«Наука и Техника» [журнал для перспективной молодежи], 2006 № 07 (7)

ПРЕСС-ЦЕНТР

Эта монструозная конструкция и есть первая в мире искусственная пищеварительная система

Британские ученые во главе с Мартином Уикхэмом из Института исследований пиши рассказали о том, что ими построен первый в мире аппарат, моделирующий человеческое пищеварение.

Это запатентованное устройство состоит из двух частей. Вверху располагается воронка, в которой смешиваются пищевые продукты и необходимые для пищеварения кислоты и энзимы. По мере развития в этой смеси химических реакций она переходит в затемненную емкость в нижней части аппарата.

Программное обеспечение, управляющее процессами “пищевом тракте", позволяет установить основные параметры, возможные гормональные реакции, а также возраст человека, который мог бы обладать таким пищеварением.

Аппарат Уикхэма умеет воспроизводить физические элементы пищеварения, в частности, мышечные сокращения тракта, которые "размалывают" пищу и перемешают ее внутри системы.

Машина настолько реалистична, что, может моделировать такие явления, как рвота.

На проект было истрачено порядка $1.8 миллиона. Около десяти компаний пищевой промышленности уже выразили заинтересованность в использовании этого аппарата для тестирования "удобоваримости" своей продукции.

Кстати, интерес к новинке проявляют не только предприниматели, но и ученые. Так, одна исследовательская группа хочет с помощью аппарата узнать, что происходит в пищевом тракте, когда дети проглатывают что-нибудь несъедобное, например, частицы почвы. Разумеется, раньше такого рода эксперимент провести было нереально, но теперь у исследователей есть такая возможность.

Красными точками на этом снимке обозначены места падения метеоритов, произошедших за период с ноября 2005-го по ноябрь этого года

Как сообщил Бил Кук, руководитель программы NASA мониторинга столкновений космических объектов с Луной, метеориты падают на Луну намного чаще, чем астрономы полагали совсем недавно.

К этому выводу Кука подтолкнули последние наблюдения двух столкновений метеоритов с лунной поверхностью, случившихся две недели назад во время прохождения метеорного потока Леонидов.

Как утверждает Билл Кук, за время мониторинга, продолжающегося всего год, он вместе с коллегами пронаблюдал 11 или 12 столкновений. "Это примерно в четыре раза больше, чем было предсказано нашей компьютерной моделью", — добавил астроном.

Комментируя некоторые из этих данных, ученый сказал, что зафиксированные во время прохождения Леонидов вспышки были вызваны метеоритами размером 5–8 сантиметров. “Энергия их столкновения с лунной поверхностью составляла 0,3–0,6 гигаджоулей, — сказал Кук. — Проще говоря, это эквивалент 75-150 килограммов тротила".

Интересное сравнение: аппарат SMART-1, разбившийся о Луну, ударился с энергией в 150 килограммов тротилового эквивалента. То есть ее значение такое же, что и при столкновении всего двух крошечных метеоритов. Но это не удивительно: как пояснил Кук, метеориты летят со скоростью порядка 65 километров в секунду и поэтому обладают высокой энергией.

Эти данные заставляют специалистов NASA серьезно задуматься об очевидных проблемах освоения Луны. К примеру. необходимо разобраться, насколько безопасен выход астронавтов во время метеоритного потока, какой толщины должна быть зашита для лунных космических кораблей, мест проживания и так далее.

Кроме того, ученым еще предстоит выяснить почему частота наблюдений так сильно расходится с теорией.

Этот телефон может сесть только после долгой работы в темноте

Телефон, который никогда не потребует зарядки, представила на своей выставке японская компания NTT DoCoMo. Эта очень компактная модель-раскладушка была показана японскими инженерами вместе с другими перспективными разработками в области сотовой связи на выставке в Токио.

Верхняя крышка аппарата оборудована небольшой солнечной панелью, благодаря которой владелец такой трубки будет беспокоиться лишь о балансе на своем счете, но не об уровне зарядки аккумулятора — пока есть свет, телефон будет оставаться на связи.

Никаких подробностей о новинке не известно, так же, как не сообщаются сроки ее запуска в серию.

