Американцы обнаружили микроводоросль, которая "дала начало" всем современным земным запасам нефти и угля. Исследователи уверены, что она одна стала причиной накопления этих природных ресурсов.

Команда исследователей под руководством профессора Джо Чаппела из Университета Кентукки нашла микроорганизм, который стал основой всех запасов нефти и угля в мире. В настоящее время ученые работают над генетической модификацией этого микроорганизма, который может стать уникальным источником топлива и решить энергетические проблемы Земли.

Ранее ученые установили, что нефть и уголь образовались в результате жизнедеятельности микроорганизмов, которые жили на планете более 500 миллионов лет назад. Сегодня американские исследователи уверены, что только один организм был непосредственной причиной накопления этих природных ресурсов. Это микроводоросль Botryococcus braunii, которая имеет химические "отпечатки" во всех видах нефти. Поскольку с течением длительного времени нефть превращается в уголь, водоросль является также источником и этого твердого топлива.


На фото видно, как сквозь колонию Botryococcus braunii просачиваются произведенные водорослями капли нефти

"Еще более захватывающим фактом является то, что эта уникальная водоросль существует до сих пор и может быть целью исследований для крупной химической и нефтехимической промышленности",- говорит Джо Чаппел.

Несмотря на проделанную громадную "работу" по созданию современных нефтяных и угольных запасов, Botryococcus braunii растет очень медленно, поэтому в своем естественном виде не очень пригодна в качестве источника для биотоплива. Однако ученые могут использовать гены Botryococcus braunii для создания альтернативных микроорганизмов, которые будут способны к эффективному и быстрому биосинтезу углеводородов.

В настоящее время уже существуют успешные примеры выделения необходимых генов, характеризующиеся высокой биохимической активностью, и внедрение их в геном дрожжей. В результате получаются неприхотливые живые источники биотоплива, которые в перспективе могут стать возобновляемой альтернативой традиционной нефтедобыче.

Использование генов Botryococcus braunii имеет огромные преимущества, так как этот микроорганизм имеет уникальный молекулярный механизм для производства углеводородного сырья. Подобных качеств не имеет ни одна известная бактерия, что, собственно, и доказано огромными запасами нефти и угля, которые сотни миллионов лет назад начала создавать Botryococcus braunii. Перенос уникальных генов водоросли в быстрорастущий неприхотливый организм позволит создавать дешевые и высокоэффективные биореакторы, производящие топливо.

CNews

Новая технология позволит добывать из нефтеносных песков Канады вдвое больше нефти по меньшей цене и с минимальным воздействием на окружающую среду. В результате мировой рынок нефти может измениться.

Канада богаче нефтью, чем Саудовская Аравия. Разведанные запасы способны десятилетиями обеспечивать нефтепродуктами экономику такого крупнейшего потребителя, как США.

Единственная причина, которая сдерживает развитие добывающей отрасли в северной стране – более высокая стоимость разработки месторождений. Мировая цена нефти должна быть не ниже 50–60 долл. за баррель, чтобы инвесторы вложились в производство.

Корпорация N-Solv придумала, как удвоить добычу нефти из песка, сделав ее при этом более дешевой и менее экологически вредной. На развитие технологии канадское правительство выделило 10 млн долл.

Пески содержат не чистую нефть, а в основном битумы (отсюда их второе название «битуминозные пески»). Традиционный способ добычи в основном состоит из выкапывания неглубоко залегающего песка и пропускания сквозь него нагретой природным газом воды, чтобы разделить песок и нефть. Второй метод предполагает закачку пара вглубь пласта, чтобы разделять их еще внизу.

Но энергетические затраты на нагрев воды и вред от выброса парниковых газов таковы, что вызывают серьезное беспокойство как у экономистов, так и у экологов.

Процесс N-Solv требует меньше энергии, поскольку в нем используется природный растворитель, а не пар для освобождения нефти. Растворитель, например пропан, нагревают до невысокой температуры (около 50 ° С) и вводят в нефтеносный песок.

