Ученые выяснили, почему детеныши горбатых китов "шепчут"
Горбатые киты известны своими “оперными ариями”, разлетающимися по всему океану. Недавно выяснилось, что их детеныши могут специально понижать голос, призывая своих матерей. Новое исследование, опубликованное в журнале Functional Ecology, утверждает, что это делается из опасениz привлечь громкими звуками хищных косаток или самцов, которые могут разорвать родственные отношения. Чтобы записать эти звуки, ученые разместили специальные устройства на восьми взрослых китах и их детенышах в заливе Эксмут (Западная Австралия). Исследователи проанализировали поведение млекопитающих и пришли к выводу, что тихие звуки означают не просьбу детеныша о еде, как предполагалось ранее, а боязнь быть услышанным посторонними. Горбатый кит относится к подвиду полосатиковых китов, это единственный ныне живущий вид из семейства горбатых. Редкие киты мигрируют стадами в поисках пищи в районе своего обитания; всего в Мировом океане насчитывается порядка десяти стадных групп.  
Наука
26.04.2017 13:45
Технология искусственного фотосинтеза очистит воздух от парниковых газов
2,4 миллиарда лет назад фотосинтезирующие организмы кардинальным образом изменили состав атмосферы Земли, интенсивно перерабатывая углекислый газ и наполняя её свободным кислородом. Это явление, названное кислородной катастрофой, полностью определило дальнейшее развитие жизни на планете. Со школьной скамьи многие знают, что фотосинтез – это процесс образования органических веществ из углекислого газа и воды на свету, в ходе которого в окружающую среду выделяется кислород. Профессор Фернандо Урибе-Ромо (Fernando Uribe-Romo) из университета центральной Флориды вместе с группой студентов разработал технологию, которая инициирует процесс, схожий по результату с фотосинтезом, в синтетическом материале, известном как металл-органическая каркасная структура. Но если растения с помощью фотосинтеза добывают себе пищу, команда планирует перерабатывать парниковые газы, в частности, всё тот же углекислый газ, в чистый воздух при одновременном производстве так называемого солнечного топлива. Под последним термином принято понимать некое синтетическое химическое топливо, которое было получено с помощью энергии солнечного света в ходе различных химических реакций. Как и любое другое топливо, оно может быть использовано для получения другой энергии, которую можно направить в полезное русло. Идея запуска искусственного фотосинтеза не нова, но до сих пор учёным не удавалось достаточно эффективно использовать солнечный свет, необходимый для начала химического превращения. Ультрафиолетовые лучи имеют достаточно энергии, необходимой для формирования химических связей, но доля таких волн в долетающем до нас свете составляет всего 4%. Видимый свет гораздо более распространён, но чтобы использовать его для запуска реакции, необходимы особые материалы. В предыдущих работах исследователи экспериментировали с различными материалами, способными поглощать видимый спектр, такими как платина, рений и иридий. Но эти металлы слишком редки и дороги, чтобы сделать технологию экономически привлекательной. Поэтому Урибе-Ромо использовал титан с добавлением органических молекул N-алкил-2-аминополиэтилентерефталата, которые действовали как светособирающие антенны, настроенные на поглощение синего света. Команда собрала цилиндрический фотореактор, снабжённый синим светодиодным освещением. В камеру медленно подавали определённое количество углекислого газа и наблюдали его превращение в две восстановленные формы углерода — формиат и формамид. Эти вещества как раз и являются "солнечным топливом". "Глобальная идея заключается в том, чтобы строить рядом с электростанциями предприятия, которые будут захватывать большое количество выпускаемого ими CO2, перерабатывать его с получением энергии и поставлять её обратно на электростанцию, – говорит Урибе-Ромо в пресс-релизе университета. Ещё одна привлекательная идея – это использование нового материала или его будущих аналогов при строительстве. Только представьте себе, что крыша, выложенная черепицей из него, будет очищать воздух в окрестностях жилища, тут же производя энергию для питания всех электрических устройств. Область разработки альтернативных источников энергии сейчас крайне востребована, особенно в связи с ухудшающейся экологической ситуацией на планете. Последние новости о её достижениях можно найти в специальном разделе проекта "Вести.Наука".