Тут надо заметить, что в мире уже давно продаются различные карманные солнечные батареи, предназначенные для зарядки сотовых телефонов, плееров и КПК (вот лишь один из давних примеров такой батареи, а вот — “зарядная куртка"]. Однако на этот раз перед нами телефон, который сам оборудован такой солнечной панелью и не нуждается в зарядном устройстве вообще.

Создан механический насос на основе клеток сердца

Насос работал при нормальной температуре тела (37 градусов), получая энергию из раствора питательных веществ

Ученые построили механический насос, приводимый в движение живыми сердечными клетками. Это маленькое чудо создали Такехико Китамори из университета Токио и его коллеги из японского министерства науки и техники.

Основа насоса — полая полимерная сфера диаметром 5 миллиметров, с подходящими к ней тефлоновыми капиллярами диаметром 0,4 миллиметра. Сфера была покрыта слоем культивированных клеток сердечной мышцы крысы, которые обеспечили пульсирующие сокращения полой камеры.

Для работы насоса не требуется никаких батарей, зато нужны питательные вещества для клеток. Во время испытаний насос проработал непрерывно 6 дней.

Правда, пока в него не добавлены клапаны, так что направленного передвижения жидкости не получалось. Однако в дальнейшем в этом устройстве появятся микроскопические клапаны.

Исследователи говорят, что такие крошечные насосы, наполовину механические, наполовину биологические, когда-нибудь смогут обеспечить передвижение жидкости в миниатюрных биочипах (биологических анализаторах) или небольших медицинских имплантатах, способных порциями выдавать человеку лекарства.

Установлен мировой рекорд эффективности солнечной батареи

Батареи с мультисоединением — светлая перспектива солнечной энергетики

Сенсацию принес пресс-релиз американского министерства энергетики: новая солнечная батарея, созданная компанией Boeing-Spectrolab, установила мировой рекорд по КПА преобразования солнечного света в электричество.

Теперь наибольший КПА солнечных фотоэлектрических батарей равен 40,7 %!

Напомним, что у самых распространенных солнечных батарей КПА составляет 13–22 %.

В новой солнечной батарее использован так называемый феномен мультизоны или гетеропереход — это несколько тончайших слоев различных полупроводников, способных захватывать фотоны разных длин волн, а при взаимодействии друг с другом перекрывать более широкий спектр излучения, чем обычные солнечные батареи.

Как сказано в релизе, "это крупное достижение может привести к фотоэлектрическим системам ценой всего $3 за ватт, которые будут производить энергию по стоимости 8-10 центов за киловатт-час, что сделает солнечное электричество более конкурентоспособным".

Черную дыру застали за поеданием звезды

Три основных периода в жизни. Так в представлении художника массивная черная дыра слопала звезду

Астрономы впервые наблюдали в ультрафиолетовом диапазоне, как черная дыра съела звезду — в реальном времени, от начала и до конца. Редкие данные удалось получить американскому спутнику Galaxy Evolution Explorer — CALEX.

Орбитальный ультрафиолетовый телескоп CALEX уловил сначала мощную вспышку, а потом — медленно спадающее ультрафиолетовое излучение, которое генерируется падающим на черную дыру веществом от разорванной силами гравитации звезды.

Ранее такие события ученые наблюдали в виде вспышек рентгена, причем считанные разы, а теперь — в виде ультрафиолетовой вспышки.

“События этого типа происходят очень редко, и, таким образом, мы получили возможность изучить весь процесс с начала и до конца", — пояснил Суви Гезари из Калифорнийского технологического института, ведущий автор работы.

"Это поможет нам оценить число черных дыр во Вселенной и лучше понять, как они кормятся и растут в своих галактиках-хозяевах", — добавил другой автор исследования, Кристофер Мартин, тоже из Калифорнийского технологического.

Тут нужно пояснить, что речь идет о супермассивной черной дыре, живущей в центре галактики. В данном случае — галактики, расположенной на расстоянии 4 миллиардов световых лет от нас, в созвездии Волопаса. Масса черной дыры, только что съевшей на обед звезду, оценивается в десятки миллионов масс Солнца.

Сейчас эта дыра делает последние "глотки", а первая вспышка, сигнализировавшая о начале обеда, произошла пару лет назад. По космическим меркам — только что.