Растворитель разлагает битум, самые тяжелые компоненты битума остаются под землей, а более легкая нефть и растворитель, пригодный для повторного использования, поднимаются наверх. Кроме того, масса получается менее вязкой, чем при традиционном подземном способе, и ее можно сразу транспортировать по путепроводу.

Новый процесс требует гораздо меньше энергии, следовательно, он значительно дешевле. По мнению члена совета директоров N-Solv Мюррея Смита, эта технология будет выгодной даже при цене нефти 30–40 долл. Именно снижение затрат позволит извлечь из песков вдвое больше нефти. А уменьшение выбросов парниковых газов оценивается в 85%.

Идея использовать растворители для добычи нефти из песка была предложена в 70-е годы, но не реализована из-за неудовлетворительной скорости процесса. N-Solv решила эту проблему, применяя горизонтальное бурение для увеличения площади контакта битума с растворителем и используя очищенный пропан (как выяснила компания, примеси метана в нем негативно влияют на процесс).

В настоящее время N-Solv приступила к выполнению пилотного проекта по добыче 500 баррелей нефти в день.

CNews

Ученым удалось собрать бионического микро-робота, который ходит по воде, подобно тому, как это делают водомерки. В качестве его возможных применений упоминаются военно-разведывательные операции и контроль уровня загрязнения воды.

Идея подобного устройства не нова. Роботов-водомерок собирали и раньше. Основное отличие новой модели, которая была описана в журнале ACS Applied Materials & Interfaces, в том, что она эффективно работает, в то время как ее предшественники могли держаться на воде, но перемещались медленно и слабопредсказуемо.

"Гулять по воде - мечта людей. Но в то же время это и способ жизни некоторых водных насекомых", - говорит исследователь Кинмин Пан. Насекомым в этом помогают сильные водоотталкивающие (гидрофобные) свойства их ног. Опираясь на этот факт, вместе со своими коллегами Кинмин собрал робота-водомерку. У него есть десять поддерживающих ног из сильно-гидрофобного материала и две небольшие вращающиеся "ноги" для перемещения (робот может двигаться прямо и поворачивать). По сравнению с насекомыми робот вышел довольно тяжелым: его вес равняется весу 390-а морских пауков. Тем не менее, ему удается держаться на воде, не затрачивая энергию, только за счет поверхностного натяжения и расходовать ее лишь на передвижение. Авторы утверждают, что их разработка вышла практичной и недорогой.

CNews

Астрономы обнаружили на астероидах воду, которая удивительно напоминает земную. Из этого можно сделать вывод, что вода на Землю была занесена кометами.

Космическая обсерватория "Гершель" исследовала комету Хартли 2, которая год назад приближалась к Земле на расстояние всего 18 млн км. Выяснилось, что эта комета содержит воду с той же химической "подписью", что и земные океаны.

Ранее астрономы уже рассматривали кометы как потенциальные источники земной воды. Делалось это потому, что принятая модель развития Земли предусматривает: в первый период планета была сухой, а вода была занесена извне через миллионы лет.

В ходе предыдущих исследований изучались кометы из так называемого облака Оорта – области на расстоянии примерно 1 светового года от нас, где, возможно, зарождаются долгопериодические кометы. Выяснилось, что земная вода и вода на этих кометах имеют существенные различия. В результате ученые предположили, что большую часть воды на Землю "завезли" астероиды, а вклад комет не выше 10%.


Вода на комете Хартли 2 имеет такое же соотношение тяжелого и обычного водорода, как и на Земле

Комета Хартли 2 прилетела из другого места – пояса Койпера. Это "населенный" кометами район за орбитой Нептуна, в 30–50 раз дальше от Солнца, чем Земля. Телескоп "Гершель" изучил испарение льда под газопылевой комой, окружающей ядро кометы.

Выяснилось, что структура воды по соотношению дейтерия (тяжелого изотопа водорода) к обычному водороду такое же, как у воды в земных океанах: 1,6 × 10-4. Это же соотношение в воде на кометах из облака Оорта отличалось почти в два раза: 3 × 10-4.

