательно изучила образец с помощью рентгеновских лучей и микроскопов атомарного разрешения. Анализ подтвердил гексагональную структуру кристалла с минимальным количеством дефектов. По словам исследователей, полученный результат может стать самым убедительным на сегодняшний день доказательством существования гексагональных алмазов.

Всего через пять лет после первого теоретического предсказания геологи заявили об обнаружении природного гексагонального алмаза – внутри метеорита. Уникальную структуру назвали лонсдейлитом. Примерно в то же время другая лаборатория сообщила о получении гексагональных алмазов путём сжатия графита.

Однако спустя почти полвека два отдельных исследования (под руководством одного и того же учёного) показали, что ни лонсдейлит, ни лабораторный кристалл не были настоящими гексагональными алмазами. Обе структуры оказались обычными кубическими алмазами с необычными дефектами.

В начале 2020-х годов другие попытки создали некоторые вариации "лонсдейлита", но образцы были либо слишком крошечными, либо существовали лишь несколько наносекунд. Как сказано в статье:

В результате существование гексагональных алмазов остаётся спорным и неподтверждённым, главным образом из-за сложностей с производством объёмных фазово-чистых образцов, что препятствовало дальнейшему пониманию их собственных свойств.

Для создания гексагонального алмаза команда использовала высокоориентированный графит – синтетический углеродный материал, широко применяемый в передовых химических исследованиях.

Графитовый лист поместили между наковальнями из карбида вольфрама и подвергли давлению в 20 гигапаскалей – это в 200 000 раз выше атмосферного. Температура при этом составляла от 1 300 до 1 900 градусов Цельсия.

Исследователи также определили конкретный угол сжатия графита – давление прикладывалось сверху, а не с боков. Такой подход позволил получить чистый гексагональный алмаз размером около 1 миллиметра. Микроскопы атомарного разрешения подтвердили, что атомы углерода в кристалле уложены в уникальную гексагональную конфигурацию.

При тестировании свойств алмаз ожидаемо показал повышенную жёсткость и устойчивость к окислению. Правда, по твёрдости гексагональный алмаз лишь незначительно превзошёл обычный – далеко от предполагаемой разницы в 50%.

Исследователи утверждают, что работа "разрешает давний спор о существовании гексагональных кристаллов", однако научному сообществу ещё предстоит вынести окончательный вердикт – материаловеды известны своим скептическим отношением к подобным заявлениям. Если же результаты подтвердятся, это станет значимым прорывом – обычные алмазы и без того незаменимы в промышленности, а ещё более твёрдая и прочная версия может открыть новые возможности для производства.

Ссылка

Слово «карат» происходит от итал. carato, которое пошло от от арабского qīrāṭ قيراط, в свою очередь заимствованного из греческого kerátion (κεράτιον) «семя рожкового дерева». Вечнозеленое рожковое дерево или Ceratonia silique очень распространено на территории Средиземноморья. Его твердые и плоские семена (carob) во времена Римской империи использовали в качестве единицы измерения веса — керат, поскольку они весили стабильно 0,19—0,20 г. С 15 века и по сегодня это эталон для всех драгоценных камней.

До этого семена использовали везде, где была необходимость настолько точного измерения веса. Их было удобно считать, а благодаря их твердости эти семечки не стирались, поэтому вес оставался прежним длительное время. Так гласит легенда.

Официально метрическое определение карата было принято во Франции в 1907 году и в США в 1913: Carat (ct) равнялся 0,2 г.

Как спали динозавры? Ископаемые находки породили разные теории о том, как эти доисторические существа, вероятно, отходили ко сну. 

Установить, как именно спали динозавры - затруднительно, потому что они редко умирали во сне. Обнаружить окаменевшего спящего динозавра - большая редкость в палеонтологии. В подавляющем большинстве случаев скелеты этих доисторических существ находят в позах, свидетельствующих об их насильственной смерти: искривленные предсмертной агонией. Такие находки говорят о том, что динозавры погибли страшной смертью от когтей хищника или от природного катаклизма.

Единственная возможность получить представление о сне этих вымерших существ - это обнаружить окаменелые останки динозавра, который скончался во сне в естественной расслабленной позе. По словам Скотта Персонса, палеонтолога из Колледжа Чарльстона в Южной Каролине, несмотря на редкость подобных находок, за последние годы было сделано несколько важных открытий такого рода.

Как динозавры засыпали?

Как и многие современные животные, динозавры, вероятно, подбирали удобные и безопасные позы для сна. Сложно с уверенностью сказать, как именно спали динозавры в целом, поскольку существовало множество разных их видов.

"В нескольких конкретных случаях мы знаем очень много о том, как спали динозавры, потому что находили скелеты спящих динозавров", - говорит Скотт Персонс.

По его словам, эти образцы напоминают находки в Помпеях: они были очень быстро погребены под слоями вулканического пепла, который сохранил их в спящей позе на миллионы лет.

Такие находки дают нам уникальную возможность заглянуть в повседневную жизнь динозавров и увидеть, в каких именно позах они предпочитали отдыхать и спать. К примеру, были найдены останки зауроподов, спящих сидя и опираясь на собственное тело. А некоторые хищные динозавры, возможно, спали, свернувшись клубком, как современные кошки.

Спящий динозавр в Монголии

В недавней статье, опубликованной 15 ноября 2023 года в журнале PLOS ONE, описана находка спящего динозавра из семейства альваресзаврид в Монголии. Альваресзавриды - это семейство небольших оперенных динозавров. Самые крупные из них были бы человеку выше колена.

Обнаруженный экземпляр спал, свернувшись клубочком, обвернув вокруг тела шею и хвост. 

"Ископаемое сжалось, подогнув передние и задние лапы, - говорит Скотт Персонс. - Одна из самых очаровательных находок, что вы когда-либо видели".

Спящий динозавр в Китае

Еще один окаменелый спящий динозавр был найден в Китае, похожим образом свернувшись клубком в подземной норе. Два идеально сохранившихся экземпляра орнитоподов возрастом 125 миллионов лет были обнаружены возле города Люцзятунь на северо-востоке Китая, согласно исследованию, опубликованному в сентябре 2020 года в научном журнале PeerJ.

Животные, которые предпочитают спать, свернувшись клубком, вероятно, таким образом пытаются сохранить тепло своего тела. Соответственно, они с меньшей вероятностью будут спать, растянувшись во всю длину, как крокодилы или ящерицы, которые получают тепло из внешних источников. Такие животные тратят много энергии на выработку собственного тепла, поэтому им важно его сохранить. Это относится как к представителям альваресзаврид, так и к найденным в Китае экземплярам орнитопод.

Что мы не знаем о спящих динозаврах

О сне динозавров остается еще очень много неизвестного. Например, как спали огромные длинношеие зауроподы? Свернувшись в клубок лежа или же стоя ввиду особенностей их сердечно-сосудистой системы?

"Современные жирафы, к примеру, спят стоя, вытянув шеи, потому что если они лягут свернувшись, их мощные сердца накачают слишком много крови в голову, что приведет к потере сознания", - говорит Скотт Персонс.

Касательно тираннозавров - по словам Персонса, высказывалось предположение, что их большая лобковая кость, по сути, являлась опорой, которая удерживала их в вертикальном положении во время сна.

Были ли динозавры ночными или дневными?.

Мы знаем некоторых динозавров, у которых глаза непропорционально большие по сравнению с размером тела, включая велоцираптора, хищника размером с курицу, обитавшего в Азии в позднем меловом периоде, и троодонтид, небольшого теропода, жившего от средней юры до позднего мела. Это говорит о том, что они могли быть ночными животными, которые большую часть времени спали днем.

Тем не менее, за пределами нескольких хорошо представленных в ископаемых останков видов сложно судить, какие типы динозавров спали днем, а какие ночью. Мы также не знаем, как спали летающие и морские рептилии, жившие в эпоху динозавров, поскольку мы не находили экземпляров, показывающих их в спящем состоянии.

Современные животные спят по-разному в зависимости от вида, и, вероятно, то же самое было характерно для динозавров - одни сворачивались клубком, другие закапывались, третьи спали стоя, а некоторые растягивались. Ритуалы отхода ко сну у этих доисторических существ по большей части остаются загадкой, за исключением тех немногих, кого смерть застала во сне.

https://www.discovermagazine.com/the-sciences/with-long-necks-and-vicious-predators-how-exactly-did-dinosaurs-sleep

Приветствую дамы и господа, на связи Гена Инженерский.

И сегодня мы поговорим об очень важной системе на газовозе.

