- Статьи
- Наука и техника
- На грани с фантастикой: водородные поезда и антиматерия как будущее космонавтики
На грани с фантастикой: водородные поезда и антиматерия как будущее космонавтики
Российские ученые нашли бактерии, способные работать в тяжелых условиях рудных месторождений, и синтезировали соединение для борьбы с болезнью Паркинсона, а также научились варить сверхполезный сыр. Тем временем по Италии к 2028 году начнут курсировать водородные поезда, а в ближайшие десятилетия человечество сможет отправиться за пределы солнечной системы. Подробнее об интересных новостях науки недели — в подборке «Известий».
Бактерия-экстремал добудет ценные металлы в самых сложных условиях
Ученые из Федерального исследовательского центра «Фундаментальные основы биотехнологии» РАН обнаружили в Талнахском месторождении медно-никелевых руд, расположенном в Красноярском крае, новый вид бактерий. Микроорганизм живет в экстремальных условиях и окисляет серу, участвуя тем самым в биовыщелачивании — природном процессе извлечения меди, никеля, кобальта и золота из содержащих серу руд. Новый вид может использоваться в составе микробных сообществ для экологичной переработки сырья при добыче полезных ископаемых в самых сложных условиях. Например, при высокой кислотности, температуре и присутствии тяжелых металлов.
В месторождениях руд живут бактерии, которые помогают получать в чистом виде ценные металлы, исходно связанные с серой. Микроорганизмы «убирают» серу из соединений с металлами, окисляя ее. Но большинство из них не работает в сложных условиях, поэтому ученые ищут новые окислители.
— Крайне интересными оказались отдельные свойства этих бактерий: они образуют крупные скопления из клеток на поверхности частиц серы, которые в перспективе могут повышать эффективность переработки руды. В сочетании с устойчивостью к экстремальным условиям это делает микроорганизм идеальным объектом для выщелачивания металлов даже в месторождениях со сложными рудами, — рассказала «Известиям» кандидат биологических наук, сотрудник лаборатории хемолитотрофных микроорганизмов ФИЦ «Фундаментальные основы биотехнологии» РАН Анна Панюшкина.
Найденный микроорганизм можно использовать как биохимического помощника при переработке руд. В перспективе это может сделать добычу более экологичной, потому что часть процессов, где сейчас приходится использовать более жесткие химические методы, можно будет перевести на биотехнологические рельсы.
Первый в мире водородный поезд для узкоколейных железных дорог
Проблему нехватки современных электропоездов в Италии решили швейцарский производитель подвижного состава Stadler и сардинский транспортный оператор ARST, официально приступив к реализации проекта первого в мире водородного поезда, разработанного для узкоколейных железных дорог.
Согласно планам, новые составы начнут появляться на линиях уже к 2028 году и сократят выбросы углекислого газа более чем на 2100 т в год по сравнению с дизелями. Единственным продуктом работы поездов станет водяной пар, так как водород будет производиться только с использованием энергии от солнечных электростанций, а зарядку тяговых аккумуляторов и питание электродвигателей на неэлектрифицированных участках пути обеспечит специальная силовая установка — вагон-модуль PowerPack, где размещены водородные баллоны и топливные элементы.
Новые составы станут не только более экологичными, но и более комфортными для пассажиров. Исчезнут вибрации и гул двигателей, характерные для дизельных поездов, в новых салонах появятся панорамные окна, низкопольные входы и современные системы кондиционирования.
Новую технологию создания полезных мягких сыров разработали на Кавказе
Ученые Северо-Кавказского федерального университета нашли способ варить кисломолочные сыры, которые будут улучшать пищеварение и укреплять иммунитет. Технология основана на переработке молока с сохранением свойств его природных компонентов.
Добиться этого помогут фильтры с микроскопическими порами для выделения молочных белков из цельного молока. Полученный с их помощью концентрат натуральных ингредиентов в строгой пропорции добавляется в сырную смесь и повышает биологическую ценность продукта. Кроме того, благодаря новым фильтрам в сыроварении можно будет использовать молоко второго и третьего классов, которое сейчас считается непригодным.
Новый метод исследователи уже апробировали в производстве сыра типа сулугуни и убедились, что полученный продукт отличается от магазинных аналогов более плотной текстурой и ярко выраженным кисломолочным вкусом. Разработанная в СКФУ технология уже запатентована на территории РФ. Постепенно она будет внедряться на крупных молочных предприятиях. В РНФ также добавили, что цикл производства такого продукта меньше зависит от поставок зарубежных ингредиентов (например, белковых концентратов) и оборудования.
Вещество из клубники восстановит движение при болезни Паркинсона
Ученые Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова и Московского физико-технического института синтезировали и протестировали соединение, способное эффективно восстанавливать двигательную активность при болезни Паркинсона. Эти свойства новой молекулы разработчикам удалось подтвердить в экспериментах на червях и рыбках, которые после воздействия нейротоксином и последующего лечения перемещались так же активно, как здоровые особи.
За основу вещества ученые взяли синтетическое соединение серратин (AN2) — аналог природного вещества уролитина А, которое содержится в гранатах и клубнике и уже известно способностью запускать аутофагию, то есть процесс удаления химического токсичного мусора, убивающего нейроны. На его базе исследователи синтезировали библиотеку из 27 новых молекул. По результатам экспериментов лидером среди синтезированных соединений стала молекула ОРА471.
После испытаний на мышах, рыбках и круглых червях новое соединение отнесли к классу умеренно опасных веществ, подтвердив его перспективность.
— Основной интерес нашей работы в том, что соединение действует не как классические симптоматические препараты, а затрагивает один из фундаментальных клеточных механизмов — аутофагию. Мы показали, что наша молекула способна активировать аутофагию и митофагию — удаление поврежденных митохондрий. В модели на рыбках это сопровождалось улучшением двигательной активности, — сказал первый автор исследования, младший научный сотрудник НИИ физико-химической биологии им. А.Н. Белозерского Александр Руденко.
По словам врачей, сейчас их возможности в терапии нейродегенерации ограничены смягчением симптомов, поэтому медики нуждаются в новых эффективных препаратах. Однако работа над перспективным средством только началась, и на его выход на рынок может потребоваться длительное время.
SpaceX и NASA рассказали о двигателях на антиматерии
Илон Маск в публикации в социальной сети X заявил, что следующим шагом после освоения Марса может стать создание двигателей с почти стопроцентным коэффициентом полезного действия, которые обеспечат возможность отправлять экспедиции даже за пределы солнечной системы. В качестве источника энергии для них будет использоваться антиматерия. Он подчеркнул, что ученые утверждают, что антиматерия состоит из аналогов частиц нашей материи с теми же массами, но противоположными зарядами: антипротонов, антинейтронов и позитронов.
По мнению миллиардера, разработка двигателей на антивеществе для полетов к другим звездным системам потребует инвестиций в размере $1 трлн. Это заявление привлекло внимание в том числе из-за поддержки со стороны главы NASA Джареда Айзекмана, который согласился с важностью этого направления для будущих миссий.
Однако на данный момент эта технология остается в основном теоретической областью. Хотя получение и удержание антивещества уже осуществляется в лабораторных условиях — например, в ЦЕРН промышленное производство необходимых объемов и создание работоспособных двигателей представляют собой колоссальную инженерную задачу. Комментарий главы NASA интересен тем, что агентство традиционно поддерживает фундаментальные исследования в этой сфере. Если руководство космического ведомства сделает акцент на разработке антиматерийных двигателей, это может привести к перераспределению бюджетов и ускорению работ.
