Помоги проекту - поделись книгой:
Да. А что вы скажете, узнав, что из воды можно получить к тому же висмут, железо, палладий, цинк, молибден и еще 13 различных элементов?
Работу, благодаря которой был получен этот результат, ученые Магнитогорского горно-металлургического института, ныне Магнитогорский государственный университет им. Г.И. Носова, начали еще в 60-е годы прошлого века под руководством тогда еще кандидата, а ныне доктора технических наук Николая Ивановича Иванова. О получении из воды новых элементов тогда не задумывались, а занимались упрочнением металлов, подвергая, в частности, расплавленную сталь действию электрических разрядов. Далеко не каждую научную работу венчает успех. Эксперименты со сталью прекратили. Но накопленный опыт ученые решили использовать для очистки сточных вод городов и промышленных предприятий.
Задача эта крайне важная. Знаменитый физик Нильс Бор сказал когда-то: «Человечество не погибнет от ядерной войны, гораздо раньше оно задохнется в собственном мусоре…»
Возможно, сказано слишком сильно, однако здравый смысл в этой фразе, несомненно, есть. Но вернемся к рассказу о работе магнитогорских ученых. Для нас грязь — это жирное пятно на брюках, для ученых — всего лишь комбинация определенных химических веществ и элементов. Ученые подвергли действию электрических разрядов различные образцы сточных вод и обнаружили, что вода становится заметно чище. Осадку же, который оставался после очистки воды, планировали найти полезное применение — использовать его, к примеру, для производства бетона или кирпичей. Но, сделав его химический анализ, удивились: осадок содержал химические элементы, которых в исходном веществе быть не могло! Чтобы исключить ошибки, для следующей серии экспериментов взяли чистейшую дистиллированную воду.
Впрочем, слово» чистейшая» — из языка бытового. Как показал предварительный анализ, в воде содержались
После эксперимента в воде появились еще и
1, 5 — рабочие электроды; 2 — импульсные пусковые электроды; 3 — плазменный разряд; 4 — катушка Крукса.
В 1984 году, после многократных проверок авторитетнейшими лабораториями СССР, стало ясно, что в устройстве происходит то, что алхимики назвали некогда трансмутацией — превращением одних элементов в другие.
Устройство, в котором происходят все эти процессы, магнитогорские ученые называют «ядерным реактором». Но он не имеет ничего общего с теми реакторами, что применяются на атомных электростанциях. В нем нет ни миллиграмма урана или плутония, а потому не вырабатываются радиоактивные вещества и не возникают вредные излучения.
Отметим, что мы давно следим за развитием этой работы. Еще в 2000 году журнал впервые рассказал про необычное изобретение, запатентованное в нашей стране под названием «Способ получения элементов и устройство для его осуществления по патенту G21G 1/00, Р 1/24 2096846 C1», авторы Вачаев А.В., Иванов Н.И., Иванов А.П. и Павлова Г.А. (см. «ЮТ» № 10 за 2000 г.).
В общих чертах устройство представляет собою диэлектрическую трубу с обмоткой снаружи. В трубе расположены два рабочих электрода — медные трубки диаметром 10…50 мм. Поперек трубы установлены импульсные пусковые электроды. Наружная обмотка выполнена по принципу катушки Брукса с максимальной концентрацией витков в середине.
Устройство работает так. В реактор подают жидкость, например, воду. К обмотке подводят постоянный ток. К трубчатым электродам — напряжение от сети. Затем производят разряд конденсатора через пусковые электроды.
Разряд этот распределяется как слабо светящая пленка толщиной 10…50 мкм. Но плотность тока в области его сужения может достигать десятков тысяч ампер на квадратный мм, и это в тысячи раз больше, чем в обычных металлических проводниках. Несмотря на это, проходящая через реактор вода не закипает, а его работа даже не сопровождается шумом.
По мнению авторов, в узкой части разряда происходит отрыв электронов от ядер содержащегося в воде кислорода. Ядра разваливаются, но не как попало, а на устойчивые фрагменты. Самые мелкие из них — дейтоны — представляют собою «слипшуюся» пару протон-нейтрон. Пройдя «горячую» зону, дейтоны снова соединяются в атомы, но уже других элементов. Два атома кислорода могут, объединившись, стать, например, атомом кремния, гелия, или атомом фосфора, кислорода, алюминия… Вариантов много. В одних энергия поглощается, в других возникает ее избыток.