Речь пойдет о системе аварийного отключения или по-другому

Emergency Shutdown System

Жизнь газовоза- это не одна лишь череда путешествий, если у самурая есть только путь, то у газовоза есть ещё и цель, загрузится газом, доставить его в нужное место и разгрузиться.

Процесс погрузки/разгрузки называют грузовыми операциями.

Грузовые операции, таят в себе много всяких разных опасностей, которые могут привести к утечки газа и в конечном итоге , к катастрофе огромных масштабов, например к пожару.

Катастрофы нам не друзья, от них лучше держаться подальше. А что бы эти недруги не постучались к нам в дверь, на страже нашего покоя, стоит один могучий защитник. Имя его - Emergency Shutdown System или коротко ESD.

У ESD задача простая, в случае утечки газа или какой другой неполадки, вырубить всё нахрен, перекрыть клапана и остановить грузовые операции.

Поэтому, после того как судно пришвартовалось, перво наперво, подключается ESD кабель, который соединяет судно и грузовой терминал.

Он может быть электрический или оптоволоконный, на судне предусмотрена система для обоих случаев.

После того, как ESD кабель подключен,

Судно и берег связаны, с этого момента судно и берег могут остановить грузовые операции нажатием одной кнопки. Вне зависимости, где ESD активировали, газовые компрессора остановятся, предохранительные клапана закроются как на стороне судна так и с берега.

Так же при подключении ESD кабеля появляется прямая телефонная линия связи с берегом.

ESD система может быть активирована, не только кнопкой.

В системы предусмотрены специальные плавкие вилки( Fusible plug). Их как и кнопок, много на судне, в их устройстве есть металл с низкой температурой плавления и если где-то начался очаг возгорания, от незначительного перегрева вилка поплавится и активирует ESD.

Также датчики обнаружения газа и датчики давления, как верные шпионы,без промедлений доложат о неполадке и ESD мгновенно решит вопрос радикально.

Короче ESD это надёжный товарищ, на него можно положиться, в нужный момент он обязательно придёт на помощь и прикроет тыл, но лучше конечно же, пусть отдыхает и краем глаза наблюдает, как спокойно проходят грузовые операции, а мы уж постараемся.

С вами был Гена Инженерский.

До новых встреч

Ремейк моего исторически первого поста на Капибаре. Первого после "Тест - Тест" и прочих несодержательных. К сожалению, многие из нас потеряли свои первые посты в багах альфа-теста, однако жертвы должны были быть принесены.

Таксономия - увлекательная наука, изучающая родственные связи между различными живыми существами. Именно благодаря ей мы можем с полным основанием утверждать, что птицы являются динозаврами, несмотря на продолжающиеся дискуссии в некоторых онлайн-сообществах. Давайте же разберемся, почему птицы - это действительно динозавры, и как мы сами, по сути, являемся всего лишь глорифицированными двоякодышащими рыбами.

Термин "таксономия" обычно используется в качестве сокращения для линнеевской систематики, названной в честь великого шведского естествоиспытателя Карла Линнея и его эпохального труда "Systema Naturae", вышедшего в 1735 году. Основная идея Линнея заключалась в разделении всего многообразия природы на небольшие группы. Примечательно, что изначально он включал в свою систему даже минералы, но современные биологи постепенно отошли от этой практики, сосредоточившись на живых организмах. Тем не менее, многие элементы линнеевской таксономии, такие как бинарная номенклатура с родовыми и видовыми названиями (например, Velociraptor mongolensis, где Velociraptor - род, а mongolensis - видовой эпитет), используются и по сей день, создавая основу для работы современных систематиков.

Начнем с самого масштабного уровня - доменов, которые можно считать своего рода "супер-царствами". Бактерии и археи представляют собой отдельные домены одноклеточных организмов, в то время как все остальные знакомые нам живые существа, включая животных, растения и грибы, относятся к домену эукариот. Эти крупнейшие группы выделяются на основании фундаментальных различий в строении клеток. К примеру, отличительной чертой эукариот является наличие митохондрий - клеточных органелл, которые, согласно теории симбиогенеза, произошли от некогда независимых бактерий, поселившихся внутри других клеток в далеком прошлом.

Спускаясь на следующий уровень иерархии, мы приходим к царствам - скажем, царству животных, которое объединяет всех представителей животного мира, но исключает растения и грибы. При этом важно понимать, что, несмотря на все их разнообразие, животные остаются эукариотами и принадлежат к родительскому домену Eukaryota.

Продолжая двигаться вглубь систематики, мы можем обратить внимание на тип хордовых (Chordata) - группу, включающую в себя не только привычных нам позвоночных животных, но и их ближайших родственников, таких как оболочники и ланцетники. Хотя внешне эти существа могут показаться весьма далекими от позвоночных, их объединяет наличие четырех ключевых признаков, по крайней мере, на определенных стадиях жизненного цикла. Во-первых, это жаберные щели - отверстия в глотке, хорошо заметные у рыб и некоторых примитивных позвоночных вроде миног. Во-вторых, хорда - упругий стержень, обеспечивающий опору для тела и расположенный над кишечной трубкой. В-третьих, полая нервная трубка, представляющая собой зачаток центральной нервной системы. И наконец, в-четвертых - постанальный хвост, то есть хвостовой отдел тела, расположенный позади анального отверстия. Именно поэтому, кстати, рыбы испражняются не самым кончиком хвоста, в отличие от многих насекомых и других беспозвоночных. 

Важно отметить, что хордовые не обязательно сохраняют все эти признаки во взрослом состоянии. Так, у оболочников они проявляются только на личиночной стадии, после чего во многом утрачиваются, когда взрослые особи переходят к сидячему образу жизни и питанию путем фильтрации. Даже у высших позвоночных, таких как четвероногие (наземные позвоночные), хвост может редуцироваться в ходе эволюции. Мы, люди, и лягушки - хорошие тому примеры. Однако у эмбрионов и зародышей этих животных по-прежнему закладываются все ключевые хордовые структуры, указывая на их эволюционное происхождение.

Дальнейшее подразделение хордовых приводит нас к классам - скажем, к рептилиям, которых объединяет присутствие рогового покрова, сбрасываемого при линьке. У змей и ящериц этот процесс может быть довольно заметным, когда сразу отторгаются крупные фрагменты или даже целиком вся "рубашка" из ороговевшей кожи. А вот крокодилы и черепахи теряют роговые чешуи более равномерно и постепенно, по одной. Другой общей чертой рептилий является выделение в качестве конечного продукта азотистого обмена мочевой кислоты, а не мочевины. Связано это с необходимостью экономить воду в наземных условиях - не зря белые составляющие помета рептилий и птиц представляют собой как раз кристаллы мочевой кислоты.

И вот тут мы подходим к главной теме нашего разговора - птицам. Да-да, птицы определенно относятся к рептилиям, поскольку полностью соответствуют ключевым признакам данного класса. Их перья, состоящие из того же белка бета-кератина, что и чешуи рептилий, регулярно сменяются в процессе линьки. Продуктом азотистого обмена у птиц также служит мочевая кислота. Единственное существенное эволюционное новшество птиц по сравнению с другими рептилиями - это некоторые особенности строения черепа, но они носят скорее количественный, нежели качественный характер.

Итак, птицы - это рептилии. Но какие именно рептилии? Конечно же, динозавры! В пользу этого говорит множество признаков: от перфорированного вертлужного отверстия в тазовом поясе (уникальная особенность, свойственная как птицам, так и динозаврам) до таких деталей скелета, как вилочка (сросшиеся ключицы) и полые кости. При построении филогенетических схем родства между организмами ученые как раз и опираются на такие общие признаки, указывающие на происхождение от единого предка.

Возьмем, к примеру, ящериц. Для них характерен целый ряд уникальных особенностей: сбрасывание кожи крупными фрагментами или цельной "рубашкой", черепицеобразное наползание роговых чешуй (в отличие от обычного расположения у крокодилов), наличие небольшого отверстия в плечевой кости. Каждый из этих признаков по отдельности может встречаться и у других групп рептилий или даже у более далеких родственников. Но их уникальное сочетание однозначно указывает на то, что все ящерицы унаследовали данные черты от общего предкового вида и потому состоят в близком родстве.

Аналогичным образом на основании набора признаков можно выстраивать филогенетические деревья для самых неожиданных групп объектов. В качестве забавного примера давайте рассмотрим различные виды лепешек! Для 25 разновидностей этой выпечки, от мексиканских тортилий до индийских чапати, был составлен список ключевых параметров, учитывающий особенности ингредиентов, способа приготовления и конечных свойств продукта. Загрузив эти данные в специальную компьютерную программу для филогенетического анализа, можно получить наглядные эволюционные древа, отражающие родственные связи между лепешками. Конечно, в отличие от живых организмов, лепешки не эволюционируют и не наследуют свои признаки, но данный мысленный эксперимент прекрасно иллюстрирует саму суть работы современных систематиков.

