Новости
Ученые из ИФХЭ РАН и МГУ под руководством Ольги Виноградовой поняли, как «полосатая» гидрофобность.. Печать
(0 голосов)
Последние новости
11.10.2018 г.
 
 Ученые из ИФХЭ РАН и МГУ под руководством Ольги Виноградовой поняли, как «полосатая» гидрофобность меняет течение жидкости
 
Ученые из ИФХЭ РАН и МГУ под руководством Ольги Виноградовой поняли, как «полосатая» гидрофобность меняет течение жидкости
 

Теоретики из ИФХЭ РАН и МГУ выявили уникальные характеристики супергидрофобных поверхностей, благодаря которым удается управлять движением жидкости в микроканалах и многократно усиливать эффективность течений. Ученые под руководством Ольги Виноградовой выяснили, что уникальные характеристики супергидрофобных поверхностей, благодаря которым удается управлять движением жидкости в микроканалах и многократно усиливать эффективность течений в них, можно описать при помощи нескольких простых геометрических параметров. Статья, в которой описывается поведение жидкости вблизи «полосатых» супергидрофобных текстур, опубликована в журнале Physical Review Fluids.

Sample image

Например, вода не смачивает лист лотоса, а на специальных текстурированных материалах даже в сложных погодных условиях не скапливаются ни лед, ни снег, ни различные загрязнения.

Кроме того, интересными являются их «смазочные» характеристики. Изготовленные из таких материалов поверхности становятся очень скользкими.

Дело в том, что супергидрофобные текстуры захватывают пузырьки газа, образуя газовую «подушку», по которой и скользит жидкость.

Физики показали, что для канавок любой формы скольжение воды оказывается максимальным и от глубины канавок не зависит. При этом, если канавки текстуры сделать мелкими, скольжение будет определяться лишь их глубиной. Вдоль газовых «полосок» вода всегда скользит намного сильнее, чем поперек их.

На основании этих данных ученые сформулировали ключевые принципы, определяющие поведение жидкости вблизи «полосатых» поверхностей.

Оказалось, что, изменяя форму и геометрические параметры текстур: глубину, ширину и форму канавок, углы наклона и поворота стенок — можно управлять движением жидкости и даже помещенных в нее частиц.

Источник: Индикатор

 
Ученые обнаружили пути проникновения вирусов гриппа и ВИЧ в организм Печать
(0 голосов)
Последние новости
11.10.2018 г.

Ученые ИФХЭ РАН, НИТУ МИСиС, МФТИ и ряда других российских научных организаций изучили и описали биофизические принципы, на которых основан механизм проникновения вирусов гриппа и иммунодефицита человека в клетки организма. Авторы создали теоретическую модель, с помощью которой удалось получить новые знания о способах защиты клеток от вирусов. Эти знания могут послужить отправной точкой к созданию нового поколения средств лечения гриппа, СПИДа и ряда других вирусных заболеваний.

Ученые обнаружили пути проникновения вирусов гриппа и ВИЧ в организм

Вирусы гриппа, иммунодефицита человека, герпеса, гепатита, лихорадки Эбола и многих других опасных заболеваний поражают организм, проникая внутрь его живых клеток путем слияния вирусной оболочки с мембраной клетки. Делают они это при помощи так называемых белков слияния. Вирусы забрасывают эти белки в клетку, как крюки на веревке, за которые потом подтаскивают себя к ней, подобно пиратам при абордаже.

Благодаря такому необычному механизму проникновения процесс вирусного инфицирования клетки зачастую зависит от свойств липидной мембраны клетки, в частности, от ее механической упругости. Выясняется, что чем более затруднен процесс деформации клеточной мембраны вирусными белками, тем меньше вероятность того, что клетка будет инфицирована.

Sample imageАвторы проведенного цикла исследований разработали теоретическую модель, предсказывающую энергетические затраты, которые необходимо преодолеть вирусным белкам для слияния собственной мембраны с мембраной «жертвы». Кроме того, наблюдая за изменениями энергии этого процесса, физики обнаружили несколько альтернативных сценариев вирусной атаки: в каких-то случаях вирус побеждает клетку и встраивается в нее, вызывая заболевание. Но иногда возникает и особое тупиковое состояние, из которого вирус не может выйти, и тогда атака прекращается.

