Край Будущего

Исследователи разработали лазерный метод синтеза платиновых коллоидосом (Pt Cs) размером менее 100 нм из ультрамалых наночастиц Pt (≤5 нм), обладающих широкополосным поглощением от видимого до ближнего инфракрасного диапазона. В отличие от золотых или серебряных наночастиц, Pt-наночастицы обычно слабо генерируют горячие носители при фотовозбуждении, но уникальная структура d-электронов платины обеспечивает высокую плотность состояний около энергии Ферми, что усиливает фотокаталитическую активность.

Для создания устойчивой конструкции использовали лазерно-синтезированные наночастицы Mn₃O₄ с большим числом границ зерен в качестве каркаса для равномерного закрепления Pt-наночастиц. Такая архитектура способствует эффективной генерации горячих электронов даже при низкоэнергетическом инфракрасном излучении, что подтверждено моделированием методом конечно-разностного моделирования во временной области (FDTD).

Эксперименты показали, что инфракрасное фотовозбуждение Pt Cs значительно повышает активность ферментов каталазы (CAT) и оксидазы (OXD), а также усиливает их самокаскадную каталитическую функцию. Исследование опубликовано в Angewandte Chemie. Работа выполнена под руководством профессора Дж. Лян Чанхао из Института физических наук Хэфэй Китайской академии наук совместно с учёными из Университета Падуи и Шанхайского университета Цзяо Тонг.

В опытах на животных Pt Cs продемонстрировали высокую эффективность против опухолей, чувствительных к инфракрасному излучению, а также позволили отслеживать распределение в организме с помощью МРТ. Эти результаты подчёркивают потенциал Pt Cs для эффективной фотокаталитической терапии рака с использованием ближнего инфракрасного света.

В новой статье, опубликованной в журнале Nature Astronomy и подготовленной профессором Йоркского университета Шарлем-Эдуардом Букаре, представлена простая теоретическая модель эволюции внутренней атмосферы горячих скалистых экзопланет — так называемых «лавовых планет».

«Лавовые планеты обладают экстремальными орбитальными характеристиками, из-за чего знания о каменистых планетах Солнечной системы неприменимы напрямую, и это затрудняет прогнозы при их наблюдении», — отмечает Букаре, доцент кафедры физики и астрономии Йоркского университета.

Разработанная модель предлагает концептуальную основу для понимания их эволюции, включая внутреннюю динамику и химические изменения. Хотя процессы на лавовых планетах протекают в более экстремальных условиях, они сходны с теми, что формируют скалистые планеты в нашей системе.

Лавовые планеты — это миры размером от Земли до сверхземель, вращающиеся очень близко к своим звездам с периодом менее суток. Как и Луна, они находятся в приливном захвате, постоянно обращая к звезде одну сторону. Их дневные поверхности достигают таких температур, что силикатные породы плавятся и испаряются, создавая уникальные условия, не встречающиеся в Солнечной системе. Благодаря короткому периоду обращения эти экзопланеты легко наблюдать, что открывает новые возможности для изучения фундаментальных процессов планетной эволюции.

Исследование объединяет геофизическую механику жидкостей, атмосферную физику и минералогию, чтобы изучить, как химический состав лавовых планет меняется в процессе, напоминающем дистилляцию. При плавлении и испарении горных пород элементы — магний, железо, кремний, кислород, натрий и калий — распределяются между паровой, жидкой и твердой фазами по-разному. Уникальная орбитальная конфигурация лавовых планет поддерживает равновесие между этими фазами на протяжении миллиардов лет, стимулируя долгосрочную химическую эволюцию.

Статья «Роль внутренней динамики и дифференциации на поверхности и атмосфере лавовых планет» написана в соавторстве с учеными из Университета Сент-Эндрюс, Университета Макгилла, Университета Ватерлоо, Университета Сите-Париж и другими.

С помощью численного моделирования команда выделила два возможных конечных состояния лавовых планет:

1. Полностью расплавленная внутренняя часть (вероятно, молодые планеты), при которой атмосфера отражает основной состав планеты, а тепловой перенос внутри расплавленного ядра поддерживает тёплую и динамичную темную сторону.

2. В основном твердая внутренняя часть (вероятно, более старые планеты), с неглубоким лавовым океаном на дневной стороне и снижением содержания натрия, калия и железа в атмосфере.

Букаре отмечает, что исследование начиналось как поисковое с низкими ожиданиями, основанное на новом подходе к моделированию расплавленных скалистых планет, разработанном совместно с коллегами из Института физики земного шара в Париже и опубликованном ранее в Nature.

Результаты работы способствовали выделению 100 часов наблюдений на космическом телескопе Джеймса Уэбба (JWST) — самой совершенной инфракрасной обсерватории с 6,5-метровым сегментированным зеркалом и сверхчувствительными приборами. Предстоящие наблюдения под руководством одного из соавторов позволят проверить теоретическую модель.

«Мы надеемся наблюдать и различать молодые и старые лавовые планеты. Это станет важным шагом в развитии представлений об экзопланетах», — заключает Букаре.

У крыс капсула доставляла мРНК интерлейкина-10 (IL-10), что повышало уровень белка IL-10 в крови и ткани толстой кишки, снижая воспаление при колите, вызванном декстраном сульфатом натрия. Токсичность не выявлялась, а уровни воспалительных цитокинов оставались низкими.

На модели свиней RNACap обеспечивал экспрессию мРНК в кишечнике в течение 8,5 часов, подтверждая потенциал применения у человека.

Авторы отмечают, что RNACap — перспективная платформа для пероральной доставки мРНК-терапевтических средств при заболеваниях кишечника и других состояниях. Использование жидких препаратов исключает необходимость лиофилизации — сложного и дорогостоящего процесса сушки, что облегчает масштабное распространение и повышает эффективность мРНК.