За эти два года ученые собрали массу данных (например — спектр излучения) о процессе поглощения звезды черной дырой. "Яркость и температура излучения, кривая вспышки превосходно согласуются с теоретическими предсказаниями для приливного разрушения звезды и обеспечивают самое сильное эмпирическое свидетельство такого события на данный момент", — пишут авторы исследования.

Предположительно, в центре каждой типичной галактики есть огромная черная дыра. Такой объект находится и в центре Млечного пути. По расчетам астрономов, раз в 10 тысяч лет какая-нибудь звезда подходит к этой черной дыре настолько близко, что погибает, будучи разорванной и поглощенной массивным монстром.

Пересмотрена теория возникновения Аппалачей

Земля примерно 420 миллионов лет назад. Вверху: прежняя версия. Внизу: новая версия

Исследования крупного скального обнажения в Мексике — Акатлан — выявили, что этот комплекс сформировался на дне океана и что он гораздо моложе, чем полагали геологи ранее. "Это изменит взгляд геологов на Мексику", — говорит автор работы Аамиан Нанс (Damian Nance) из университета Огайо (Ohio University), добавляя, что это открытие также бросает вызов общепринятой теории возникновения Аппалачей.

Ранее ученые думали, что 420 миллионов лет назад Земля имела два главных континентальных массива, разделенных большим пространством океана Рея. На юге лежала Гондвана, суперконтинент, состоящий из будущих Южной Америки, Африки, Индии, Австралии и Антарктиды. На севере — Лавразия, составленная из будущих Северной Америки, Гренландии, Европы и частей Азии.

Согласно общепринятому мнению, комплекс Акатлан был когда-то частью Гондваны, но приблизительно 500 миллионов лет назад откололся от суперконтинента и, наряду с несколькими другими кусками земли, дрейфовал к северу. блокировав существовавший тогда между континентами океан Япетус. Акатлан столкнулся с Северной Америкой и создал (как бульдозер) складки Аппалачей.

Новый анализ Акатлана показал, что он когда-то располагался на дне другого океана — Реи, а не Япетуса, так что Аппалачи сформировались на 120 миллионов лет позже, чем думали ученые до сих пор.

По новому сценарию, Акатлан оставался частью Гондваны, и весь суперконтинент в целом врезался в Северную Америку. Благодаря этому сформировался новый суперконтинент — Пангея, которая позже (225–200 миллионов лет назад) раскололась на существующие ныне континенты.

Генетически модифицированный хлопок может решить проблему голода

Это растение, выращенное в чашке Петри, может стать родоначальником культуры, способной накормить миллионы людей

Неожиданное решение проблемы нехватки пищи в бедных странах предложил доктор Кирти Ратор из Техасской экспериментальной агрономической станции. Он создал съедобный хлопок, выключив в нем определенный ген.

Семена хлопчатника могли бы стать источником богатой белками пиши для 500 миллионов человек, если бы не одно препятствие — эти семена очень ядовиты. Они содержат соединение госсипол — клеточный, сосудистый и нервно-паралитический яд.

Это неприятное обстоятельство и сумели устранить Ратор и его коллеги, вырастив хлопок, в семенах которого уровень содержания госсипола был снижен до безопасного предела, позволяющего употреблять эти семена в пищу.

Интересно, что госсипол содержится во всех наземных частях хлопкового растения. Ратор подчеркнул: красота проекта состоит в том, что содержание госсипола было уменьшено только в семенах, где содержится много белка, но не в остальной части растения, где этот ядовитый состав служит защитой против насекомых и помогает хлопку противостоять болезням.

"Очень немногие знают, что на каждый фунт хлопкового волокна это растение производит 1,6 фунта семян, — говорит Ратор. — В мире производится 44 миллиона тонн семян хлопчатника ежегодно. А они содержат приблизительно 22 % белка, и это — очень высококачественный белок". Таким образом, получается, что хлопковая отрасль могла бы поставлять на стол человечеству примерно 10 миллионов тонн белка в год.

Несколько десятилетий назад ученые из Калифорнии и Техаса создали модификацию хлопка, вообще не содержащую госсипола. Но эти растения никого не заинтересовали — они оказались восхитительным лакомством для вредителей.

Хотя на дальнейшие испытания и развитие коммерческой версии нового типа хлопка потребуются годы, он может совершить настоящий прорыв в сельском хозяйстве.