Важно понимать, что реальные филогенетические деревья, построенные для живых существ, всегда содержат некоторую долю неопределенности. Любое из них представляет собой не конечную истину в последней инстанции, а научную гипотезу, основанную на анализе доступных признаков. Добавление новых данных или изменение акцентов при выборе ключевых особенностей организмов способно привести к перестройке дерева. Более того, зачастую ученым приходится работать не с самими организмами, а лишь с их окаменелыми фрагментами, что вносит дополнительные сложности в анализ. К счастью, постепенно развиваются методы тонкого статистического анализа, позволяющие находить наиболее обоснованные и устойчивые варианты филогенетических гипотез.

Отдельного упоминания заслуживает проблема биологической концепции вида. На первый взгляд может показаться, что палеонтологам в этом отношении живется намного проще, чем специалистам по современной флоре и фауне. В самом деле, если между двумя ископаемыми популяциями пролегают миллионы лет, то решение об их видовой самостоятельности напрашивается само собой. Однако в случае с рецентными организмами граница между видами зачастую оказывается весьма размытой, особенно когда мы имеем дело с близкородственными формами, способными давать плодовитое гибридное потомство. Великолепный пример таких генетически близких, но фенотипически контрастных групп - это славки, небольшие певчие птицы. Выраженные вариации окраски оперения в пределах данного комплекса видов определяются буквально несколькими генами. И хотя внешне эти птицы выглядят по-разному, они свободно скрещиваются между собой, производя потомков с промежуточными признаками. Так кого же из них считать самостоятельными видами? Однозначного ответа современная биология дать не может.

Таким образом, организмы не делятся на виды раз и навсегда данным от природы способом. Это люди проводят между ними границы, руководствуясь теми или иными соображениями. Поэтому любая классификация живого носит во многом условный характер и меняется со временем по мере развития науки. Яркий пример - судьба таксона Troodon, знаменитого динозавра, воспетого в популярных книгах и мультфильмах. Увы, на поверку оказалось, что род этот изначально описан исключительно по зубам, которые сами по себе мало что говорят о своих обладателях. И теперь палеонтологи предпочитают использовать название Stenonychosaurus для ящеротазовых динозавров данной группы, поскольку этот таксон, в отличие от проблематичного Troodon, основан на диагностичном костном материале.

Или вот еще один любопытный пример - знаменитый ужасный волк (Canis dirus), истребленный людьми в конце последнего ледникового периода. Традиционно этого гигантского хищника принято считать близким родственником серого волка из-за сходства в строении черепа и зубов. 

Однако недавний генетический анализ показал, что ужасные волки представляют собой глубоко обособленную линию псовых, довольно рано отделившуюся от общего ствола данного семейства. Получается, перед нами яркий случай конвергентной эволюции, при которой неродственные организмы независимо приобретают сходные приспособительные черты.

Подобные открытия наглядно демонстрируют, сколь непростым и захватывающим делом является реконструкция филогенетических связей между организмами. Это постоянный вызов для ума, требующий кропотливой работы и готовности пересматривать, казалось бы, незыблемые представления. Но именно так и развивается наука - через поиск истины, через проверку смелых гипотез и их постепенное уточнение.

И давайте никогда не забывать: какими бы разными ни казались нам живые существа, населяющие Землю, все мы произошли от единого корня и потому связаны незримыми, но неразрывными узами родства. Царственные секвойи и причудливые орхидеи, грозные львы и трудолюбивые муравьи, стремительные стрижи и мудрые дельфины - все мы одна большая семья, плоды многовекового эволюционного древа, корни которого уходят в глубины древнейших океанов. И осознание этого всеобщего родства способно, как мне кажется, сделать наш мир немного добрее и человечнее.

По материалам:

В ближайшие месяцы до сентября 2024 года ожидается весьма редкое астрономическое явление - вспышка новой звезды в системе T Coronae Borealis (T CrB), расположенной на расстоянии 3000 световых лет от Земли. Согласно прогнозам, система переживет вспышку новой, в результате чего ее яркость станет доступной для наблюдения невооруженным глазом. Столь нечастое событие, последний раз зафиксированное в 1946 году, временно повысит видимую яркость системы до уровня Полярной звезды, предоставив уникальную возможность для наблюдений.

Данное редкое небесное явление обещает осветить наши небеса в ближайшее время вспышкой новой звезды в системе T Coronae Borealis, что станет поистине беспрецедентным событием.

Обычно невидимая невооруженным глазом тусклая система звездной величины +10, как ожидается, вспыхнет до яркости величины +2, сравнимой с Полярной звездой Полярис. Столь драматическое увеличение яркости позволит наблюдать систему T Coronae Borealis на ночном небе примерно в течение недели, после чего она потускнеет, и ее следующее появление в подобном великолепии может не произойти еще 80 лет.

Возможность наблюдать вспышку новой в T Coronae Borealis представляет собой уникальную возможность для изучения, способную привлечь внимание не только специалистов в области астрофизики, но и всех любителей наблюдения ночного неба. Благодаря высокой яркости, даже жители городских районов, обычно страдающих от светового загрязнения, смогут увидеть это небесное явление.

Грядущая вспышка новой в системе T Coronae Borealis объясняется тем, что она является двойной системой, состоящей из белого карлика и красного гиганта. Уникальное взаимодействие между этими небесными телами приводит к накоплению вещества на поверхности белого карлика, в конечном итоге инициируя термоядерную реакцию, наблюдаемую с Земли как вспышка новой звезды.

Данное событие предоставляет редкую возможность наблюдения ночного неба и дает бесценные сведения о жизненных циклах звезд и управляющих ими процессах.

Джонатан Блейзек, доцент физики Северо-Восточного университета, подчеркивает важность подобных явлений как для любителей астрономии, так и для астрофизического сообщества. Он поясняет, что вспышка новой в системе T Coronae Borealis является наглядным примером переноса массы в двойных звездных системах, приводящего к взрывным результатам, процесса, имеющего центральное значение для понимания таких космических событий, как сверхновые.

Сверхновые, особенно типа 1а, играют ключевую роль в исследовании Вселенной, предоставляя стандартизированную меру яркости, помогающую в ее изучении.

"Эта повторяющаяся новая является одной из пяти в нашей галактике", - отмечает Лорен Перкинс из Центра космических полетов NASA Маршалл.

"Это происходит потому, что T Coronae Borealis представляет собой двойную систему, состоящую из белого карлика и красного гиганта. Звезды находятся достаточно близко друг к другу, чтобы по мере нестабильности красного гиганта, вызванной повышением температуры и давления, приводящей к выбросу его внешних слоев, белый карлик собирал это вещество на своей поверхности. В конечном итоге мелкая плотная атмосфера белого карлика нагревается настолько, что вызывает неконтролируемую термоядерную реакцию, которая и порождает наблюдаемую с Земли вспышку новой звезды".

https://watchers.news/2024/03/22/upcoming-nova-explosion-in-t-crb-star-system-offers-rare-night-sky-event/

Это атомно-силовой микроскоп, и он работает немного иначе, чем обычные электронные микроскопы. Это устройство создаёт изображение, постукивая по образцу очень маленьким зондом, обычно шириной всего 20-30 нанометров. 

Но поскольку он такой маленький, объяснить, как он работает, очень сложно, поэтому продемонстрируем принцип его работы на увеличенной модели. Простая латунная пластинка с прикрепленным к ней магнитом, над которой расположена катушка с противоположной полярностью, заставляющая пластинку совершать вертикальные колебания. Конец заострен и отогнут вниз, им пластинка и касается образца, имитируя щуп AFM-микроскопа.

Атомно-силовой микроскоп (AFM) имеет резонирующую консоль с острым наконечником на конце. Он перемещает этот наконечник по поверхности образца, и везде, где он контактирует с образцом, записывает высоту в этом положении. 

Таким образом можно построить его трехмерное изображение.

Демонстрационное устройство собрано из 3D-принтера и любительской электроники, поэтому оно может достигать точности только на уровне миллиметров. Но настоящие AFM могут давать разрешение на уровне нанометров или даже пикометров, хотя обычно в довольно маленьком поле зрения, меньшем, чем человеческий волос. Несмотря на это, AFM крайне важны для исследований в области материаловедения.

