Чистого воздуха глоток

Новый искусственный лист потребляет меньше энергии, чем лампочка, а улавливать в сто раз больше углерода, чем существующие системы.

В воздухе много всего интересного. Кроме кислорода, азота, пыли и вирусов, там есть углекислый газ СО₂, который с одной стороны, как бы вредный парниковый газ, а с другой стороны его можно использовать в качестве топлива и для производства других полезных материалов. Вот инженеры из Университета Иллинойса в Чикаго и создали искусственный лист, который может улавливать углекислый газ в 100 раз лучше, чем существующие системы.

Схема работы нового искусственного листа по улавливанию углекислого газа на картинке. У него две стороны – сухая и влажная. На сухой стороне органический растворитель соединяется с углекислом газом из воздуха, что приводит к получению бикарбоната или пищевой соды на мембране. По мере образования бикарбоната, его отрицательно заряженные ионы мигрируют через мембрану и растворяются в жидком растворе до концентрированного СО₂. Для ускорения переноса бикарбоната через мембрану используется электрический ток. Затем концентрированный углекислый газ можно высвободить и использовать в качестве топлива или для других целей. Атомы углерода на картинке показаны красным цветом, кислорода — синим, а водорода — белым.

Когда учёные протестировали систему, которая достаточно компактная – поместилась в рюкзаке, оказалось, что она поглощает углекислый газ в 100 раз лучше, чем другие системы. При этом такому искусственному листу требовалось всего 0,4 кДж/час электроэнергии, что меньше, чем количество энергии, потребляемое светодиодной лампочкой мощностью 1 Вт. Инженеры рассчитали стоимость получения углекислого газа и она составила 145 долларов за тонну.

Систему можно масштабировать – небольшой модуль размером с домашний увлажнитель может удалять более 1 кг СО₂ в день, а четыре промышленных электродиализных стеллажа могут улавливать более 300 кг СО₂ в час из дыма, например, угольных электростанций.

Так что помни, чистый воздух пока ещё дорог, поэтому сокращать выбросы по-прежнему дешевле, чем улавливать их. Но если при этом можно получить пару кило концентрированного СО₂, то это поможет скрасить грусть и принести немного радости.
Инфа отсюда.
#химия

Для того чтобы так безболезненно изучить внутренности граната, необходимы сверхпроводящие электромагниты, работающие в жидком гелии, и источник радиочастотных импульсов. Именно их совместное воздействие на ядра водорода и позволяет получить такую удивительную картинку. А этого водорода, что в воде, что в живых и растительных тканях, ну просто завались. И, как многие догадались, этот метод исследования носит гордое имя магнитно-резонансная томография или МРТ.
#физика

Подведём итоги вчерашней загадки. Большинство Посетителей (50 %) выбрало ответ Бамбук. И это неверный ответ, так на картинке была электронная микроскопия поперечного сечения этикетки для пластиковых бутылок.
Это поперечное сечение плёнки, которая используется для изготовления этикеток пластиковых бутылок безалкогольных напитков, таких как кола. Как видно на микроскопии, внутренняя структура плёнки более сложна, чем можно было бы подумать - она содержит различные типы слоёв и частиц.

А счёт нашего противостояния становится:
Зоопарк—Посетители 12:9

Если добавить перекись водорода в подкисленный раствор марганцовки, то объём выделяющегося в результате реакции кислорода начинает намекать, что процесс фотосинтеза может быть и переоценен. Тем не менее не рекомендую от него отказываться, если у вас ограниченные количества реактивов, необходимых для этой реакции:
5H₂O₂ + 2KMnO₄ + 3H₂SO₄ → 5O₂ + 2MnSO₄ + K₂SO₄ + 8H₂O.

А изменение цвета связано с тем, что фиолетовый цвет раствора с ионами MnO₄⁻ постепенно обесцвечивается, так как марганец в результате реакции переходит в бесцветную степень окисления Mn²⁺.
#химия

Тонкий, но прочный

Получен новый двухмерный полимер, который прочнее стали.

Где тонко, там и рвётся! – утверждает народная мудрость. Особенно это касается полимерных материалов. Но химики из Массачусетского технологического института готовы с этим поспорить.