Первой реакцией ученых, как сообщает НАСА, было недоумение. Они ожидали, что содержание дейтерия в воде комет из пояса Койпера будет еще выше, чем у комет из облака Оорта, а оказалось наоборот.

"Исследование показывает, что наше понимание распределения легких элементов и их изотопов, а также динамика развития Солнечной системы являются неполными, – говорит один из авторов Джеффри Блэйк, профессор из Калифорнийского технологического института. – В ранней Солнечной системе комет и астероидов, вероятно, было гораздо больше, чем сейчас, и некоторые из них упали на Землю, дав начало нашим океанам".

CNews

По данным НАСА, в последний раз астероид такого размера приближался к Земле в 1976 году, а следующий известный пролет состоится в 2028 году.

Астероид 2005 YU55 размером с авианосец войдет в околоземное пространство 8 ноября. По расчетам специалистов НАСА, опасность падения 2005 YU55 отсутствует. Но если бы такой объект упал на поверхность Земли, это вызвало бы взрыв мощностью 4000 мегатонн и землетрясения силой 7 баллов. В случае падения в океан, образовалось бы мощнейшее цунами с волнами высотой более 20 м на расстоянии около 100 км от места падения. Для сравнения: самая мощная термоядерная бомба, созданная человечеством, имела эквивалент «всего» 50 мегатонн и была способна уничтожить все живое в радиусе 180 км.

Астероид YU55 летит со скоростью почти 18 километров в секунду, и хотя он наверняка распался бы в атмосфере на отдельные фрагменты, на поверхности образовался бы кратер диаметром более 6 км и глубиной 500 м. На расстоянии почти 100 километров от места падения тепловое излучение вызвало бы обширные ожоги первой степени, а ударная волна сорвала крыши и вышибла стекла домов. Если YU55 упал бы на такой большой город, как Москва или Чикаго, он уничтожил бы все живое, возможно, выжили бы всего несколько человек.


По космическим меркам астероид YU55 – это «пуля, просвистевшая у виска»

К счастью астероид 2005 YU55 пройдет между Землей и Луной на безопасном расстоянии в 323,5 тыс. км от Земли. Правда по космическим меркам это очень близко, и ученым известны около 20 соответствующих падению YU55 кратеров, образовавшихся на протяжении геологической истории нашей планеты. Из известных крупных кратеров самыми молодыми являются: 9,6-км кратер Босумтви в Гане, который образовался 1 млн лет назад, а также 14-км Жаманшин в Казахстане - 900 тыс. лет. Падения астероидов такого размера, очень редки (примерно раз в 100 тысяч лет), поэтому шанс столкновения с астероидом, таким как YU55, составляет около 1% в ближайшую тысячу лет. Похожий астероид Апофис на сегодняшний день является самым опасным объектом подобного рода, он имеет небольшой шанс упасть на Землю в 2036 году.

Уникальность астероида 2005 YU55 состоит еще и в том, что о его приближении знали заранее. Программа НАСА по обнаружению околоземных объектов (NEO) в настоящее время обнаружила около 90 % всех крупных потенциально опасных объектов. За ними ведется постоянное наблюдение и, в случае возникновения угрозы, планета узнает об этом заблаговременно. В частности, астероид YU55 был найден в 2005 году и уже тогда астрономы узнали о его сближении с Землей.

CNews

Две обычно конкурирующие команды – коллаборации детекторов - CMS и ATLAS, подготовили доклад об этой "неуловимой" частице. Очевидно, что бозон Хиггса до сих пор не обнаружен, однако, согласно заявлению ученых, границы его поиска резко сузились и к середине, максимум, к концу декабря ситуация с ним окончательно прояснится – либо бозон Хиггса будет найден, либо придется признать, что его не существует в природе.