Реактор Вачаева — Иванова можно отрегулировать либо на получение новых элементов при минимальном количестве избыточной энергии, либо на получение энергии при минимальном количестве новых элементов. Ученые пропускали через реактор обычную речную воду и почти без затрат энергии получали из нее десятки новых химических элементов. Еще больший эффект наблюдался при обработке стоков промышленных предприятий и металлургических комбинатов. Таким образом, любое месторождение, дававшее прежде только железо, да и вообще чуть ли не любой ручей может стать месторождением полиметаллических руд.
А вполне возможно, что со временем реакторы Вачаева — Иванова будут согревать и освещать обычные сельские дома. Знай лишь подливай воду.
ВЕСТИ ИЗ ЛАБОРАТОРИЙ
Повелители радуги
Ученым удалось обнаружить «невиданное физическое явление», уверяет серьезный научный журнал Physical Review Letters. И добавляет следующие подробности.
Известный специалист в области кристаллографии Джон Джоаннопулос из Массачусетского технологического института, а также его коллеги Зван Рид и Марин Солджачич проводили эксперименты, пропуская ударные волны через так называемый фотонный кристалл. Такой материал состоит из нескольких слоев, каждый из которых по-разному пропускает свет. Слои можно использовать для того, чтобы отражать излучения только определенных частот, позволяя свету другой частоты проникать сквозь кристалл.
С помощью компьютерного моделирования ученые выяснили, что если по такому кристаллу ударить определенным образом или возбудить в его окрестностях ударные волны, то они воздействуют на кристаллическую решетку. Кристалл, который обычно пропускает, например, красный свет и отражает зеленый, может стать прозрачным для зеленого света и отражать красный.
Более того, исследователи установили, что фотонный кристалл можно спроектировать таким образом, что фронт ударной волны будет отражать входящий световой поток. В итоге свет многократно переотразится от деформированной и недеформированной частей кристалла, воспроизводя эффект «зеркальной комнаты». Причем после каждого отражения из-за эффекта Доплера свет будет менять свою частоту. При этом если направление движения ударной волны и света совпадает, то частота луча снижается, но возрастает, если движение обеих составляющих направлено навстречу друг другу.
В итоге примерно после 10 000 отражений, на что уходит около 0,1 наносекунды, свет может, например, из красного стать голубым. Или из видимого диапазона сместиться в инфракрасный. Изменяя кристаллическую структуру, можно заранее точно установить, излучение какой частоты войдет в кристалл и каким оно оттуда выйдет. Можно даже сжать излучение широкого диапазона в узкий пучок. «Иным образом этого не сделаешь, — говорит Джоаннопулос. — Обычные цветовые фильтры просто пропускают одни частоты и отражают другие. Поэтому значительная часть энергии теряется».
Сейчас исследователи и их коллеги из Ливерморской национальной лаборатории имени Лоуренса работают над тем, чтобы продемонстрировать новый эффект на практике. Например, они хотят возбудить в кристалле ударные волны, буквально… обстреливая его пулями. Еще один вариант — возбудить в кристалле акустические волны.
Именно этот вариант ливерморские физики намерены использовать для создания лазеров с очень широким диапазоном.
Химик Майкл Сэйлор из Университета штата Калифорния в Сан-Диего, разработавший гибкие фотонные кристаллы, подчеркивает, что новая технология позволит не только создавать более эффективные осветительные лампы и солнечные батареи. Она способна еще увеличить пропускную способность оптоволоконных линий связи, а также построить эффективные преобразователи тепла в свет и обратно.
Кроме того, как полагают некоторые исследователи, фотонные кристаллы могут пригодиться в шоу-бизнесе для получения искусственных радуг и прочих световых эффектов, изготовления проекционных телевизоров и дисплеев нового поколения, информационных табло и многих других приборов. Ведь по существу исследования этих чудо-кристаллов только начинаются.
1.
2.
3.
МОЖЕТ ЛИ СВЕТ БЫТЬ… ЖИДКИМ?
Испанский физик Хумберто Мичинел из университета города Виго столкнулся с удивительным явлением — он обнаружил капельки… света, пишет журнал «P.M.».
Исследователь проводил опыты с лазером, замедляя его лучи с помощью специально подобранных материалов. Моделируя происходящее на компьютере, ученый рассекал замедленные лучи лазера на отдельные импульсы, длившиеся несколько миллисекунд. Оказалось, что эти пучки света начинают принимать форму капель, да и вообще ведут себя как жидкость: они обладают поверхностным натяжением; лопаются, как капли воды, встречая препятствие.