— Нас вдохновили эксперименты по исследованию вирусного слияния методами криоэлектронной микроскопии (изучение образца под микроскопом в условиях низкой температуры, обычно в жидком азоте), — рассказал «Известиям» один из авторов работ, старший научный сотрудник кафедры теоретической физики и квантовых технологий НИТУ МИСиС Тимур Галимзянов. — Нам удалось обнаружить внутри клеток необычные структуры, не предсказанные ни одной из существующих теоретических моделей слияния мембран. На основании этих результатов мы предложили свою модифицированную модель слияния и показали, что обнаруженные нами структуры являются тупиковыми, то есть противодействуют слиянию вируса с клеткой. В конечном счете мы рассчитали, как структура вирусных белков слияния влияет на выбор пути этого процесса: успешным он окажется или тупиковым.

В работе показано, что если удастся каким-либо биохимическим способом повысить упругость клеточной мембраны (на ее механические свойства влияет, например, количество холестерина в организме), то это затруднит проникновение вируса в клетку и, следовательно, предотвратит болезнь или затормозит ее развитие.

Другое обнаруженное физиками и химиками направление фармакологического поиска — мелкие уплотнения внутри клеточной мембраны, так называемые рафты («плоты»). Ученые показали, что рафты способствуют проникновению вируса в клетку, и, следовательно, их количество влияет на риск возникновения и развития заболевания. Таким образом, препарат, с помощью которого можно снизить плотность рафтов, станет новым лекарством от гриппа или ВИЧ.

— Мы нашли новые мишени для будущих фармпрепаратов, — рассказал «Известиям» заместитель директора Института физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина Российской академии наук (ИФХЭ РАН) Олег Батищев, руководитель научной группы, проводившей исследование. — Если раньше медицинская наука, например, в том, что касается ВИЧ, концентрировалась на стадии репликации генетического материала, то есть боролась с размножением вируса внутри клетки, то теперь можно начинать искать, чем остановить вирус до того, как он проник в клетку. По крайней мере мы показали, где искать.

Цикл из трех статей с результатами новых исследований российских ученых опубликован в специальном выпуске научного журнала International Journal of Molecular Sciences.

Источник: IZ.RU – информационный портал газеты Известия

 
Курс “Анализ геномных данных”, Москва, 2 – 11 июля 2012 Печать
(5 голосов)
Последние новости
17.04.2012 г.
Уважаемые коллеги,

Со 2 по 11 июля 2012 года Учебный центр Института биологии гена РАН организует практический десятидневный курс по статистическому анализу геномных данных. Целью данного мероприятия является быстрое приобретение практических компетенций в области методов анализа геномных данных математиками, биоинформатиками и практическими специалистами, занимающимися исследованиями в наиболее актуальных областях современной биологии и медицины. Образование, полученное во время прохождения курса, позволит им в будущем самостоятельно ставить и решать широкий спектр задач, требующих применения геномного анализа.

Инструкторами и лекторами российского курса будут ученые, регулярно проводящие данный курс в Лаборатории Колд Спринг Харбор (CSHL, сайт Лаборатории http://www.cshl.edu/). Они будут проводить данный курс в полном соответствии с объемом американских курсов, по методическим материалам CSHL. Рабочий язык – английский. Необходимо отметить, что данный курс является наиболее успешным и востребованным среди 33 краткосрочных (1 – 3 недели) практико ориентированных курсов Лаборатории (более подробную информацию можно найти по ссылке http://meetings.cshl.edu/courses.html).

Курс будет организован на базе подмосковного образовательного центра при поддержке ОАО РОСНАНО, СколковоТеха и Минздравсоцразвития. В прилагаемом файле (на английском языке) содержится более подробная информация о курсе. Исследователи, подавшие заявку на участие в курсе, будут отобраны на конкурсной основе.

 
Впервые получено изображение атомов, движущихся в молекуле Печать
(5 голосов)
Последние новости
12.03.2012 г.

Image Исследователи из Университетов Огайо и Канзаса впервые смогли получить изображения атомов, движущихся в молекуле.

С помощью ультрабыстрого лазера исследователи выбивали электрон из молекулы и регистрировали дифракционную картину, возникающую при рассеивании электрона в объеме молекулы. На изображении можно увидеть все изменения, которым подвергается молекуле в период между лазерными импульсами, время между импульсами составляло 10–15 с. Движение атомов визуализировано по величине возрастания углового момента – от темно-синего до розового, розовым цветом обозначена область самого большого по величине углового момента. (Рисунок из Nature, 2012 483, 194)

С помощью ультрабыстрого лазера исследователи выбивали электрон с молекулярной орбитали и регистрировали дифракционную картину, возникающую при рассеивании электрона в объеме молекулы и возвращении электрона на свой уровень. Руководитель исследования, Луи ДиМауро (Louis DiMauro) из Университета Огайо заявляет, что использованный при выполнении исследования подход представляет собой не только первый шаг в наблюдении за протеканием химических реакций, но и к контролю за протеканием химических реакций на атомном уровне.
 