Напомним, бозон Хиггса, предсказанный сорок лет назад британским теоретиком Питером Хиггсом, остается на сегодня единственной элементарной частицей, требуемой стандартной моделью, но до сих пор не обнаруженной. Это столь важная частица, что ее называют частицей Бога, поскольку она наделяет все остальные частицы массами, она сформировала Вселенную. Вдобавок, без нее невозможно объединение двух фундаментальных взаимодействий – электромагнитного и слабого. Стандартная модель – мощная теория, но она ничего не говорит о том, какая у этой частицы масса, поэтому искать ее приходится вслепую.
Пока бозон Хиггса искали – на закрытом уже Теватроне в Фермилабе (США) и на Большом адронном коллайдере - физикам удалось "прочесать" большой диапазон возможных масс для этой частицы – от 476 до 141 гигаэлектронвольта. Там бозон Хиггса обнаружить не удалось. Осталась маленькая щель, где он теоретически еще может существовать – в диапазоне 114-141 гигаэлектронвольт. Кроме того, не закончен анализ треков, полученных на коллайдере в период с конца июня по начало ноября. Во время этих экспериментов поиски велись именно в оставшемся диапазоне. Сейчас обе прежде конкурировавших коллаборации - CMS и ATLAS – работают вместе, стараясь закончить анализ к середине декабря. Называются даты 12 -16 декабря.

Если за это время бозон Хиггса обнаружить не удастся, значит его не существует в природе, и физикам придется придумывать теоретический выход из положения.

CNews

Одно из самых простых, распространенных в земной природе и в то же время загадочных химических соединений – вода – только что рассталось с одним из своих секретов. Валерия Молинеро и Эмили Мур, химики из Университета Уты (США), выяснили минимальную температуру, при которой сверхохлажденная вода превращается в лед, и, что самое главное, разобрались с механизмом этого превращения.

Обычная вода, как известно, замерзает при нуле градусов Цельсия. При этой температуре на ее примесях начинают расти ледяные кристаллики, в конце концов захватывая в ледяной плен всю жидкость. Однако очень чистая, не имеющая примесей вода таких центров кристаллизации не имеет и способна оставаться в жидком состоянии при более низких температурах. В конце концов, достигая "предела", эта сверхохлажденная вода тоже превращается в лед. Однако до сих пор было совершенно непонятно, почему она вообще это делает, если не имеет центров кристаллизации, и что с ней при этом происходит – ведь само преобразование осуществляется практически мгновенно. Во всяком случае, оно происходит настолько быстро, что существующие приборы не в состоянии отследить этот процесс.

Молинеро и Мур решили прибегнуть к помощи компьютера. До них уже неоднократно проводились попытки компьютерного моделирования поведения сверхохлажденной воды. Однако каждый раз они заканчивались неудачей, поскольку сам процесс требовал слишком много времени. Молинеро и Мур упростили задачу, представив в расчетах молекулу воды не как соединение двух атомов водорода с одним атомом кислорода, а как точку, способную, подобно молекуле воды, образовывать водородные связи. И все же программа, даже ускоренная, работала многие тысячи часов, чтобы отследить поведение 32768 молекул (это намного меньше, чем капля воды), после чего "огласила" результат.

По расчетам, минимальная температура замерзания сверхохлажденной воды равна минус 48 градусов Цельсия. Но самое главное – стал понятен механизм превращения сверхохлажденной воды в лед. При приближении к критической температуре молекулы воды начинают собираться в группы по четыре, то есть в тетраэдры, а тетраэдры, в свою очередь, ищут себе подобных и соединяются с ними. Получается уже не вода, но еще и не лед, а что-то вроде водо-ледяной кашицы – ученые назвали это состояние "промежуточным льдом". Промежуточный лед живет недолго, тетраэдры начинают выстраиваться в правильную кристаллическую решетку с такой скоростью, что решетка формируется почти мгновенно.

CNews

В не таком уж далеком будущем человек сможет получать новые знания и навыки, загружая их в мозг непосредственно из компьютера – точно так же, как это делалось в нашумевшем фантастическом блокбастере "Матрица". Группа нейробиологов из Японии и США, возможно, несколько поспешила с этим шокирующим заявлением, однако похоже, что они имеют право пофантазировать в этом направлении. Поскольку первые шаги к реализации "Матрицы" уже сделаны.