До сих пор, с физической точки зрения, это считалось невозможным. Да, свет обладает не только волновыми, но и корпускулярными свойствами, например, оказывает давление. Но разве может свет превращаться в твердое вещество или жидкость, если он состоит не из атомов, а из фотонов? Тем не менее, в моделях Мичинела заманчиво кружились капельки света.
Конечно, экран дисплея — не лабораторная установка. Сделанные выводы нужно подтвердить экспериментами. Если свет и впрямь можно превращать в отдельные капли, то они найдут применение в оптическом компьютере. Причем подобные машины будут работать намного быстрее традиционных.
У СОРОКИ НА ХВОСТЕ
КТО ГОДИТСЯ В ТАНЦОРЫ? Недавно израильские ученые установили, что профессиональных танцовщиков отличают от других людей два гена, связанных с работой нейрогормонов. Как полагает психолог Ричард Эпштейн из Шейнфельдовского центра генетических исследований человека в общественных науках при Еврейском университете, эти гены вовлечены в передачу информации между нервными клетками. Первый регулирует уровень серотонина — вещества, которое в народе называют «гормоном чувств». А второй отвечает за выработку вазопрессина, который способствует особой выразительности движений.
Выводы исследователей были проверены на 85 танцовщиках и подающих надежды студентах, отобранных в разных хореографических училищах Израиля, и показали, что так называемый танцевальный тип людей характеризуется также повышенной общительностью.
НАШИ КЛЕТКИ УМЕЮТ ПЕТЬ! К такому неожиданному выводу пришел калифорнийский химик Джеймс Джимзевски. С помощью новейшей исследовательской аппаратуры он выяснил, что каждая клетка биологического организма, кроме всего прочего, умеет вибрировать, при чем на разной частоте. А стало быть, имеет свой «голос». Причем погибающие клетки издают глухой низкочастотный шум, в отличие от здоровых, «пение» которых имеет более высокую тональность.
«А это значит, что мы, возможно, стоим накануне медицинской революции в диагностике: прослушивать пациента теперь имеет смысл даже на молекулярном уровне», — утверждает Джимзевски.
Кстати, несколько ранее этот же самый исследователь успел прославиться изобретением молекулярного микромотора диаметром всего 0,0000015 мм.
ЧТОБ НЕ РАСТАЩИЛИ ПО КАМЕШКУ… Оказывается, не только российским туристам свойственно прихватывать что-либо себе на намять. Недавно спохватились китайские власти, озабоченные тем, что от набегов туристов Великая Китайская стена страдает едва ли не больше, чем от атак кочевников в стародавние времена.
Что делать? В результате некоторого раздумья теперь решено на участке Цзюйюнгуань, особо часто посещаемом туристами, возвести дополнительную стену, которая, как, надеются ее создатели, защитит историческую реликвию от вандалов.
ДУХОВ МОЖНО БУДЕТ ВИДЕТЬ. Так, во всяком случае, утверждает британец Стив Уилсон. Недавно ему удалось запатентовать сенсор для обнаружения… привидений и духов. И сейчас он ищет спонсоров для запуска своего изобретения в промышленное производство.
В самом приборе, впрочем, нет ничего мистического. Уилсон уверяет, что духи обнаруживают себя, испуская электромагнитные волны определенного диапазона, а также вызывая местное понижение температуры окружающей среды.
ПОДРОБНОСТИ ДЛЯ ЛЮБОЗНАТЕЛЬНЫХ
Молния из микроволновки?
Эта загадка природы будоражит ученые умы уже не одну сотню лет. По свидетельствам очевидцев, красный, желтый или белый шар диаметром около 30 см чаще всего появляется во время грозы. Он свободно парит в воздухе от нескольких секунд до минут, затем внезапно исчезает, иногда взрываясь. Порой вместо шара наблюдаются молнии овальной, яйцевидной, продолговатой формы и даже с щупальцами, как у медузы.
Что это? Шар из плазмы, образовавшейся при ударе обычной молнии в подходящий объект? Тогда она должна быстрее погаснуть, да и температура ее недостаточно высока, считают теоретики. Есть теоретические модели, в которых шаровая молния состоит из положительно и отрицательно заряженных ионов или из горячего кварцевого геля. Однако ни одна из моделей пока не является общепринятой.
Несколько раз нечто похожее на шаровую молнию удавалось получать и в научных лабораториях. Например, вот уже более полувека шаровые молнии исследуют в Петербурге. Недавно в одной из лабораторий Петербургского института ядерной физики РАН, где работают кандидат физико-математических наук А. Егоров и его ассистент Г. Шабанов, заработала новая экспериментальная установка. Однако пока нет гарантий, что в лаборатории получилось именно то, что люди иногда наблюдают в природе.