Вести.РУ
26.04.2017 19:00
Гидрогель, имитирующий хрящевую ткань, поможет создавать идеальные имплантаты для коленей
Одним из самых неприятных и долгозаживающих повреждений у профессиональных спортсменов считается травма колена. Восстановление коленного сустава проходит очень болезненно и требует особого внимания, поскольку малейшее нарушение может отразиться на двигательной активности человека на всю жизнь. Но сталкиваются с такими травмами не только спортсмены: повредить колено можно когда и где угодно, не стоит забывать и о возрастных заболеваниях, а также болезнях суставов. Не так давно для лечения остеоартроза была предложена новая методика: специалисты смогли восстановить повреждённое колено человека с помощью хряща, взятого из носа пациента. Ещё одно открытие в этой области сделала команда американских учёных: на этот раз в ход пошли не человеческие хрящи, а напечатанные на 3D-принтере. Специалисты из университета Дьюка разработали гидрогель, который имитирует структуру ткани человеческого хряща. Суть идеи проста: на 3D-принтере создаётся искусственный хрящ, идеально совпадающий с суставом колена пациента. Затем хирурги заменяют повреждённый мениск, и коленный сустав постепенно восстанавливает свои потерянные функции. Как отмечают авторы, их технология станет незаменимой для людей преклонного возраста. Как известно, с течением жизни мениски стираются от трения в суставе, и в какой-то момент перестают восстанавливаться. Сегодняшние имплантаты технически способны заменить мениск, однако они не могут полностью восстановить работу сустава, поскольку не обладают необходимой силой сопротивления и упругостью реального хряща. Кроме того, мениск состоит из двух взаимодополняющих слоёв – жёсткого срединного и мягкого внешнего слоя, а значит, создание имплантата требует использования двух различных материалов. Именно поэтому новая разработка сочетает две разновидности гидрогеля – упругий и мягкий. В материал, наиболее приближенный к хрящевой ткани, учёные добавили также наночастицы глины, чтобы сделать гидрогель текучим при нагрузке и быстро твердеющим в состоянии покоя. По словам авторов исследования, создаваться анатомически точные имплантаты должны на основании данных компьютерной или магнитно-резонансной томографии. Врачи определяют, как должна выглядеть трёхмерная модель имплантата, и затем загружают информацию в устройство, которое приступает к печати. Для этого подойдёт только многофункциональный 3D-принтер, который работает сразу с несколькими материалами. "Форма играет важнейшую роль для мениска, ведь этот хрящ находится под сильным давлением. Если имплантат не подходит вам идеально, то он может выскользнуть или же оставаться на месте, но приносить изнуряющую боль при ходьбе", — отмечает соавтор работы Бенджамин Уайли (Benjamin Wiley). Преимущество новой технологии заключается также в простоте и относительной дешевизне: на принтере стоимостью 300 американских долларов (около 17 тысяч рублей) можно напечатать анатомически идеальный имплантат всего за один день. "Я надеюсь, что демонстрация лёгкости, с которой это может быть сделано, привлечёт множество других людей, заинтересованных в создании более реалистичных гидрогелей для трёхмерной печати", — заключает Уайли. Его команда продолжит работу над своей технологией, чтобы её внедрение стало повсеместным. Конечная цель исследователей – превратить замену мениска в рутинную операцию, после которой у пациентов не будет проблем с коленным суставом. Более подробно разработка американских учёных описана в издании ACS Biomaterials Science and Engineering. Впрочем, мениск – не единственное, чем может похвастаться трёхмерная печать. К примеру, медикам эта технология помогает успешно "ремонтировать" кости и создавать зубы, которым не страшен кариес. Также мы рассказывали об операции по пересадке свода черепа, который был напечатан на 3D-принтере.
Вести.РУ
26.04.2017 17:31
Показать еще