Биологи создали настоящую пшеницу

Пшеница обеспечивает приблизительно 20 % всех калорий, потребляемых человечеством

Пшеница до "приручения" ее человеком содержала в своих зернах заметно больше питательных веществ. Такую пшеницу теперь можно вернуть на поля благодаря генетическому исследованию, проведенному Хорхе Аубковски из университета Калифорнии в Дэвисе и его коллегами из министерства агропромышленности США и университета Хайфы.

Аубковски идентифицировал ген, который контролирует содержание в зерне белка, цинка и железа. Ученый объясняет, что этот ген в процессе окультуривания пшеницы, увы. перестал функционировать. Однако его правильная, работающая версия, как установил исследователь, сохранилась в родственнике культурной пшеницы — дикой двузернянке или диком эммере.

Используя обычные методы размножения растений. Дубковски сумел перенести этот ген в культивируемые разновидности пшеницы и утверждает, что такую улучшенную пшеницу можно успешно выращивать.

По данным Всемирной организации здравоохранения, примерно 2 миллиарда человек испытывают дефицит цинка и железа в рационе, а свыше 160 миллионов детей в возрасте до 5 лет — недостаток в белковой пище.

Остроту и той, и другой проблемы могла бы снизить "содержательная" пшеница, выращиваемая либо в бедных странах, либо в развитых — специально для поставок в качестве гуманитарной помощи. При этом ведущий автор работы говорит, что новая пшеница, конечно, не решит проблему голода в мире, но является "шагом в правильном направлении".

Вкус новой пшеницы по сравнению с привычной нам не изменился, а вот содержание белков и микроэлементов в зерне выросло на 10–15 %. А поскольку в создании новой разновидности пшеницы использовалась не генная инженерия, а лишь скрещивание. Хорхе считает, что его детище скорее будет принято обществом.

Интеллектуальная поддержка:

Национальный Аэрокосмический Университет им. Н.Е. Жуковского (ХАИ)

* * *

На 1-й странице обложки: 50-и пушечный Леандер (Leander) в битве при Абукире.

На 2-й странице обложки: Истребитель Мираж IIICJ ВВС Израиля.

На 3-й странице обложки: Бомбардировщики ВВС РККА 1930–1938 г. г. Художник Поляков А.В.

На 4-й странице обложки: Бомбардировщик ДБ-А, СССР 1938 г. Художник Игнатий А.Ф.

Цветная вставка, 1 стр.: Ордена Российской империи.

Цветная вставка, 2–3 стр.: Линейный корабль “Royal Louis” (Франция). Художник Поляков А.В.

Цветная вставка, 4 стр.: Ордена Российской империи.

* * *

_{Журнал «Наука и техника» зарегистрирован Государственным Комитетом телевидения и радиовещания Украины (Св-во КВ № 10947 3.02.2006)}

_{УЧРЕДИТЕЛЬ — Поляков А.В., издатель ООО “Беркут+”}

_{ГЛАВНЫЙ РЕДАКТОР — Павленко С.Б.}

_{Заместитель главного редактора — Барчук С.В.}

_{Редакционная коллегия: Павленко С.Б., Поляков А.В., Кладов И.И., Барчук С.В., Мороз С.Г., Игнатьев Н.И.}

_{Мнение редакции может не совпадать с мнением автора.}

_{В журнале могут быть использованы материалы из сети Интернет.}

_{Приглашаем к сотрудничеству авторов статей, распространителей, рекламодателей.}

_{Редакция приносит извинения за возможные опечатки и ошибки в тексте или в верстке журнала.}

_{Журнал можно приобрести или оформить редакционную подписку, обратившись в редакцию.}

_{Адрес редакции: г. Харьков, ул. Плехановская, 18, оф. 502. тел. (057)7177-540, 7177-542}

_{Адрес электронной почты: samson@kharkov.ua. Адрес для писем: 61140, г. Харьков, а/я 206.}

_{Адрес в сети Интернет: www.nauka-tehnika.com.ua}

_{Формат 60x90-1/8. Бумага офсетная. Печать офсетная. Усл. печ. лист 9. Зак. № 462 Тир. 5200. Типография ООО «Беркут+». г. Харьков, ул. Плехановская, 18, оф. 501, т. (057)7-543-577, 7-177-541 «Наука и техника», 2006. № 7 с. 1–72}