Физикам из Тель-Авивского университета с помощью 600-ваттного магнетрона от бытовой микроволновой печи удалось получить огненный шар, похожий на шаровую молнию. Причем аппарат израильтян отличается от обычной микроволновки лишь тем, что вся мощность излучения концентрируется в объеме порядка одного кубического сантиметра. Исследователи нагревали таким образом участки кремния, германия, стекла, базальта и керамики, а затем «выдергивали» раскаленную каплю силовым полем. Она тотчас превращалась в светящийся парящий шар диаметром около трех сантиметров, с щупальцами, как у медузы.
Шар существует недолго — всего несколько миллисекунд, и потому его точный состав еще предстоит выяснить. «По всей видимости, он содержит нейтральные атомы, кластеры, ионы и частички материала, которые продолжают окисляться в воздухе, — полагают ученые. — Увеличение мощности установки, а также подбор материала для экспериментов, в принципе, могут значительно продлить жизнь шара»…
Пока нельзя сказать, помогут ли эти эксперименты Лучше понять природу шаровой молнии. Но даже если этого не случится, ученые надеются, что раскаленные шары пригодятся, например, технологам для нанесения различных покрытий.
РАЗБЕРЕМСЯ НЕ ТОРОПЯСЬ
Крест на клонировании грозят поставить события наших дней
Овечка Долли, появившись на свет в 1996 году в результате клонирования шотландскими учеными, произвела на весь мир эффект разорвавшейся бомбы. Появились многочисленные публикации о том, что теперь можно будет решить многие проблемы развития животноводства, и о том, что не за горами клонирование людей.
Однако время шло, но люди-клоны все не появлялись. А тем временем становились достоянием общественности факты, отнюдь не радующие поклонников клонирования.
У той же овечки Долли оказался не только скверный характер, но и множество болезней, присущих обычно овцам весьма почтенного возраста. Выходило, что она как будто родилась на свет уже старой. Зародилось предположение, что клон перенимает, кроме генетических особенностей организма, от которого взяты клетки, еще и неизгладимый отпечаток его возраста.
Это подтвердила скорая смерть не только самой Долли, но и других клонов. Например, недавно умерла первая австралийская овца-клон Матто Матильда, которая родилась в 2000 году, спустя четыре года после Долли.
Австралийская овечка с выдающимися племенными качествами должна была положить начало новой породе овец, которые приносят Зеленому континенту миллиарды экспортных долларов ежегодно. Однако теперь проект под угрозой.
Хотя, по свидетельству ученых, в день смерти Матильда излучала здоровье, была резва как никогда и посмертное исследование внутренних органов животного не выявило никаких заболеваний, ее внезапная кончина дала новые козыри в руки противникам клонирования. Уже выдвинута гипотеза, согласно которой овечка-клон оказалась подвержена так называемому «синдрому внезапной смерти».
Если это действительно так, то кто может гарантировать, что ничего подобного не случится с другими клонированными организмами, в том числе и с человеческими? Большинство мировых лабораторий не начинают опыты по клонированию человека не только из-за законодательных запретов: у исследователей до сих пор нет уверенности в том, что клонирование безопасно для будущего организма.
По словам известного российского генетика Евгения Рогаева, современная технология клонирования такова, что в результате получаются хромосомы с укороченными концами. Многие и ранее полагали, что это «укорочение» уменьшает продолжительность жизни, но доказательств не было. Возможно, после случая с Матильдой ученые вынуждены будут вернуться к тщательной проверке этой гипотезы.
Потерпело крах и так называемое коммерческое клонирование. Три года назад многие СМИ дали информацию о начале клонирования домашних животных по заказу.
Летом 2003 года Никки, любимый кот жительницы Техаса, умер в возрасте 17 лет от старости. Однако перед смертью его хозяйка заплатила 50 тысяч долларов за воссоздание точной копии — клона своего любимца.
Биотехнологи пересадили ДНК Никки в яйцеклетку, из которой предварительно удалили ядро. Затем оплодотворенную яйцеклетку вживили суррогатной матери, и та выносила котенка. Однако его дальнейшее существование вызвало шумные споры. Во-первых, представители фирмы были вынуждены признать, что от 15 до 45 процентов клонов погибает в течение месяца после появления на свет, а еще треть не доживает до двухмесячного возраста. К тому же клоны только теоретически являются точными копиями своих генетических родителей. На практике все обстоит гораздо сложнее — потомки-клоны отличаются от предков не только характером, но даже внешне.
Поделиться книгой: