Самые интересные открытия ученых за последнюю неделю марта

Технология получения композита для хранения водорода, комплексное исследование минеральных вод Ессентукского месторождения, новый метод сканирующей микроскопии, смесь из природных компонентов, которая активно поглощает углекислый газ и оксиды азота — об этих и других важных инновациях российских ученых по версии Минобрнауки РФ, Российского научного фонда и РАН читайте в материале.




Новый результат Байкальского нейтринного телескопа потребует пересмотра современных моделей

Ученые провели анализ направлений прихода нейтрино с энергиями выше 200 ТэВ, которые зарегистрировал глубоководный нейтринный телескоп Baikal-GVD в 2018–2023 годах. Исследования подтвердили, что поток таких нейтрино от плоскости Млечного Пути существенно выше, чем предсказывает современная теория галактических космических лучей. Полученный результат требует пересмотра моделей происхождения и распространения космических частиц высокой энергии в нашей Галактике.

Астрофизики давно предсказывали, что взаимодействие космических лучей с заполняющим диск Млечного Пути газом должно приводить к рождению нейтрино высоких энергий, а значит Млечный Путь должен выделяться на карте неба в нейтрино. Однако высокоэнергетические галактические нейтрино долго не удавалось зафиксировать.

Впервые нейтринное излучение с энергиями выше 200 ТэВ от Млечного Пути обнаружили российские ученые в данных нейтринной обсерватории IceCube в Антарктиде в 2022 году. Новые результаты Baikal-GVD подтвердили наличие потока галактических нейтрино с надежно определенными по каскадам энергиями выше 200 ТэВ.

Перспективный материал для хранения водорода получили в Томске


Сотрудники Инженерной школы ядерных технологий Томского политехнического университета улучшили свойства композита на основе гидрида магния для хранения водорода.  Благодаря разработанной технологии ученым удалось более чем в два раза снизить температуру выхода водорода и добиться увеличения обратимой емкости материала по сравнению с самым изученным металлогидридом для хранения водорода.
При синтезе впервые использовали наноразмерный никель, полученный методом электровзрыва проводников. Нанопорошок смешали с гидридом магния в шаровой планетарной мельнице и получили структуру ядро-оболочка, в которой магний выступает ядром, а наноникель — оболочкой.

Металлогидридный метод хранения водорода считается одним из наиболее безопасных и эффективных. Водород хранится в связанном химическом виде, при необходимости металлогидрид нагревают и происходит десорбция (выход) водорода из материала. Хранение водорода является ключевой технологией в таких областях, как стационарная энергетика, портативная энергетика и транспорт.

Российские ученые обобщили данные исследований генетических причин невынашивания беременности


Ученые НИИ медицинской генетики ТНИМЦ РАН проанализировали данные научных статей 2006-2023 гг., в которых речь шла об обнаруженных CNV (вариаций числа копий ДНК) при спонтанном невынашивании беременности. Они указали, что CNV выявляются примерно у 14% спонтанных абортусов с предварительно установленным нормальным хромосомным набором.
Исследователям удалось обнаружить наиболее частую микроструктурную хромосомную перестройку у спонтанных абортусов: это делеция 22q11.2, ассоциированная с синдромом Ди Джорджи (распространенное хромосомное заболевание, при котором нарушается эмбриональное развитие и формируется характерный врождённый порок сердца).

«Результаты данной работы демонстрируют значимость дополнительных генетических факторов, остающихся вне поля зрения специалистов при проведении стандартной диагностики причин спонтанного прерывания беременности и консультирования супружеских пар по результатам генетических тестов. Согласно современным оценкам, ежегодно порядка 23 миллиона женщин в мире сталкиваются с потерей беременности. Соответственно, есть необходимость дополнить существующие рекомендации диагностики причин ранних репродуктивных потерь новыми технологиями анализа эмбрионального генома», — рассказал руководитель лаборатории онтогенетики НИИ медицинской генетики Томского НИМЦ, заместитель директора по научной работе Томского НИМЦ доктор биологических наук, профессор РАН Игорь Лебедев.

Изучение минеральных вод помогло узнать о биосфере древней Земли


Подробный анализ минеральных вод Ессентукского месторождения помог больше узнать о биосфере древней Земли. Благодаря комплексным исследованиям геохимических особенностей и микробных сообществ водоносных горизонтов ученые зафиксировали уникальную экосистему, которая может служить моделью древнейших экосистем.

С точки зрения фундаментальной науки результат этих исследований позволил заглянуть в далекое прошлое нашей планеты. В водоносных горизонтах Ессентукских минеральных вод ученые обнаружили четыре абсолютно различных подземных экосистемы.

Микробные сообщества в них оказались современной моделью тех, что населяли Землю во время трех наиболее значимых событий в истории жизни на Земле: возникновения последнего общего предка всех живых организмов (last universal common ancestor, или LUCA), накопления залежей железистых кварцитов и появления кислорода в атмосфере («кислородная катастрофа»). В своей работе исследователи впервые выявили современную экосистему, подобная той, в которой мог доминировать LUCA.

Создан новый метод сканирующей микроскопии


Российские ученые с коллегами из Франции разработали новый метод сканирующей микроскопии, который позволяет с нанометровым разрешением отслеживать появление квантовых вихрей в сверхпроводящих материалах и манипулировать их свойствами. Это поможет более точно и быстро выявлять дефекты в сверхпроводниках и устройствах на их базе.

По словам ученых Центра научной коммуникации МФТИ, метод позволяет не только визуализировать дефекты, но и изучать их влияние на сверхпроводящие свойства. Это важно для создания новых квантовых устройств. Разработанный подход позволяет максимально точно визуализировать квантовые вихреобразные структуры, существование которых предсказали в 1950 гг. советские физики Лев Горьков и Алексей Абрикосов при разработке теории сверхпроводимости. Они обнаружили, что в некоторых материалах, которые ученые сейчас называют сверхпроводниками второго рода, могут возникать особые магнитные «воронки», окруженные сверхпроводящей средой.


Присутствие этих квантовых структур (вихрей Абрикосова) делает их интересными для создания квантовых сенсоров и вычислительных устройств, однако для этого нужно понимать, как возникают эти «воронки» и как ими можно управлять. Новая методика микроскопии одновременно позволяет решать эти задачи.

Арктические газоны замедлят глобальное потепление

Искусственные почвы могут активно «впитывать» парниковые газы, особенно в холодном климате, к такому выводу пришли ученые РУДН в составе исследовательского коллектива. Специалисты создали специальную смесь из природных компонентов, которая поглощает углекислый газ и оксиды азота в два раза больше, чем обычные почвы в арктических лесах.

Ученые протестировали способность таких смесей (техносолей) разного состава поглощать оксиды углерода и азота из воздуха на территории города Апатиты. Эксперимент, длившийся 14 месяцев, помог установить, что годовое поглощение углерода растениями на изученных техносолях должно оказаться в два раза выше, чем выделение углекислого газа из почв арктического региона при незначительном росте объемов выделяемого газа. Однако при использовании тех же составов в умеренном климате объем выделяемого углекислого газа вырастет на треть по сравнению с «местными» почвами.


Полученные результаты помогут при разработке рекомендаций по использованию почвенных смесей определенного состава в городском озеленении. Это позволит учесть экологический эффект таких почв, что особенно важно для создания комфортной и устойчивой городской среды в условиях Арктической зоны России.