По материалам:

Рыба-попугай представляет собой одно из самых удивительных семейств морских рыб, чья жизнедеятельность оказывает колоссальное влияние на формирование тропических экосистем. Семейство скаровых, к которому относятся эти рыбы, насчитывает около 90 видов, распространенных в теплых водах Тихого, Индийского и Атлантического океанов.

Характерной особенностью рыб-попугаев является их необычное строение ротового аппарата. Многочисленные мелкие зубы этих рыб срастаются в прочные пластины, образуя структуру, внешне напоминающую клюв попугая. Именно эта анатомическая особенность и дала название всему семейству.

Размеры представителей варьируются от относительно небольших видов длиной 30-40 сантиметров до настоящих гигантов, достигающих полутора метров и веса в несколько десятков килограммов.

Образ жизни рыбы-попугая тесно связан с коралловыми рифами, которые служат для них и домом, и источником пищи. Основу рациона составляют микроскопические водоросли, растущие на поверхности кораллов. Чтобы добраться до этой пищи, рыба использует свой мощный клюв для соскабливания и откусывания фрагментов коралловой породы. Этот процесс сопровождается характерным хрустящим звуком, который становится неотъемлемой частью акустического ландшафта рифа.

Переваривание пищи у рыб-попугаев происходит весьма необычным образом. После того как откушенные кусочки коралла попадают в пищеварительную систему, специальные глоточные зубы измельчают твердый карбонат кальция до состояния мелкого порошка. Питательные вещества из водорослей усваиваются организмом, а неперевариваемые частицы коралла выводятся наружу в виде чистого белого песка.

Масштабы этого процесса поражают воображение. Одна крупная особь способна производить сотни килограммов песка ежегодно. Некоторые исследования показывают, что до тонны. Именно деятельность рыб-попугаев является основным источником формирования песчаных пляжей и целых атоллов в тропических регионах. По различным оценкам, от 70 до 85 процентов песка на пляжах таких мест, как Мальдивы, Багамы или Гавайские острова, прошло через пищеварительную систему этих рыб.

Биология размножения рыб-попугаев демонстрирует еще одну удивительную адаптацию. Большинство видов являются последовательными гермафродитами, то есть способны изменять свой пол в течение жизни. Практически все особи рождаются самками и имеют довольно скромную окраску, обычно в серовато-коричневых тонах, что помогает им маскироваться среди кораллов. По мере взросления и в зависимости от социальной структуры группы, наиболее доминантная самка может трансформироваться в самца.

Этот процесс сопровождается кардинальными изменениями внешнего вида. Превратившись в самца, рыба приобретает яркую окраску с преобладанием синих, зеленых, оранжевых и розовых цветов. Различия между самками и самцами настолько разительны, что долгое время ученые описывали их как отдельные виды, не подозревая об их родственной связи.

Поведение рыб-попугаев в ночное время демонстрирует еще одну поразительную адаптацию. С наступлением темноты многие виды начинают выделять специальную слизь, постепенно окутывая себя прозрачным коконом. На формирование такого защитного укрытия требуется от тридцати минут до часа. Исследователи считают, что этот слизистый кокон выполняет несколько защитных функций: маскирует запах спящей рыбы от ночных хищников и служит барьером против мелких паразитов.

Экологическая роль рыб-попугаев в коралловых экосистемах трудно переоценить. Поедая водоросли с поверхности кораллов, они предотвращают зарастание рифов и способствуют здоровому росту коралловых полипов, что поддерживает баланс всей рифовой экосистемы и способствует ее устойчивости к различным стрессовым факторам.

Однако в настоящее время популяции рыб-попугаев сталкиваются с серьезными угрозами. Чрезмерный промысел, особенно направленный на крупных ярко окрашенных самцов, нарушает естественную структуру популяций и снижает их репродуктивный потенциал. Деградация коралловых рифов вследствие изменения климата, загрязнения и других антропогенных факторов лишает этих рыб основного источника пищи и среды обитания.

Понимание важности рыб-попугаев для морских экосистем привело к введению охранных мер во многих регионах. Например, в некоторых странах Карибского бассейна действуют ограничения или полные запреты на вылов этих рыб. Такие меры направлены не только на сохранение самих популяций, но и на поддержание здоровья коралловых рифов, от которых зависит благополучие целых островных государств и прибрежных сообществ.

Винтовка MAS-36 (Manufacture d'Armes de Saint-Étienne Modèle 1936) вошла в историю стрелкового оружия как последняя болтовая винтовка, принятая на вооружение крупной мировой державой в качестве основного пехотного оружия. Французские конструкторы воплотили в ней опыт Первой мировой войны, стремясь создать универсальное, технологичное и надежное оружие.

К началу 1920-х годов французское военное руководство понимало необходимость замены устаревших винтовок систем Лебеля и Бертье. Патрон 8×50 мм R Лебель с закраиной уже не соответствовал современным требованиям. Модернизацию начали с разработки нового боеприпаса.

1924 год. Появился патрон 7,5×58 мм. Недостаточная отработка конструкции приводила к взрывам оружия при стрельбе. Проблему решили только в 1929 году принятием на вооружение усовершенствованного патрона 7,5×54 мм Mle 1929C.

Государственный арсенал в Сент-Этьене под руководством капитана Монтейля в 1931 году начал разработку новой пехотной винтовки. Первый опытный образец «Modèle 1934B2» представили в 1935-м. 17 марта 1936 года винтовку официально приняли на вооружение под обозначением MAS Modèle 1936.

MAS-36 представляет собой магазинную винтовку с продольно-скользящим поворотным затвором. Стремления к полной оригинальности не было — конструкторы заимствовали удачные решения у других систем. Принцип действия и магазинная система напоминали немецкий Mauser, заднее расположение боевых упоров затвора было схоже с американским M1917 Enfield и британским SMLE. Разрезная ложа продолжала французскую оружейную традицию, заложенную ещё в винтовке Лебеля M1886.

Ключевая особенность — запирание канала ствола двумя боевыми упорами в задней части затвора, а не в передней, как у большинства аналогов. Решение позволило укоротить затвор и сократить его ход, что ускорило перезарядку. Рукоятка затвора оказалась расположена слишком далеко сзади, поэтому конструкторы придали ей характерный изгиб вперед для удобства стрелка.

Анимация полной разборки MAS-36 в игре World of Guns

От традиционного флажкового или кнопочного предохранителя отказались сознательно. Военные полагали, что это предотвратит случайное выведение оружия из строя солдатом в бою при нажатии «какой-то глупой кнопки или рычага». Безопасность при ношении заряженного оружия обеспечивалась постановкой курка на предохранительный взвод — для чего поднимали рукоятку затвора и отводили её немного назад. Солдат должен был снаряжать оружие непосредственно перед боем.

Питание — из неотъемного коробчатого магазина ёмкостью 5 патронов. Снаряжение магазина производилось как по одному патрону, так и пластинчатыми обоймами на 5 патронов через верхнее окно в ствольной коробке. Диоптрический целик регулировался по дальности от 100 до 1200 метров с шагом 100 метров.

Штыковая система заслуживает особого внимания. Игольчатый четырёхгранный штык в походном положении убирался в специальную трубку под стволом, проходящую через цевьё, острием назад. Простое и эффективное решение — штык всегда при оружии. Установка на боевую позицию: извлечь из трубки, повернуть и зафиксировать рычагом с защёлкой.

Полномасштабное производство началось только 31 марта 1938 года, несмотря на принятие на вооружение в 1936-м. К началу Второй мировой войны изготовили всего 101 тысячу винтовок. Ко времени вторжения Германии во Францию произвели около 250-300 тысяч единиц, поступавших преимущественно в передовые части.

Винтовка отличалась исключительной технологичностью для своего времени. В разные годы выпуска применялись различные методы покрытия металлических частей: фосфатирование, воронение и даже эмалировка. Особенно в послевоенные годы многие металлические детали фосфатировали, чтобы улучшить защиту от коррозии.

После оккупации Франции немцы приказали возобновить производство на заводе в Сент-Этьене. Винтовки предназначались для оккупационных войск, особенно частей, дислоцированных на «Атлантическом валу», а также для армии правительства Виши. Производство для немецких нужд прекратили в 1942 году.

Основные параметры: калибр 7,5 мм, патрон 7,5×54 мм Mle 1929C, вес без патронов 3,7 кг. Длина оружия 1020 мм, ствола — 575 мм. Ёмкость магазина 5 патронов, начальная скорость пули 820 м/с, прицельная дальность 1200 м.

За время службы винтовка претерпела несколько модификаций. Довоенные образцы — MAS-36 premier modèle, военные и послевоенные — MAS-36 deuxième modèle.

Карабин MAS-36 CR39 образца 1939 года создали для воздушно-десантных и альпийских частей. Отличия: укороченный до 450 мм ствол и складной вниз-вперёд приклад из алюминиевого сплава. Выпуск составил около 6000 единиц.

MAS-36 LG48 оснащался 48-мм винтовочным гранатомётом, применялся в Индокитае. Модификация MAS-36/51 образца 1951 года получила наствольный 22-мм гранатомёт стандарта НАТО, усиленный ствол, дополнительный прицел для стрельбы гранатами и съёмный резиновый затыльник приклада.

Затворная группа MAS-36 легла в основу снайперских винтовок FR F1 и FR F2, которые состоят на вооружении французской армии до сих пор.

MAS-36 активно применялась французскими войсками в колониальных войнах: Индокитай (1946-1954), Алжир (1954-1962), Суэцкий кризис (1956). Во время последнего винтовки с оптическими прицелами использовались французскими десантниками против вражеских снайперов.

После распада французской колониальной империи значительное количество винтовок осталось на вооружении новообразованных государств: Габон, Кот-д'Ивуар, Камбоджа, Лаос, Сирия, Вьетнам. Появление в более поздних конфликтах — война в Биафре (1967-1970), гражданская война в Сирии в 2010-х годах. Вьетнамцы массово использовали трофейные винтовки вплоть до 1960-х.

Самый любопытный эпизод в истории эксплуатации MAS-36 связан с конструкцией штыковой системы и солдатской «смекалкой». Как отмечал оружейный историк Йен Макколум: солдаты всегда остаются солдатами, и когда к ним приходит «фея хороших идей», могут случиться неожиданные ситуации.

Октябрь 1951 года — французский арсенальный меморандум зафиксировал, что два военнослужащих игрались со своим оружием и доигрались.

Алгоритм действий был следующим: в первой винтовке штык оставили в походном положении — установленным острием внутрь трубы под стволом. Из второй его убрали. Затем вторую винтовку насадили трубой на рукоятку штыка первой. 

Разъединить конструкцию невозможно: на штыке есть два механически связанных фиксатора (по сути, один подпружиненный цельный рычаг), равноудалённо расположенных со стороны клинка и со стороны рукояти.

Соответственно, при нормальной эксплуатации один из фиксаторов цепляется за паз внутри трубы, а второй используется в качестве разъединяющей кнопки. Однако теперь оба фиксатора крепят штык к разным трубам. 

Такое могло произойти не только с MAS-36, но и с винтовками MAS-44 или MAS-49 с идентичным способом крепления штыка.

Конструкторы решили проблему следующим образом: у нас уже есть техническое отверстие в подствольной трубе, так почему бы не просверлить на том же уровне отверстие в корпусе штыка, чтобы в такой ситуации можно было совместить дырки и ткнуть чем-нибудь в рычаг. Меморандум предписывал использовать в таких случаях боёк винтовки.

Модификацию внедрили на всех последующих образцах. Макколум отмечал наличие у него раннего образца штыка без отверстия — освободить две заблокированные таким образом винтовки без нарушения их целостности было бы крайне сложно..

Случай показывает, как хорошо продуманная конструкция может столкнуться с непредвиденным использованием. Оружейники решают подобные проблемы внесением небольших, но важных изменений в конструкцию.

Винтовка обеспечивала высокую точность стрельбы благодаря диоптрическому прицелу, в том числе на дистанциях свыше 300 метров. Владельцы на гражданском рынке сравнивают её точность с винтовкой Enfield, отмечая превосходство над винтовкой Мосина. Мушка винтовки считалась некоторыми стрелками слишком толстой — затрудняла прицеливание на большие дистанции.

Оценки качества изготовления разнятся. Одни считают его посредственным, другие отмечают очень хорошее качество обработки металла и общую добротность, признавая несколько «корявую» эргономику.

Во Франции MAS-36 оставалась на вооружении до начала 1960-х годов, её заменили самозарядные винтовки MAS-49 и MAS-49/56. Однако её ещё долго использовали в жандармерии, подразделениях французской полиции быстрого реагирования на казарменном положении (CRS) и частях почётного караула. Общий выпуск до середины 1950-х — около 1,1 миллиона единиц.

После списания большое количество винтовок попало на гражданский рынок, особенно в США и Европе. Обычно ценятся ниже «культовых» современников вроде немецкого Kar98k.

MAS-36 стала достойным завершением эпохи болтовых винтовок в арсеналах ведущих военных держав. Продемонстрировала высокий уровень французской оружейной школы и практичность конструкторских решений, проверенных в многочисленных конфликтах XX века. История с заблокированными штыками показывает: солдаты всегда найдут способ использовать оружие не по назначению, и конструкторам приходится это учитывать.

Легенда гласит, что в пятом веке святой Патрик истребил змей в Ирландии, загнав их в море. Видимо, он хорошо поработал, поскольку змеи в Ирландии не завелись до сих пор.

Однако на самом деле змеи никогда не водились в Ирландии. Так почему же Ирландия столь особенна, если змей можно встретить почти повсюду в мире - от Австралии до Арктического круга?

Во-первых, Ирландия - это остров. Ирландское море имеет ширину более 50 миль (80,5 км). Для наземного животного это было бы долгое плавание. Морская змея бы справилась, но морские змеи обитают в теплых тропических водах, а не в холодной Атлантике.

Однако вы можете вспомнить,, что в Великобритании, которая тоже остров, есть змеи. Это верно. Однако долгое время ни в Британии, ни в Ирландии не было змей. Ледниковый период сделал эти острова непригодными для рептилий, которым ввиду их холоднокровности нужны внешние источники тепла. Ледники отступили около 10 000 лет назад, открыв сухопутный мост между Европой и Британией, а также между Британией и Ирландией, благодаря чему стало возможно перемещаться между островами. Тающие ледники затопили сухопутный мост Ирландии 8500 лет назад, в то время как британский просуществовал еще 2000 лет. Таким образом, животные из Европы просто имели больше времени для колонизации Великобритании, и даже при этом там смогли обосноваться только три вида змей. Ни одна из этих трех не почувствовала необходимости двигаться дальше на запад к Ирландии; нет свидетельств наличия этих ползучих рептилий в ирландской летописи ископаемых.

В числе других островов, на которых нет змей, находятся Новая Зеландия, Гавайи, Гренландия, Исландия и Антарктида. Тем не менее, отсутствие змей кажется несколько удивительным, учитывая глобальную торговлю домашними животными и потенциал змей к тому, чтобы стать инвазивным видом.

На Гуаме инвазивная коричневая бойга стала распространилась настолько, что истребила местные популяции птиц и ящериц. Местные власти были вынуждены прибегнуть к отчаянным мерам для того, чтобы попытаться искоренить этих ползучих злодеев. В декабре 2013 года Министерство сельского хозяйства США в четвертый раз сбросило мертвых мышей с вертолетов на Гуам. Мыши были пропитаны достаточно высокой дозой ацетаминофена (основного ингредиента Парацетамола и Тайленола), который убивает съевшую мышь змею в течение 24 часов. "Авиаудары" были успешными, но они истребляли популяцию змей только временно. В 2018 году Министерство внутренних дел США выделило 2,8 млн долларов для борьбы с инвазивной змеей.

Вполне вероятно, что Ирландия однажды может оказаться в подобной ситуации. Хотя коричневую бойгу занесли на Гуам случайно, новые виды змей намеренно завозятся в Ирландию. Содержание домашних змей не запрещено в Ирландии, в отличие от Гавайев, Новой Зеландии и Исландии.

Домашние змеи стали статусным символом во времена ирландского экономического бума в конце 1990-х годов, но во время рецессии 2008 года и после многие люди выпустили своих змей на волю, будучи не в состоянии их содержать. Змей находили в самых неожиданных местах, но пока они, кажется, особо не приживаются в дикой природе.

Будем надеяться, что так оно и останется. Ведь если взять пример Гуама, то если змеи когда-нибудь обоснуются в Ирландии, для их истребления потребуется гораздо больше, чем взмах посоха святого Патрика.

https://www.popsci.com/why-doesnt-ireland-have-snakes/

Древнеримский бетон - один из самых долговечных строительных материалов в истории человечества. Многие сооружения, возведенные римлянами более 2000 лет назад, сохранились до наших дней и продолжают поражать своей прочностью и устойчивостью к разрушению. Современные ученые уже давно пытаются разгадать секрет этого удивительного материала, чтобы использовать древние технологии для создания более долговечных и экологичных бетонов в наши дни. И вот, группе исследователей из Массачусетского технологического института, похоже, удалось приблизиться к разгадке этой тайны.

