Создан металл, который не тонет в воде

Всем известно, что металлы — довольно тяжелый класс веществ, который обладает высокой плотностью и (если мы не говорим об особых сплавах или сверхтонких листах наподобие фольги) зачастую тонет в воде. Однако исследователи из Университета Рочестера смогли создать металл, который просто отказывается тонуть. Даже если его специально погрузить под водную гладь — он всплывет на поверхность.

Непотопляемый металл — это что-то новенькое!

За разработку отвечает профессор кафедры оптики и физики Университета Рочестера Чунлей Го и его команда.

Для создания нового материала исследователи применили новаторский метод, использующий фемтосекундные вспышки лазеров для «травления» поверхности металлов. То есть очень быстрые и интенсивные вспышки лазеров создают на поверхности металла микро- и наноразмерные узоры, меняя структуру вещества. Благодаря этому поверхностный слой металла может захватывать воздух и удерживать его, что делает поверхность металла «супергидрофобными» или, попросту говоря, водоотталкивающими.

Подобный подход может привести к созданию непотопляемых кораблей. Или же к разработке электронных устройств, который будут мало того, что плавать на поверхности, так еще и будут практически полностью водонепронецаемыми. — говорит профессор Чунлей Го.

Однако в ходе испытаний исследователи обнаружили, что после длительного погружения в воду поверхности могут начать терять свои гидрофобные свойства. И тогда внимание ученых привлекли…пауки и муравьи.

Например, водоплавающие пауки Argyroneta создают подводную куполообразную паутину—так называемый водолазный колокол, которую они заполняют воздухом, который они перенося с поверхности на своих ногах и брюшке. Точно таким же образом некоторые виды муравьев способны формировать «водяной пузырь», удерживая на поверхности тела пузыри воздуха.

Это очень интересное природное явление, — отмечают исследователи. Ключевым в данном случае является то, что супергидрофобные (SH) поверхности могут захватывать большой объем воздуха, что указывает на возможность использования SH-поверхностей для создания плавучих устройств.

В итоге команда ученых разработала структуру, в которой две металлические пластины точно также, как и ранее, покрыли крошечными «узорами». Только вот положили эти пластины друг на друга, обратив «рисунком» внутрь. Между пластинами оказалось достаточно места, чтобы захватывать и удерживать воздух, который не давал металлической структуре потонуть. 

При этом сверхгидрофобная структура остается на плаву даже после значительного структурного повреждения. В рамках эксперимента ученые сделали в пластинах 6 отверстий диаметром в 3 миллиметра и одно отверстие диаметром 6 миллиметров. Пластины при этом продолжали плавать на поверхности воды.

Металл продолжает плавать даже после значительных повреждений

Команда ученых утверждает, подобный процесс может быть применен для модификации любых видов металлов. Когда эксперты впервые испытывали новую технологию, им потребовался один час на то, чтобы модифицировать площадь металла размером 2,5 на 2,5 сантиметра. Теперь, используя лазеры в семь раз мощнее, процесс значительно ускорился и в целом, по словам разработчиков, «технология готова для коммерческого применения».

Источник ➝

В Китае нашли зеленую водоросль возрастом в миллиард лет

Q. Tang  et al. / Nature Ecology & Evolution, 2020

В северном Китае обнаружили самую старую зеленую водоросль. Окаменелости примерно миллиард лет, что соответствует ориентировочному времени появления зеленых водорослей. Тем не менее, эта находка обладает рядом продвинутых черт вроде многоклеточности и дифференцированных клеток, так что, по-видимому, оценка времени появления этого таксона оказалась занижена. Работа опубликована в журнале Nature Ecology & Evolution.

Для решения вопросов связанных с датировкой появления новых таксонов есть два основных подхода.

Первый — молекулярные часы, когда по разнице в ДНК современных видов определяют степень их родства. Этот метод позволяет прикинуть очередность расхождения разных групп организмов, но в то же время не дает никаких абсолютных оценок. Поэтому для калибровки молекулярных часов используют палеонтологические данные, и чем они лучше, тем аккуратнее получится общая оценка. Но если исследуемое событие произошло давно, для него находится мало ископаемых или они вызывают сомнение, то точность датировки получаетя довольно низкой.

Эта проблема возникла и при датировке появления зеленых водорослей. Их появление это важное событие: они ближайшие родственники высших растений и доноры пластид для других водорослевых таксонов. Кроме того, зеленые водоросли предположительно были ключевыми продуцентами в морских экосистемах пока их не потеснили отдельные группы хромальвеолятных водорослей. По результатам недавних молекулярных работ они появились примерно миллиард лет назад в позднем мезопротерозое или раннем неопротерозое. Тем не менее, точность этой оценки невелика (сохраняется вероятность ошибки на несколько сотен миллионов лет), и вдобавок она не очень сходится с данными других работ. Самая старая до последнего времени находка зеленых водорослей датируется 0,8 миллиарда лет назад и не очень хорошо сохранилась, так что ее определение на основании внешнего вида затруднено.

Решению этого вопроса помогла находка новых ископаемых зеленых водорослей. Цин Тан (Qing Tang) из Политехнического Университета Вирджинии и его коллабораторы обнаружили их в районе Наньфень на севере Китая в породе возрастом в миллиард лет. В отличие от предыдущей, новая находка — водоросли дали имя Proterocladus antiquus — сохранилась гораздо лучше, и исследователи имели возможность в деталях рассмотреть ее под микроскопом.


Внешний вид окаменелости и реконструкция ее морфологии

Tang et al. / Nature Ecology and Evolution

На основании ее внешнего вида авторы статьи заключили что имеют дело с достаточно сложной водорослью, обладающей рядом продвинутых эволюционных признаков. Предположительно, самые ранние зеленые водоросли были одноклеточными, тогда как у P. antiquus сформировался ветвящийся многоклеточный таллом (тело водоросли) размером до трех миллиметров в высоту. Более того, клетки таллома оказались дифференцированы: помимо обычных вытянутых клеток в него оказались встроены округлые с утолщенной клеточной стенкой. Исследователи предположили, что это покоящиеся клетки для выживания в неблагоприятных условиях. Внешний вид таллома, способ ветвления и строение перегородок между клетками позволили отнести новый вид к сифонокладовым водорослям.

Новая находка означает, что средняя оценка времени, когда возникли зеленые водоросли, занижена. Если уже один миллиард лет назад на Земле среди них появились сложные многоклеточные формы, то самые примитивные таксоны вроде празинофитовых водорослей должны были сформироваться гораздо раньше. Авторы статьи считают что открытие P. antiquus поможет точнее откалибровать молекулярные часы и уточнить датировки.

В свою очередь, это поможет узнать какие группы водорослей доминировали в древнем океане и вкладывались в связывание и накопление углерода. Количество углерода, запасаемого в океане и сейчас очень велико, и водоросли по-прежнему играют в этом процессе важную роль. Так, недавно выяснилось что крупные (суб)литоральные водоросли активно участвуют в создании так называемого голубого углерода, который фиксируется в прибрежных районах и потом аккумулируется в глубине моря.

ПОЧЕМУ У ЧЕЛОВЕКА ИМЕННО ПО ПЯТЬ ПАЛЬЦЕВ НА РУКАХ И НОГАХ?

Загружается...

Популярное в

))}
Loading...
наверх