Наблюдение за распределением зарядов в молекуле Печать
(3 голосов)
Последние новости
12.03.2012 г.
Image Исследователи из Швейцарии впервые с помощью экспериментов смогли визуализировать распределение зарядов отдельной молекуле. Предполагается, что результаты работы могут привести к разработке электронных устройств, состоящих из отдельных молекул.
 
Распределение положительного и отрицательных зарядов, определенное с помощью Метода Зонда Кельвина и рассчитанное теоретически. (Рисунок из Nat. Nanotechnol., 2012, DOI: 10.1038/nnano.2012.20)

Группа Фабиана Мона (Fabian Mohn) известна своими исследованиями в области электронной и атомной микроскопии. До настоящего времени исследователи использовали атомную силовую микроскопию для изучения положения отдельных атомов в молекуле и измерения зарядов, локализованных на отдельных атомов, попутно применяя сканирующую туннельную микроскопию для наблюдения за молекулярными орбиталями. Новое исследование посвящено применению нового типа методов с высоким разрешением – сканирующего зонда Кельвина [Kelvin scanning probe microscopy (KSPM)] для изучения распределения зарядов в отдельной органической молекуле – нафталоцианине.

 
Простой способ разделения углеродных нанотрубок Печать
(3 голосов)
Последние новости
22.01.2012 г.

Image Существуют одностенные углеродные нанотрубки [single-walled carbon nanotubes (SWCNT)] с металлическим и полупроводниковым типом проводимости, однако для использования этих систем на практике зачастую требуются либо металлические либо полупроводниковые нанотрубки, что, очевидно, обуславливает актуальность разработки процесса их разделения.

Рисунок из ACS Nano, 2012; DOI: 10.1021/nn2041494

Существовавшие до настоящего времени методы разделения нанотрубок могут приводить к их разрушению, в ряде случаев с помощью такого метода можно получать лишь микрограммовые количества чистых наносистем. Оба эти обстоятельства значительно увеличивают стоимость очистки нанотрубок.

Мило Шэффер (Milo Shaffer) из Имперского Колледжа Лондона отмечает, что хотя и существует возможность приобретения углеродных чистых нанотрубок либо с металлическими либо с полупроводниковыми свойствами, однако стоимость таких препаратов составляет миллиарды за килограмм, поэтому существующие методы разделения до сих пор не коммерциализованы.
 
Созданы эффективные гибкие органические светодиоды Печать
(6 голосов)
Последние новости
09.11.2011 г.

ImageИсследователи из Канады создали органические светоизлучающие диоды (ОСИД), размещенные на гибких полимерных подложках, сохраняющие высокую эффективность своих негибких аналогов. Результаты работы могут стать базой для качественного скачка в создании гибких дисплеев.

a – схема устройства ОСИД, размещенного на дешевой гибкой полимерной подложке и снабженного металлическими электродами; b схематическая диаграмма энергетических уровней оптимизированной конструкции ОСИД; c фотография работающего ОСИД с большой рабочей площадью (50 мм × 50 мм). (Рисунок из Nat. Photonics, DOI: 10.1038/nphoton.2011.259)

Органические светоизлучающие диоды отличаются рядом преимуществ по сравнению со своими неорганическими аналогами. Например, в отличие от обычных светоизлучающих диодов, органические светоизлучающие диоды не содержат токсичных тяжелых элементов, например – мышьяка, применение которых в электронике на законодательном уровне ограничено или запрещено в ряде стран. Другие преимущество органических светоизлучающих диодов – их аморфность, позволяющая придавать им различную форму. Наиболее перспективно нанесение органических светоизлучающих диодов на гибкую полимерную подложку – такой подход может оказаться полезным для создания компьютерных дисплеев, которые можно свернуть в рулон или светоизлучающих обоев.
 
Как разработать эффективные металлокаркасные структуры Печать
(4 голосов)
Последние новости
09.11.2011 г.

ImageСотрудничество специалистов по теоретической и синтетической химии позволило прийти к новому пониманию природы металлоорганических каркасных структур [metal-organic frameworks (MOFs)] и разработать новые многообещающие соединения для хранения метана.

Компьютерная программа подвергла скринингу 140000 металлоорганических каркасных структур и выбрала наиболее эффективные системы для хранения метана. (Рисунок из Nat. Chem., 2011, DOI: 10.1038/nchem.1192)

 

Металлоорганические каркасные структуры представляют собой пористые материалы, получающиеся из различных структурных блоков, что и объясняет их структурное многообразие. И, хотя это структурное разнообразие позволяет использовать металлоорганические каркасные структуры во многих областях, включая хранение метана в топливных баках, это же разнообразие приводит к тому, что часто найти оптимальную каркасную структуру бывает не легче, чем найти иголку в стогу сена.

 
Светоизлучающие диоды из нитрида галлия на стекле Печать
(3 голосов)
Последние новости
18.10.2011 г.

ImageИсследователи из Кореи смогли вырастить кристаллический нитрид галлия (GaN) на поверхности аморфного стекла.

Полученные результаты и разработанный метод выращивания таких кристаллов может привести к разработке масштабируемых методов получения полупроводниковых устройств, которые не нужно будет выращивать на кремниевых или сапфировых пластинках.

Тонкие слои титана (на схеме обозначены голубым цветом), низкотемпературного GaN (на схеме обозначены зеленым цветом) и оксида кремния (на схеме обозначены оранжевым цветом) превращают стеклянную пластину в идеальную подложку для выращивания светоизлучающих диодов на основе GaN. (Рисунок из Nat. Photon., 2011, DOI: 10.1038/nphoton.2011.253)

Для создания кристаллической матрицы, обеспечивающей рост нитрида галлия, в новой методике используется тонкий слой металлического титана, а также слой диоксида кремния, перфорированного небольшими отверстиями, обеспечивающими контроль формы и ориентации растущих кристаллов GaN. Один из авторов работы, Юн Хи Чой (Jun Hee Choi) подчеркивает, что такие сложности необходимы для создания работающего с максимальной эффективностью светоизлучающего диода.

 
Новые металлгидридные кластеры для хранения водорода Печать
(4 голосов)
Последние новости
02.10.2011 г.

ImageИсследователи из японского Институт физико-химических исследований RIKEN впервые получили и изучили новый класс гетерометаллических соединений, уникальные свойства которых могут оказаться важными для прорыва в разработке удобных технологий топливных ячеек.

Новые кластерные структуры представляют собой ранее неизвестные комбинации редкоземельных и переходных металлов, идеально подходящих для компактного хранения водорода.

Обратимое присоединение и высвобождение водорода из полигидридных гетерометаллических кластеров (сверху). Изменение структуры гидридного кластера при этом напоминает движение пантографа-токоприемника трамвая или электропоезда (снизу). (Рисунок из Nature Chemistry, 2011; DOI: 10.1038/NCHEM.1147)

Наиболее распространенный во Вселенной элемент – водород – рассматривается как источник чистой и возобновляемой энергии, единственным сопутствующим продуктом при выделении которой является вода, что позволяет избежать многих опасностей для окружающей среды, связанных с существующими основными методами получения энергии. Однако переходу к водородной энергетике существенно препятствуют проблемы, связанные с хранением и транспортировкой водорода.
 
Новые устройства памяти на основе графена Печать
(3 голосов)
Последние новости
11.09.2011 г.

ImageНа основе графена создан новый материал для флеш-памяти, этот материал демонстрирует значительное преимущество перед существующими материалами для накопителей памяти. Предварительные испытания показали, что он не только почти вдвое превосходит системы, взятые в качестве общепринятых стандартов, в энергоэффективности, но и может хранить вдвое больший объем информации.

За десятилетний период новые структуры потеряют лишь 8% хранящейся в них информации. (Рисунок из ACS Nano, 2011, DOI: 10.1021/nn201809k)

С момента получения первых образцов графена о нем говорили, как о материале, в будущем способном заменить кремнийсодержащие полупроводники в электронных устройствах. В сравнении с классическими полупроводниковыми устройствами электроника из графена должна отличаться меньшей стоимостью, большей надежностью и эффективностью.

Работа флеш-памяти основана на том, что крошечные ячейки сохраняют информацию в виде двоичного кода. Информация с каждой из ячеек может быть считана либо как единица, либо как ноль в зависимости от того, содержится в этой ячейке электрический заряд или нет. Графен представляет собой многообещающий материал для флеш-памяти благодаря своей способности хранения электронов, обусловленной достаточным сближением своих энергетических уровней.

 
<< [Первая] < [Предыдущая] 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 [Следующая] > [Последняя] >>

Результаты 1 - 11 из 235