В статье, опубликованной в журнале Science Advances, ученые под руководством профессора Адмира Масича представили результаты детального анализа образцов древнеримского бетона, взятых из руин города Привернум недалеко от Рима. Используя современные методы микроскопии и спектроскопии, они смогли заглянуть вглубь структуры этого материала и обнаружить ключевые особенности, которые, вероятно, и обеспечивают его феноменальную долговечность.

Главным открытием стало обнаружение в составе бетона многочисленных включений извести размером с гальку, которые ученые назвали "известковыми комками". Эти комки представляют собой частицы негашеной извести (оксида кальция), которые, по мнению исследователей, специально добавлялись в бетонную смесь в процессе ее приготовления. Такая технология получила название "горячего смешивания".

EDS-карта (электронная микроскопия) образца древнеримского бетона. Богатые кальцием участки окрашены в красный цвет.

При обычном производстве бетона известь предварительно гасят водой, превращая ее в гидроксид кальция. Римляне же, вероятно, добавляли негашеную известь непосредственно в смесь с другими компонентами - вулканическим пеплом, песком и водой. При этом происходила бурная экзотермическая реакция гашения извести, что приводило к локальному повышению температуры до 60-100°C.

Такой "горячий" процесс смешивания имел несколько важных последствий. Во-первых, высокая температура ускоряла химические реакции между компонентами смеси, способствуя более быстрому схватыванию и набору прочности бетона. Во-вторых, из-за быстрого протекания реакции часть извести не успевала полностью прореагировать и оставалась в виде отдельных комков внутри затвердевшего бетона.

Именно эти известковые включения и стали, по мнению ученых, ключом к уникальной долговечности римского бетона. Дело в том, что они выполняют роль своеобразных "капсул самовосстановления" внутри материала. При образовании трещин или микроповреждений в структуре бетона в них может проникать вода. Растворяясь в воде, известковые комки высвобождают ионы кальция, которые вступают в реакцию с другими компонентами и образуют новые кристаллы, заполняющие возникшие пустоты.

Таким образом, римский бетон обладает способностью к самовосстановлению - он может самостоятельно "залечивать" возникающие в нем повреждения на протяжении многих веков. Это объясняет, почему древние сооружения смогли простоять так долго, несмотря на воздействие землетрясений, эрозии и других разрушительных факторов.

Сравнение образца древнеримского бетона (верний ряд) и современной реконструкции (средний ряд). Ниже приведены более подробные изображения известковых включений в современном образце, в том числе, демонстрирующие кристаллическую оболочку, образовавшуюся вокруг известкового комка во время реакции с водой.

Чтобы подтвердить свою гипотезу, исследователи провели серию экспериментов с современными бетонами, в которые добавляли негашеную известь по аналогии с римской технологией. Результаты оказались впечатляющими - такие образцы действительно продемонстрировали способность к самовосстановлению. После намеренного растрескивания и воздействия проточной воды, трещины шириной до 0,5 мм полностью затянулись новообразованными кристаллами в течение нескольких недель.

Пример затянувшейся трещины.

Это открытие может иметь огромное значение для современной строительной индустрии. Производство цемента - основного компонента бетона - является одним из крупнейших источников выбросов углекислого газа в атмосферу. На его долю приходится до 8% мировых выбросов парниковых газов. Если удастся создать бетон, способный к самовосстановлению, это позволит значительно увеличить срок службы зданий и сооружений, сократить потребность в ремонте и, как следствие, уменьшить негативное воздействие строительной отрасли на окружающую среду.

Однако исследователи подчеркивают, что простое добавление негашеной извести в современные бетонные смеси не решит всех проблем. Римский бетон был уникальным материалом, обладающим целым комплексом особенностей. Помимо извести, в его состав входил вулканический пепел, который вступал в реакцию с известью, образуя прочные алюмосиликатные соединения. Кроме того, сам процесс приготовления и укладки бетона у римлян, вероятно, существенно отличался от современных технологий.

Тем не менее, понимание принципов, лежащих в основе долговечности римского бетона, открывает новые перспективы для разработки инновационных строительных материалов. Ученые уже работают над созданием современных составов, вдохновленных римскими технологиями, которые могли бы сочетать в себе прочность, долговечность и способность к самовосстановлению.

Исследование древнеримского бетона - это не только попытка разгадать древнюю технологическую загадку, но и яркий пример того, как изучение исторического наследия может помочь в решении современных проблем. Древние римляне, не имея доступа к современным научным знаниям и технологиям, сумели методом проб и ошибок создать поистине революционный материал. Теперь, спустя тысячелетия, их опыт может помочь нам справиться с одним из главных вызовов нашего времени - необходимостью сделать строительную отрасль более устойчивой и экологичной.

Конечно, внедрение новых технологий в строительство - процесс небыстрый и сложный. Требуются дополнительные исследования, чтобы полностью понять все нюансы состава и структуры римского бетона, а также адаптировать древние технологии к современным требованиям безопасности и стандартам строительства. Необходимо также учитывать экономические аспекты - новые материалы должны быть не только эффективными, но и конкурентоспособными по стоимости.

Тем не менее, открытие, сделанное учеными из MIT, уже сейчас вызывает большой интерес в научном сообществе и строительной индустрии. Оно не только проливает свет на загадку древнеримских технологий, но и открывает новые горизонты в разработке современных строительных материалов. Возможно, в недалеком будущем мы увидим здания и сооружения, построенные из "умного" самовосстанавливающегося бетона, способного простоять века, подобно великим творениям древних римлян.

Это исследование также напоминает нам о важности междисциплинарного подхода в науке. Объединение знаний из области археологии, материаловедения, химии и инженерии позволило ученым взглянуть на древний материал с новой точки зрения и извлечь из него уроки, актуальные для решения современных проблем. Такой подход может быть плодотворным и в других областях, где изучение исторического опыта может привести к неожиданным и важным открытиям.

В конечном счете, история римского бетона - это история человеческой изобретательности и стремления к совершенству. Она показывает, что даже в отсутствие современных технологий, при наличии наблюдательности, упорства и творческого подхода, можно создавать поистине выдающиеся вещи. И сегодня, в эпоху стремительного научно-технического прогресса, мы все еще можем многому научиться у наших предков, чьи творения продолжают восхищать нас спустя тысячелетия.

Летом этого года в Канаде сотни рыб пережили жару в искусственных потоках холодной воды. Такая технология может помочь защитить холодноводные виды рыб от повышения температуры воды, вызванной изменения климата.

Рыбы испытывают стресс и даже могут погибнуть, если температура воды становится слишком высокой. Лососи и другие холодноводные виды иногда спасаются от жары, собираясь в более прохладных зонах рек. Такие места располагаются возле источников грунтовых вод или в местах впадения притоков.

Люди много сделали для сохранения и развития таких естественных убежищ, отметила Кэтрин Смит, гражданский инженер из университета Дальхаузи в Галифаксе, Новая Шотландия, Канада. Но вот про искусственное охлаждение воды пока всерьез никто не задумывался

Чтобы проверить свою идею, учёные подвели грунтовые воды из близлежащей скважины в реку Райтс в Новой Шотландии. Температура подаваемой воды была 9°C. У получившейся полосы холодной воды в реке температура была на 20°C ниже, чем в остальном потоке.

В прохладную зону стекались несколько сотен рыб разных видов и возрастов, в том числе лососи и форель. Большинство из них были молодью с еще не рассосавшимися желточными мешочками. Они держались в этой полосе на протяжении всего эксперимента. Когда температура в реке поднялась до 30°C из-за жары, в холодную воду стянулись и взрослые особи.

Также был испытан альтернативный подход: учёные отводили часть речной воды в подземный канал, проходя по которому, она охлаждалась, а затем её сбрасывали обратно в реку. Таким способом удалось добиться локального понижения температуры без задействования насосов. Температура опустилась всего на несколько градусов, однако рыбы по-прежнему предпочитали держаться в этом охлаждённом потоке на протяжение лета.

Команда Кэтрин Смит представила результаты исследования 17 октября на ежегодной конференции Геологического общества Америки.

Хотя масштаб экспериментов был небольшой, они подтвердили, что концепция работает: данный подход обещает быть эффективным, однако пока не готов к широкому применению. Предстоит выяснить, какова на самом деле потребность в прохладных зонах - сколько их в реальности требуется, чтобы они возымели заметный эффект. Инженер Джон Акерман, инженер-консультант из штата Пенсильвания, отмечает, что важно также осуществлять контроль за расходом затрачиваемой на эти мероприятия энергии. Однако предварительные результаты показывают, что такая технология может быть реально воплощена на практике. "Концепция обоснована", - подчеркивает он.

Простой эксперимент показался сколько микробов вылетает с воздухом из фенов. Гораздо безопаснее сушить руки, просто размахивая ими.

Краб-боксёр, известный также как краб пом-пом, носит научное название Lybia tesselata и представляет собой небольшого представителя ракообразных из семейства Xanthidae. Этот вид обитает в тёплых тропических водах Индо-Тихоокеанского региона и получил своё название благодаря уникальной поведенческой особенности: краб всегда держит в клешнях морские анемоны, напоминающие боксерские перчатки.

Тело краба-боксёра отличается компактными размерами, с панцирем шириной до 2,5 сантиметров, окрашенным в сочетания коричневых, жёлтых и красных оттенков с характерным мозаичным рисунком. Клешни у этого вида сравнительно малы и не подходят для захвата крупной добычи или активной защиты. Однако восемь ходильных ног обеспечивают крабу манёвренность, позволяя ему легко передвигаться по коралловым рифам и песчаным участкам морского дна.

Ключевая биологическая особенность краба-боксёра заключается в его тесной взаимосвязи с морскими анемонами, такими как Triactis producta и Bunodeopsis. Эти актинии постоянно удерживаются в клешнях краба и выполняют двойную функцию: они защищают его от хищников и помогают добывать пищу. Стрекательные клетки анемонов эффективно отпугивают врагов, а их липкие щупальца улавливают мелкие частицы органики, находящиеся в толще воды.

Симбиотические отношения между крабом и актиниями носят взаимовыгодный характер. Перемещаясь вместе с крабом, анемоны получают доступ к большему количеству пищи и улучшенным условиям для газообмена. Взамен краб защищает их от возможных угроз и очищает от накопившихся загрязнений. Исследования показывают, что краб способен регулировать рост своих симбионтов, предотвращая их чрезмерное разрастание, что поддерживает баланс взаимодействия.

Если краб теряет одну или обе актинии, он демонстрирует удивительную адаптивность. При утрате одной анемоны оставшаяся может быть разделена на две части, благодаря способности актиний к фрагментации и бесполому размножению. Если же оба симбионта утрачены, краб может попытаться добыть их у других особей своего вида.

Питание краба-боксёра основано на поедании детрита и планктона. Актинии собирают микроскопические частицы органики, планктонных организмов и бактериальные колонии, которые краб затем извлекает, прочёсывая их щупальца своими ногами. Кроме того, он питается мелкими беспозвоночными и водорослями, встречающимися среди кораллов и в рифовых укрытиях.

Репродуктивная стратегия Lybia tesselata включает внутреннее оплодотворение и сложный цикл развития. Самки способны долго сохранять сперматофоры, что позволяет им откладывать икру несколько раз без необходимости повторного спаривания. Личинки проходят несколько стадий в составе планктона, прежде чем превращаются в молодую форму, готовую к симбиозу с актиниями.

В экосистемах коралловых рифов краб-боксёр играет важную роль, участвуя в переработке органических остатков и занимая место консумента первого порядка в пищевых цепях. Он служит добычей для различных хищников, включая рыб, осьминогов и крупных ракообразных. Симбиоз с анемонами является ярким примером коэволюции, демонстрируя сложность взаимодействий между видами в морских экосистемах.

Ареал обитания Lybia tesselata охватывает коралловые рифы от Красного моря до центральной части Тихого океана, включая территории Большого Барьерного рифа, Индонезии и Филиппин. Краб предпочитает мелководные зоны на глубинах от 1 до 30 метров, богатые коралловой фауной и обеспечивающие достаточное количество укрытий и пищи.

Хотя численность краба-боксёра в настоящее время остаётся стабильной, угрозы для его популяции связаны с деградацией коралловых рифов, вызванной изменением климата и антропогенными факторами. Сохранение рифовых экосистем критически важно для поддержания биоразнообразия региона, включая уникальные симбиотические связи, подобные взаимодействию краба-боксёра с анемонами.

Сверхпроводники - перспективная идея, однако на практике их использование крайне затруднительно. Но что, если я скажу вам, что есть компания, которая, по их мнению, знает, как сделать электрическую сеть сверхпроводящей? Да, именно так, давайте рассмотрим этот вопрос подробнее.

Сверхпроводник - это материал, обладающий нулевым электрическим сопротивлением. Внутри сверхпроводника электрические токи перемещаются абсолютно без потерь. Сверхпроводники также обладают уникальным свойством: линии магнитного поля не могут проникнуть внутрь них, поэтому они парят над магнитами, что используется в поездах-маглевах.

Проблема заключается в том, что все известные сверхпроводники требуют либо очень низких температур, либо высокого давления. Наиболее практичными на данный момент являются так называемые высокотемпературные сверхпроводники, которые становятся сверхпроводящими при температурах выше -196°C.

Сложно воспринимать - 196°C как "высокую" температуру, но такой материал хорош тем, что его можно охлаждать жидким азотом. Те сверхпроводники, которые сверхпроводят при более низких температурах, намного сложнее и дороже в плане охлаждения, но это лишь часть проблемы.

Другая проблема заключается в том, что известные высокотемпературные сверхпроводники трудно производить, и они хрупкие. Их невозможно просто вытянуть в провод и начать пользоваться. Если вы помните прошлогоднюю историю с несуществующим сверхпроводником LK-99, это то представляете, в чем дело. Помните, как лаборатории по всему миру что-то выпекали в течение нескольких дней, а на выходе получились только левитирующие крошки? Да, даже если бы это сработало, изготовить линию электропередач из такого материала было бы сложно.

Сверхпроводящие линии электропередачи существуют и уже эксплуатируются, однако они работают принципиально иначе, нежели обычные провода. В стандартном проводе внутри находится, к примеру, медь, а снаружи - изолятор.

В сверхпроводящем же кабеле есть различные слои, между которыми циркулирует хладагент, а сам сверхпроводник обматывается поверх них. Обычно он выглядит, как на картинке ниже - напоминает буррито, но вместо бобов и сыра он наполнен мечтами и надеждами инженеров-электриков.

И да, они работают, но проблема в том, что производство жидкого азота требует больших энергозатрат. Если цель - сделать передачу энергии более эффективной, то бессмысленно вкладывать в систему охлаждения больше энергии, чем экономится при передаче. Кроме того, по мере течения азота по кабелю он нагревается, поэтому требуется регулярное охлаждение, для линий высокого напряжения обычно каждые 5 км.

Поэтому существующие сверхпроводниковые ЛЭП неудобно возводить и дорого эксплуатировать. Но американская компания VEIR утверждает, что нашла решение. Она базируется в Массачусетсе и за последние годы неоднократно привлекала существенные инвестиции, даже провела демонстрационный проект, хотя суть их разработки оставалась несколько неясной.

Однако теперь мне удалось найти статью и два патента, которые, на мой взгляд, объясняют их деятельность. Это похоже на детективное расследование, только вместо раскрытия убийств - разгадка тайны сверххолодных проводов. Первая тайна скрывалась за названием компании VEIR, которое происходит от закона Ома: V = I * R (Voltage Equals current Intensity multiplied by Resistance). Они используют в своей разработке идею, озвученную Национальной лабораторией Лос-Аламос в 2010 году: не прокачивать жидкий азот, а испарять его. 

Схематическое изображение приведено ниже.

Преимуществом данной конструкции является дополнительное охлаждение за счет самого испарения. Похоже на ситуацию, когда ветер ощущается более холодным из-за испарения воды с мокрой кожи (тело теряет энергию на испарение воды и, как следствие, свою температуру). В двух патентах компании описаны конструкция системы охлаждения вдоль маршрута и система подвеса для воздушных кабелей.

По сути, конструкция предназначена для выкачки части азота из кабеля, прокачки его через систему охлаждения и возврата в следующий сегмент. Сам азот можно извлекать из воздуха, который на 78% состоит из него. В любом случае, по их утверждению, с такой системой достаточно иметь станцию охлаждения примерно каждые 100 км, хотя, вероятно, эта оценка слишком оптимистична.

Использование сверхпроводящих кабелей поможет избежать потерь энергии и повысить эффективность передачи электричества, так как такие кабели не нагреваются и могут транспортировать больше энергии. Соответственно, для передачи того же объема энергии потребуется меньшее количество кабелей. В рамках тестового проекта протяженностью около 30 метров разработчики заключили партнерство с энергетической компанией National Grit, которая представлена в США и Великобритании, для испытаний технологии на больших расстояниях. Если бы такие кабели использовались повсеместно, их создатели могли бы разбогатеть.

