Жизненный клад: лунная пыль и муравьиные половые паразиты

Российские материаловеды создали новый сплав для авиации будущего, а разработчики космических приборов придумали аппараты для изучения лунной пыли. Вместе с тем энергетики разработали жидкость с наноалмазами, которая быстро превращает энергию света в тепло. Помимо этого, совместная российско-китайская экспедиция нашла самые глубокие колонии морских организмов, а французские ученые обнаружили муравьев, которые «нарушают» законы природы. Их самки производят на свет не один, а два вида насекомых. Об этих и других событиях из мира науки — в еженедельной подборке «Известий».

Наноалмазы помогут получать тепло без вредных выбросов

Коллектор для нагрева воды с помощью света на основе жидкости с наноалмазами создали российские ученые. В работе приняли участие специалисты из НИУ «Московский энергетический институт» и ООО «НПК «Наносистемы» (Ростов-на-Дону)

Специалисты объяснили, что наноалмазы синтезировали в водной среде из частиц измельченного графита. На жидкость воздействовали ультразвуком и микроволнами, что привело к образованию микропузырьков. При их схлопывании (кавитации) возникают экстремальные условия — температура до +5000 градусов и давление до 1 тыс. атмосфер. Под действием этих факторов частицы графита и преобразуются в наноалмазы.

Исследователи экспериментально определили, что их оптимальная концентрация в воде составляет 0,25%. При этом соотношении энергия света преобразуется в тепло с эффективностью 87,2%.

— Разработка поможет повысить эффективность солнечных тепловых установок. Она позволяет быстрее и полнее аналогов преобразовывать свет в тепло, что означает получение больших объемов горячей воды и тепла при меньших затратах. Такая технология особенно полезна для домов, предприятий и поселков в удаленных районах, где доступ к централизованным источникам энергии ограничен или отсутствует, — рассказала ведущий научный сотрудник НИУ «МЭИ» Инна Михайлова.

По словам ученого, внедрение решения будет способствовать снижению зависимости от ископаемого топлива и сокращению выбросов парниковых газов.

Новый сплав позволит использовать лом для строительства самолетов

Ученые из НИТУ МИСИС создали сплав нового поколения для авиации и космонавтики. Об этом рассказали в пресс-службе Минобрнауки РФ. Сплав состоит из четырех компонентов: алюминия, железа, кальция и меди. Его особенность в том, что влияние вредных примесей в нем подавлено за счет полезных добавок.

— Железо — неизбежный компонент в алюминиевых сплавах. Этот элемент образует острые, игольчатые кристаллы, которые делают металл хрупким. Добавление кальция формирует особую эвтектическую фазу и обеспечивает устойчивую структуру, — пояснил старший научный сотрудник кафедры обработки металлов давлением НИТУ МИСИС Торгом Акопян.

По его словам, такое свойство позволяет для изготовления авиационных изделий использовать алюминий технической чистоты — гораздо более дешевый по сравнению с металлом высокой очистки. А также лом и отходы.

Полученный сплав отличают однородная внутренняя структура, легкость и прочность. Он легко прокатывается в листы, не трескается при высокой температуре и после специальной обработки становится очень твердым. Вместе с тем материал обладает свойством равномерно распределяться при застывании. Благодаря этому он перспективен для применения как в изготовлении панелей обшивки летательных аппаратов, так и при 3D-печати сложных деталей.

Прибор для изучения пыли на Луне и планетах без атмосферы

В Институте космических исследований (ИКИ) РАН создали прибор ПмЛ («Пылевой мониторинг Луны»). Его отправят на спутник в следующем году в составе миссии «Чанъэ-7». 2 сентября «Роскосмос» и Китайская национальная космическая администрация подписали соответствующий меморандум.

Как рассказали ученые, лунная пыль — одно из наиболее интересных и динамичных явлений на спутнике. В условиях, где нет плотной атмосферы, эти частицы под воздействием солнечного УФ-излучения и лунной плазмы (заряженных частиц) приобретают электрический заряд, что заставляет их левитировать, то есть подниматься над поверхностью и перемещаться под действием электрических полей.

— Так образуется волна, которая «катится» по Луне вместе с границей света и тени. Потом пылинки еще долго «висят» над поверхностью, образуя в свете восхода «багровый туман». Похожие процессы можно наблюдать и на других планетах Солнечной системы, где нет атмосферы. Российский прибор на Луне поможет лучше понять природу этого явления, — объяснил директор ИКИ РАН Анатолий Петрукович.

Он напомнил, что в 2029 году в составе миссии «Чанъэ-8» на Луну отправят еще два прибора, разработанных в ИКИ РАН. Это ионный энерго-масс-анализатор ALIEN-CE8 и комплекс по изучению плазменно-пылевой экзосферы (тонкой газовой оболочки) Луны LPDE-CE8. Последний — это продолжение эксперимента ПмЛ.

Колонии на дне океана изменили взгляд на возможности жизни

Российские и китайские ученые обнаружили обширные экосистемы на дне Тихого океана на глубинах свыше 6 тыс. м. Некоторые из них — самые глубоководные из известных науке. В исследовании приняли участие сотрудники Института глубоководных исследований и инженерии Китайской академии наук, Института океанологии им. П.П. Ширшова РАН и Национального научного центра морской биологии им. А.В. Жирмунского РАН.

Открытие было сделано в ходе экспедиции на пилотируемом глубоководном аппарате Fendouzhe. С его помощью специалисты совершили 31 погружение вблизи побережья Камчатки — в Курило-Камчатской впадине и западной части Алеутской впадины. Погружение производилось на глубинах от 5800 до 9533 м.

По словам участника экспедиции, и. о замдиректора по научной работе направления Экология морей и океанов ИО РАН Андрея Гебрука, обнаруженные сообщества занимают пространства, которые простираются на тысячи километров. Они существуют за счет хемосинтеза — процесса, при котором организмы получают энергию не за счет солнечного света, а с помощью химических реакций.

Населяют глубоководные колонии полихеты-сибоглиниды (вид кольчатых червей) и двустворчатые моллюски. Они питаются сероводородом, который выделяют бактерии, окисляющие выходящий на поверхность дна метан. Этот газ, в свою очередь, — продукт захоронения органики, которая накапливалась на дне океана на протяжении миллионов лет.

Как отметили ученые, исследование меняет представление о возможности жизни на больших глубинах, поскольку ранее считалось, что в таких условиях сообщества могут существовать в виде небольших островков жизни вокруг термальных источников.

Ученые открыли муравьев — «нарушителей» законов природы

Необычную эволюционную стратегию, которая противоречит «правилам» биологии, обнаружили биологи из Университета Монпелье (Франция) и ряда других организаций у муравьев-жнецов Messor ibericus, распространенных в Центральной Европе.

Оказалось, что их муравьиные матки производят на свет не один, а два вида насекомых. Помимо своего собственного вида, они дают жизнь муравьям Messor structor. Причем первые становятся «элитой» муравьиного общества, а вторые — рабочими особями.

По мнению исследователей, Messor ibericus — это половые паразиты. Они используют сперму самцов вида Messor structor для выведения армии гибридов. Королевы-матки накапливают чужой генетический материал в так называемой сперматеке, чтобы впоследствии отложить яйца. Из них потом вырастают точные генетические копии самцов другого вида.

Как отметил руководитель исследования, биолог-эволюционист из Университета Монпелье Джонатан Ромигье, эти два вида муравьев разделились более 5 млн лет назад. Почти столько же лет назад генетически разошлись люди и шимпанзе. Поэтому удивительно видеть, как один вид производит на свет другой.