Ученые научились модифицировать визуальное восприятие человека. Формирование визуального образа – довольно сложный процесс. В разных участках мозга формируются его точки, линии, цвета, их движения, затем все это сводится вместе, и человек получает возможность на месте красного мяча увидеть красный мяч. В своих экспериментах ученые научились улучшать визуальное восприятие районов мозга, ответственных за этот процесс, с помощью индуцированных в мозг так называемых функциональных магнито-резонансных изображений (fMRI) - таким образом человек сможет лучше видеть то, что ему предлагается в данный момент увидеть.

Эксперименты с добровольцами показали, что после такого "обучения" их визуальное восприятие намного улучшалось по сравнению с показателями добровольцев контрольной группы, даже если "обучаемые" не знали, чему именно их обучают. Главное, что обнаружили ученые – это то, что области взрослого мозга, отвечающие за высшую стадию визуального восприятия, настолько пластичны, что для такого обучения "достаточно задать мозгу требуемый образец активности его различные областей" – именно так заявлено ими в статье, опубликованной 9 декабря в журнале Science. Исследователи уверены, что используемая ими методика в потенциале ведет к новым мощным способам обучения и реабилитации больных или пострадавших в инциденте.

Сидя в кресле перед прибором и не затрачивая никаких усилий, воин сможет обучиться боевым искусствам, повар – рецептам блюд, летчик – управлению новым самолетом и так далее, и так далее.

Эта идея слишком фантастична и, возможно, слишком ужасна, чтобы быть правдой. Но, по крайней мере, теперь оказывается, что наш мозг к такому развитию событий вполне подготовлен.

CNews

Ученые из Университета Алабамы и Университета Майами разработали аэрозоль FreezePruf, который защищает растения от низких температур. По словам ученых, использование их спрея эквивалентно переселению растений на 300 км в южном направлении и дает «запас температуры» в 12-16 градусов Цельсия, в зависимости от вида растений и продолжительности заморозков.

Это означает, что например пальмы, помидоры, баклажаны, бананы и огурцы смогут выдержать нулевую температуру в течение 3-4 часов, в то время как без обработки спреем они погибнут за 20-30 минут.

Спрей FreezePruf защищает растение снаружи и изнутри, повышая естественные способности растения сопротивляться замерзанию и разрушению клеток кристаллами льда. Спрей состоит из поверхностно-активных веществ и криопротекторов, повышающих устойчивость к холоду и повреждению, а также снижающих температуру замерзания воды в клетках растения.

[highslide]http://filearchive.cnews.ru/img/reviews/2011/12/20/20_freeze.jpg[/highslide]
Долгое время заморозки были настоящей головной болью фермеров. Решить ее пытаются с помощью генной инженерии и различных химических соединений

Специальная биоразлагаемая формула хорошо противостоит вымыванию дождем и снегом. Благодаря этому, при умеренных осадках, обработку растений нужно проводить не чаще 4 раз в неделю.

Формула FreezePruf была запатентована еще в 2007 году и несколько раз меняла владельца. К настоящему времени испытания спрея закончены, подтверждена его безопасность и ведется коммерческая продажа.

Как ожидают разработчики, их изобретение найдет широкое применение в сельском хозяйстве, что снизит неизбежные погодные риски при выращивании продуктов питания, а также позволит выращивать нежные теплолюбивые растения в «рисковых» зонах, где возможны заморозки. Кроме того, спрей могут использовать и садоводы-любители.

CNews

опубликовано 12 янв ‘12 00:33
текст: Сергей Васильев /Infox.ru

Ученые Западного резервного университета Кейза (США, шт. Огайо) сделали большой шаг вперед к созданию первых кибернасекомых. Они обнаружили, что вещества, участвующие в метаболизме насекомых, могут использоваться для преобразования в электроэнергию. Таким образом, на основе этих веществ можно создавать топливные элементы питания.