Однако, как вы уже догадались, существуют проблемы, главная из которых - неизвестная надежность работы системы в крупных масштабах. К тому же высокотемпературные сверхпроводники пока дороже обычных кабелей, а поставщиков немного. Также необходимо решить вопросы образования наледи на линиях и безопасности для птиц, которые могут примерзнуть лапами к холодным проводам. Возможно, это просто вопрос маркетинга: "Криогенные голуби скоро появятся на ЛЭП рядом с вами!"

Каждый может купить напечатанное на 3D-принтере изделие. В том числе, напечатанное из металла - из титана, например. Причем не просто из монолитного вещества, а из "металлической пены".

  Йен "Оружейный Иисус" МакКолум обзирает глушители PTR Vent, которые являются симбиозом современных технологий 3D-печати и технологий Второй мировой войны.

Концептуально Vent повторяют глушители 40-х годов, такие, как для пистолета-пулемета М3 Greese Gun или для мелкашных пистолетов High Standart. В первом для лучшего распределения тепла использовалась медная сетка.

Во втором дефлекторы аналогично были окружены чем-то проницаемым, однако и сами они выглядят так, будто вырезаны из того же материала.

PTR просто напечатали то же самое, но в виде цельного изделия - они оставили в титане поры, которые изготавливаются по технологии PIP (Purpousely Induced Porosity - Целенаправленно индуцированная пористость).

Для того, чтобы понять, зачем такие заморочки, сначала нам нужно скоммуниздить патент на эти глушители. На удивление, перспективную разработку никто не прячет - я тупо качнул его с интернета.

Технология представляет собой инновационный метод 3D-печати, позволяющий создавать материалы с контролируемой пористой структурой, что открывает широкие возможности для оптимизации характеристик глушителей огнестрельного оружия. Данная технология основывается на принципе управляемого формирования пор в материале, где пористость определяется как отношение объема пустот к общему объему материала, что позволяет варьировать как размер отдельных пор, так и их количество на единицу объема.

Ключевой особенностью PIP является возможность предварительного проектирования параметров пористости, включая размер, количество и распределение пор, которые затем реализуются в процессе 3D-печати. Для достижения заданной пористости при печати регулируется ряд параметров, таких как метод печати, тип и характеристики источника энергии, параметры газового потока, свойства используемого материала и способ его нанесения, что позволяет точно контролировать геометрию расплавленной зоны и формирование газовых полостей.

Одним из значительных преимуществ технологии PIP называют возможность изменения параметров печати в процессе изготовления, что позволяет создавать изделия с различными характеристиками пористости в разных участках. Это дает возможность формировать как области с мелкоячеистой структурой и большой площадью поверхности, так и высокоплотные участки с минимальной поверхностью, что позволяет оптимизировать теплопоглощение и распределение давления в различных зонах глушителя при взаимодействии с горячими пороховыми газами.

Пористая структура, создаваемая с помощью PIP, позволяет обеспечить дополнительные пути для расширяющихся пороховых газов, позволяя им частично рассеиваться через стенки глушителя, что способствует снижению избыточного давления внутри устройства и уменьшению обратного выброса газов в направлении стрелка. Технология предоставляет возможность точной настройки локального давления и теплопоглощения в различных зонах глушителя, что может быть использовано, например, для увеличения пористости ближе к дульному срезу с целью эффективного отвода пороховых газов и снижения отдачи.

Заметное облако пороховых газов, исходящих из недавно принятой на вооружение США штурмовой винтовки SIG XM5 Spear с примкнутым штатным глушителем, который хоть и напечатан на 3D-принтере, но по сути своей является классическим глушителем с очень сложными формами дефлекторов/камер. Несмотря на то, что SIG заявляет, что они снизили выбросы пороховых газов в лицо стрелку, проблема сохраняется, ибо в нормальном глушителе у пороховых газов только два пути - выйти вслед за пулей или через открывшийся затвор.

Также технология предоставляет возможность создания глушителей с переменной пористостью вдоль длины устройства, что позволяет, например, формировать непористые участки на концах для обеспечения прочности в местах крепления, с постепенным увеличением пористости к середине или дульному срезу. Кроме того, технология дает возможность создавать различную пористость для тела глушителя и внутренних перегородок (бафлов/дефлекторов), что открывает широкие возможности для оптимизации потока газов и теплопередачи в различных зонах устройства.

Можно варьировать степень пористости не только вдоль оси глушителя, но и в радиальном направлении, что позволяет, например, создавать более пористую структуру ближе к внутренней поверхности и менее пористую - ближе к внешней. Это дополняется возможностью формирования концентрических слоев с различной пористостью вокруг центрального канала глушителя, где каждый такой слой может обладать уникальными характеристиками пористости.

Эксперименты с радиально уменьшающейся или увеличивающейся пористостью.

Отличительной чертой 3D-печати с использованием PIP является то, что структура пор не является случайной, а целенаправленно задается на этапе проектирования и воспроизводится в процессе печати с высокой точностью. Технология позволяет создавать как очень мелкие поры для увеличения площади поверхности, так и крупные полости для управления потоком газов, что дает возможность формировать внутри глушителя сложные трехмерные структуры, такие как решетки или трабекулярные каркасы, с заданными характеристиками пористости.

Кроме того, можно задать комбинирование участков с различной пористостью и сплошных элементов (например, непористых бафлов/дефлекторов) в едином монолитном изделии. Таким образом создаются градиентные структуры с плавным изменением пористости между различными зонами глушителя. С помощью перемежения таких разнопористых секций осуществляется оптимизация соотношения между прочностью конструкции и ее способностью поглощать тепло и управлять потоком газов, а также создавается анизотропная пористая структура, свойства которой различаются в разных направлениях.

Технология PIP открывает широкие возможности для формирования внутри глушителя каналов сложной формы, интегрированных в общую пористую структуру, для того, чтобы перенаправлять потоки пороховых газов наиболее выгодным образом. Кроме того, она позволяет создавать структуры как с закрытой пористостью (изолированные поры), так и с открытой пористостью (взаимосвязанные поры) в зависимости от требуемых свойств, а также варьировать не только пористость, но и форму пор (сферические, вытянутые, неправильной формы).

Предложенные варианты портов для отведения лишних газов через сообщающиеся поры.

В содержании патента не упоминается конкретный способ очистки пор глушителя от нагара. Документ только описывает конструкцию монолитного глушителя с преднамеренно созданной пористостью, но не затрагивает вопросы его обслуживания или очистки. 

Зато мы знаем, что PTR рекомендует чистить глушитель каждые 1500 выстрелов с помощью специальных растворителей и ультразвуковых ванн. 1500 выстрелов - это довольно обычная рекомендация, так что, по всей видимости, они не загрязняются сильнее, чем классические глушители.

Конкретно PTR Vent применила технологию PIP следующим образом: дизайнеры оставили спереди намек на то, как расположены слои с сообщающимися порами

Поры маленьких треугольных каналов в центре сообщаются с порами больших. Поры больших, в свою очередь, сообщаются с расширительными полостями.

Полостей в глушителе две, каждая, соответственно, принимает по три канала. Одну из полостей можно увидеть, сняв заднюю крышку - в разделителе на стыке с корпусом видны три выемки, через которые и просачиваются пороховые газы из этик каналов.

Одна из выемок в шайбе задней расширительной полости

Кроме того, часть газов покидает глушитель через корпус, потому что он тоже пористый.

Что касается эффективности этой контрацепции, при стрельбе сверхзвуком 9х19мм лязг затвора громче звука выстрела. При стрельбе дозвуком - выстрела не слышно. Послушать можно с 7:50 в ролике Йена. 

Имеет ли смысл такое в армейке: сложно сказать. Учитывая реалии работы американских спецподразделений, они вполне могут себе позволить чистить такие глушители между заданиями. Простые вояки - им и со стандартными глушителями для М4А1 развлечений хватает, ибо они и стреляют больше. Но в целом производители взяли тренд на модераторы звука низкого давления - то есть, концептуально похожие на это изделие от PTR, просто менее замороченные: заставить выхлопные газы проделать как можно больший путь через туеву хучу сложных каналов, попутно часть отвести через порты в корпусе, тем самым уменьшив давление внутри изделия и, как следствие, количество свинцового дыма, которым дышит стрелок.

По материалам патента No .: US 11,435,155 B2 от 6 сентября 2022 года и ролика от Forgotten Weapons