Полимеры, к которым относятся все пластмассы, состоят из цепочек строительных блоков, называемых мономерами. Эти цепочки растут за счёт присоединения новых молекулы по краям мономеров. Уже после формирования полимеры с помощью литья под давлением могут быть преобразованы в трехмерные объекты, такие как пластиковая полторашка пива.

И уже довольно давно умами учёных-полимерщиков владеет идея вырастить полимеры в виде тонких листов, которые были бы и лёгкими, и чрезвычайно прочными материалами. Однако это оказалось не так просто. Одной из причин было то, что обязательно найдутся какие-то молекулы мономеров, которые при синтезе будут расти вверх или вниз из плоскости листа, и материал начнёт расширяться в трёх измерениях. А значит двухмерная плоская структура будет потеряна.

Но в новом исследовании американские исследователи придумали процесс полимеризации в растворе, который позволяет им создавать двухмерный лист, называемый 2D полиарамидом (2DPA-1). В качестве мономерных строительных блоков они используют соединение под названием меламин, которое содержит кольцо из атомов углерода и азота. При правильных условиях эти мономеры могут расти в двух измерениях, образуя плоские диски. Эти диски укладываются друг на друга и скреплены водородными связями между собой. Дальше их сушат, размельчают, растворяют в растворителе и с помощью центробежной силы получают наноразмерные плёнки на подложке.

Изучение этих плёнок показало, что модуль упругости нового материала — показатель силы, необходимой для деформации материала, — в четыре-шесть раз выше, чем у пуленепробиваемого стекла. Кроме этого, предел текучести 2DPA-1, или сила, необходимая для разрушения материала, в два раза выше, чем у стали, хотя материал имеет лишь одну шестую её плотности.

Еще одной особенностью 2DPA-1 является его газонепроницаемость. В то время как другие полимеры состоят из скрученных полимерных цепочек с промежутками, через которые просачиваются газы, новый материал состоит из мономеров, которые соединяются вместе, как ЛЕГО, и молекулы газов не могут проскочить между ними.

Это позволит создавать ультратонкие покрытия, которые могут полностью предотвратить проникновение воды или газов – такие материалы можно будет использовать в качестве лёгкого и прочного покрытия для автомобильных деталей или сотовых телефонов, как показано на картинке.

Так что помни, гомогенная 2D необратимая поликонденсация приводит к ковалентно связанному 2D полимерному материалу, который является химически стабильным и легко перерабатываемым, а значит у наших любимых телефончиков есть шанс на получение нового тонкого и прочного полимерного покрытия!
Инфа отсюда.
#химия

Профессор Татьяна Ерухимова из Техасского университета A&M в этом году удостоена награды за выдающиеся достижения в области преподавания. Действительно, она великолепный преподаватель физики. Например, на этом видео она рассказывает об инерции, благодаря которой при ударах колотушки по ножу сверху вниз, картофелина поднимается по лезвию вверх. Да, именно инерция за это в ответе. Отдельно отмечу безопасный лайфхак по удалению картофелины с лезвия.
В общем, порадуемся за... студентов из Техаса, что у них такой классный препод.
#физика

Подведём итоги вчерашней загадки. Большинство Посетителей (30 %) выбрало ответ Яичный белок. И это верный ответ, так как на картинке была микроскопическое изображение тонкой плёнки яичного белка, затвердевшей на предметном стекле.

А счёт нашего противостояния становится:
Зоопарк—Посетители 12:10

Благодаря макросъёмке на iPhone 13 можно погрузиться в мир пикселей...

На нашем мониторе при разрешении 1024 на 768 пикселей почти миллион точек. Из них и формируется изображение. Каждый пиксель при этом, как мы видим, состоит из трех субпикселей – красного, синего и зеленого цветов. Когда горят все три субпикселя – точка на экране видна, как белая. А постоянно не горящие пиксели – как чёрная.
#физика

Не пей, козлёночком станешь!

 
Исследования показывают, что многоразовые бутылки из мягкого пластика выделяют в водопроводную воду несколько сотен различных химических веществ.

Современный мир опасен и полон ужасов. О многих трубят из каждого утюга, например, про нападение Россией на Украину (Теперь уже завтра?), про сотни тысяч заболевших Омикроном каждый день, или про то, как дедушка подсыпал допинг 15-летней фигуристке. Но есть опасность, которая касается каждого из нас: и 50-летнего эксперта по геополитике и фигурному катанию из соседнего подъезда Петровича, покупающего баклашку «Охота. Крепкое», и ЗОЖников, набирающих воду для похода в спортзал. Это пластиковые бутылки!

Вы когда-нибудь испытывали странный вкус воды после того, как она некоторое время находилась в многоразовой пластиковой бутылке? Похоже, для этого есть веская, но тревожная причина.

Два химика из Копенгагенского университета изучили, какие химические вещества выделяются в воду из популярных многоразовых бутылок. Были протестированы три типа бутылок для питья – их покупали в датских магазинах. Две бутылки были изготовлены из биоразлагаемого пластика. Использовались как новые, так и бывшие уже в употреблении бутылки.

В своих исследованиях химики имитировали то, как многие люди обычно используют пластиковые бутылки из-под напитков. Например, люди часто пьют воду, которая простояла в бутылках несколько часов. Исследователи оставляли обычную водопроводную воду (как раз на картинке одна из авторов исследования наполняет бутылки) как в новых, так и в использованных питьевых бутылках на 24 часа. Кроме этого исследовалась вода из бутылок, которые были после мойки в посудомоечной машине, а также после того, как бутылки были тщательно промыты (пять раз) водопроводной водой после посудомоечной машины.

Исследователи провели так называемый нецелевой скрининг (NTS) с использованием жидкостного хроматографа и масс-спектрометра. Учёные обнаружили более 400 различных веществ в воде из пластиковых бутылок и более 3500 веществ, полученных из воды из бутылок, которые мылись в посудомойке — по видимому эти вещества связаны со средством для мытья посуды. Большая часть из этих веществ ещё предстоит идентифицировать. Но даже из идентифицированных химических веществ токсичность не менее 70 % остается неизвестной.

При этом, что после новых пластиковых бутылок, что после старых, что после стеклянных из посудомойки, эти вещества обнаруживаются. Однако, если вы ополаскиваете бутылки, вымытые в посудомоечной машине, прежде чем добавлять воду из-под крана, то стеклянные бутылки в основном хороши, а пластиковые – все ещё так себе. Возможно, что обнаруженные вредные вещества связаны с моющим средством для посудомоечной машины, но, возможно, что сама пластиковая посуда при воздействии горячей воды приводит к образованию этих нехороших веществ. Исследователи пока не знают.

Так что помни, пока датчане в ужасе от датской водопроводной воды в пластиковых бутылках, мы с Петровичем можем с облегчением выдохнуть. Во-первых, Петрович никогда в жизни не видел посудомоечной машины, а во-вторых, только последний дегенерат или алкаш будет пить воду из нашего водопровода. Но если он на это и решится, то учитывая качество нашей воды, какие-то соединения из пластика будут самым меньшим злом из того, что ждёт его организм.
Инфа отсюда.
#химия

Кристаллизация в реальном времени из пересыщенного раствора сульфата натрия кажется совсем нереальной.

Тут, конечно, важно, что раствор пересыщен. Дело в том, что существует максимальное количество сульфата натрия, которое можно растворить в воде – такой раствор называется насыщенным. И если вы захотите добавить ещё сульфата, то он уже не растворится. Но можно пойти на хитрость, и растворить ещё, хоть и временно. Например, используя горячую воду вы можете растворить ещё немного сульфата, и когда раствор остынет, концентрация соли будет выше, чем в насыщенном растворе, то есть он станет пересыщенным. Но когда мы нарушим это хрупкое равновесие, например, опустив в такой раствор стеклянную палочку, то весь избыток растворённой соли сразу кристаллизуется, как на гифке.
#химия

Подведём итоги вчерашней загадки. Большинство Посетителей (40 %) выбрало ответ Энтерококк фекальный. И это верный ответ, так как на картинке была просвечивающая электронная микроскопия этих бактерий с увеличением 30 000 раз.

Энтерококк фекальный (Enterococcus faecalis) — это наиболее часто встречающаяся в организме бактерия энтерококков. Входит в состав нормальной микрофлоры пищеварительного тракта человека.

А счёт нашего противостояния становится:
Зоопарк—Посетители 12:11

Начнём неделю с поистине зажигательного – горения спички. На этот раз суперблизко и в суперзамедленной съёмке – 2000 кадров в секунду. А тех, кто забыл из чего состоит головка спички и что там происходит, прошу в наш старый пост.
#химия