Публикация взята с сайта: https://www.science.org/doi/10.1126/scitranslmed.adu1493

Сотрудничество всегда было ключевым элементом космических исследований, объединяя специалистов из разных областей для достижения общих целей. Одной из важнейших задач современного освоения космоса является долгосрочное заселение Луны. Однако для успешной реализации этой цели инженерам и астронавтам предстоит решить одну из самых сложных проблем — борьбу с лунной пылью.

Лунная пыль значительно отличается от земной: она острая, заряжена электростатически и прилипает к различным поверхностям, включая биологические ткани, такие как легкие, а также к гладким материалам, например стеклу. Для решения этой проблемы несколько исследовательских групп работают над эффективными методами защиты. В Университете Центральной Флориды (UCF) создана совместная команда, которая разрабатывает, тестирует и моделирует специальное покрытие, способное облегчить удаление лунной пыли и защитить оборудование и приборы.

Проект включает четыре специализированные группы, каждая из которых отвечает за определённый этап разработки. Основная цель — создание пассивного покрытия, которое можно наносить на датчики, механизмы и другие поверхности, чтобы предотвратить прилипание пыли или обеспечить её лёгкое удаление с помощью струи воздуха или лёгкого встряхивания, без повреждения покрытия.

Разработкой покрытия руководит доктор Лей Чжай из Центра научных технологий UCF. Покрытие должно эффективно отталкивать пыль как физически, так и электростатически, используя при этом уникальные условия Луны, такие как солнечный ветер и высокий уровень радиации, которые отсутствуют на Земле.

Поскольку радиация является важным фактором в космических технологиях, команда проводит испытания покрытия в условиях, имитирующих лунную среду. Для этого используется вакуумная камера с источниками излучения под руководством доктора Эдриенн Дав, заведующей кафедрой физики UCF и эксперта по физике лунной пыли. В камере покрытие подвергается радиационному воздействию и обработке имитатором лунного реголита, что позволяет оценить его устойчивость к экстремальным условиям.

Для анализа состояния покрытия до и после испытаний применяется атомно-силовой микроскоп (АСМ), которым управляет группа доктора Лорен Тетард. АСМ позволяет исследовать изменения на наноуровне, выявляя возможные повреждения покрытия и остатки пыли, что помогает совершенствовать материал.

Моделированием взаимодействия покрытия с частицами пыли занимается профессор машиностроения доктор Тарек Элгохари. Его работы позволяют предсказывать поведение покрытия в различных условиях, выявлять потенциальные слабые места и разрабатывать меры для повышения надежности.

Борьба с лунной пылью только начинается, но благодаря междисциплинарному сотрудничеству и инновационным подходам она будет успешно развиваться, способствуя успешному освоению Луны и дальнейшим космическим миссиям.

Электрический самолет вертикального взлета и посадки (СВВП) VX4 компании Vertical Aerospace успешно преодолел 27 километров пути от аэропорта Котсуолд до базы ВВС Фэрфорд в Англии. Этот полет стал первым в истории случаем, когда полноразмерный пилотируемый электрический СВВП выполнил перелет в общественном воздушном пространстве между аэропортами.

Созданный бристольской компанией Vertical Aerospace, VX4 представляет собой четырехместный летательный аппарат, предназначенный как для гражданского, так и для военного использования. Перелет на высоте 540 метров при крейсерской скорости 185 километров в час получил одобрение Управления гражданской авиации Великобритании и продемонстрировал возможность интеграции VX4 в стандартные аэропортовые системы.

Полностью электрическая версия VX4 способна преодолевать расстояния до 160 километров, что идеально подходит для коротких городских маршрутов. Гибридная версия, испытания которой планируется начать в 2026 году, сможет преодолевать дистанции свыше 1600 километров. Аппарат способен перевозить полезную нагрузку весом до 1100 килограммов, включая пассажиров или военное оборудование.

Полет из Котсуолда в Фэрфорд подтвердил способность VX4 работать в рамках существующих систем управления воздушным движением, что является важным шагом на пути к коммерческой сертификации самолета, запланированной на 2028 год.

Китайская академия наук (CAS) представила модель искусственного интеллекта ScienceOne на Всемирной конференции по ИИ 2025 года, сделав важный шаг в развитии научных инноваций. Эта модель способна анализировать сложные научные данные — от волновых форм и спектров до полей — и объединяет функции извлечения информации из литературы, логического вывода и управления вычислительными инструментами.

ScienceOne создана совместно двенадцатью институтами CAS и основана на китайских открытых базовых моделях с глубокой научной адаптацией. Она включает специализированные инструменты, такие как AlphaFold и MatterGen, и охватывает ключевые принципы в математике, физике, химии, астрономии, науках о Земле и биологии. Модель демонстрирует высокую эффективность в решении задач из различных областей и превосходит существующие системы в использовании научных инструментов и логических расчетах.

На базе ScienceOne разработаны два научных агента: первый помогает анализировать статьи, писать обзоры и оценивать исследования, имея доступ к 170 миллионам публикаций и актуальным данным; второй автоматизирует работу более 300 вычислительных программ, самостоятельно планируя исследования и выбирая оптимальные инструменты. Благодаря этим агентам значительные исследовательские задачи, ранее занимавшие дни, теперь выполняются за минуты.

ScienceOne уже применяется в разных сферах: на платформе X-Cell для определения биологических мишеней, в моделировании частиц на Пекинском электрон-позитронном коллайдере, прогнозировании молекулярных структур, координации телескопов и проектировании высокоскоростных железнодорожных систем. Эта платформа открывает новые возможности для ускорения научных открытий и интеграции ИИ в фундаментальные исследования.