В перспективе выработанное таким образом электричество можно будет использовать для питания различных сенсоров, записывающих устройств или модулей, которые позволяют управлять насекомыми. Профессор химии Даниэль Шерсон (Daniel Scherson) отмечает, что сегодня практически невозможно создать машину, способную действовать, как насекомое при таких же габаритах — проще использовать реальное насекомое.

Ключевым моментом проекта является использование двух ферментов, выделяемых пищеварительной системой таракана, для создания анода, сообщает портал tgdaily.com. Первый расщепляет вещество под названием «трегалоза» на два моносахарида. Второй фермент окисляет эти моносахариды, высвобождая электроны. В результате образуется электрический ток, который движется по направлению к катоду. При создании прототипа команда исследователей поместила электроды в брюшную область самки таракана в относительном отдалении от жизненно важных внутренних органов.

Как выяснилось, данная система производит порядка 100 микроватт мощности на квадратный сантиметр при напряжении 0,2 вольта и силе тока в 450 микроампера на квадратный сантиметр. Получается, что для питания стандартной 60-ваттной лампы накаливания потребовалось бы 600 тыс. тараканов. В реальности же потребители будут намного менее мощными, уже сейчас ученые разрабатывают первые устройства, способные питаться от таких батарей. Первым будет передатчик сигналов низкой мощности. В перспективе к данному компоненту прибавятся и другие модули, которые можно будет использовать при разведывательных, рекогносцировочных и шпионских миссиях. Кроме того, ученые совершенствуют конструкцию батареи, пытаясь снизить размеры топливного элемента, чтобы насекомое могло спокойно бегать или летать.

13.01.12, Пт, 09:29, Мск

Ученые из Университета Кейс Вестерн Резерв создали имплантируемую топливную ячейку, которая превращает химическую энергию живого организма в электричество.

Суть новой технологии заключается в преобразовании химической энергии с использованием ферментов на аноде. Первый фермент разрушает дисахарид трегалозу, который таракан постоянно выделяет из своей пищи, на два более простых сахара - моносахарида. Второй фермент окисляет моносахариды, освобождая электроны. Электрический ток создается, когда электроны притягиваются к катоду, где кислород из воздуха принимает электроны и превращается в воду. Таким образом с помощью организма таракана и топливной ячейки пища превращается в электричество, которое можно использовать, например, для питания крохотного датчика.

Новая технология открывает путь для создания высокоэффективных насекомых-киборгов. Небольшой блок питания имеет крошечные размеры и не требует солнечного света, движения или других источников энергии кроме обычного рациона насекомого.

Киборгизация насекомых является одним из приоритетных направлений научных исследований, финансируемых военными и разведывательными организациями США. Дело в том, что изготовить «с нуля» механических насекомых на современном уровне технологий очень сложно. Поэтому в ближайшей перспективе планируется использование живых насекомых. Для превращения насекомого в управляемого киборга нужно имплантировать электроды, возбуждающие определенные нейроны, собственно сами датчики и источники энергии, питающие всю электронику. Именно источник энергии до сих пор являлся главным техническим препятствием на пути производства миниатюрных кибершпионов.

Ученые уже провели тестирование своей новой энергосистемы. Прототипы электродов были подключены к сосудам в районе брюшка таракана, вдали от важных внутренних органов. Насекомые имеют открытую систему кровообращения и кровь в сосудах находится под небольшим давлением. Таким образом, в отличие от позвоночных, «подключение» к сосудам не вызывает кровотечения, поэтому в течение длительного времени наблюдений не было замечено никаких негативных последствий для здоровья «кибертараканов». Максимальная плотность энергии имплантируемой топливной ячейки достигла почти 100 микроватт на квадратный сантиметр при напряжении 0,2 вольт. Максимальная плотность тока составляла около 450 микроампер на квадратный сантиметр.

Сейчас в планах ученых создание полностью функционального комплекта для превращения насекомого в киборга. Комплект будет включать топливную ячейку, передатчик системы управления, крохотный аккумулятор, датчик-газоанализатор.

CNews