О нанотехнологиях и проблемах веганства
Если первый день пикника для гиков лекторий Университета ИТМО был посвящен продвижению инновационных стартапов, то второй день привлек поклонников выступлений формата Science Slam и научно-популярных лекций. Так, Сергей Василевицкий развенчал мифы о полноценности веганского питания. По словам спикера, необдуманное веганство из-за нехватки необходимых микроэлементов и витаминов вызывает ряд негативных последствий — разрушение костей и зубов, а также агрессивное поведение. В зону риска попадают и люди, постящиеся или придерживающиеся диеты: они страдают от нехватки жизненно необходимого витамина B12. Этот витамин человек может получать только извне, из животной пищи. Есть трудности и с получением полезных веществ из орехов и зерен, которыми так любят лакомиться, например, сыроеды. Несмотря на заявленное количество витаминов в том же фундуке и миндале, усвоить их почти нереально: всему виной фитиновая кислота, которая буквально «запирает» те же кальций, цинк и медь. Помочь справиться с недостатком белка и жизненно необходимых микроэлементов помогут ферментированные растительные продукты, а также употребление пророщенных злаков и других сельскохозяйственных культур.
О нанотехнологиях на острие иглы рассказал аспирант кафедры нанотехнологий и материаловедения Михаил Жуков. Он буквально «на пальцах» рассказал об устройстве современных микроскопов, работающих на уровне атомов.
«Первое упоминание о нанотехнологиях было еще задолго до того, как этому феномену дали название. Это было выступление известного физика Ричарда Фейнмана в 1969 году, который рассказывал о „маленьких технологиях“. В 1974 году профессор Норио Танигути ввел термин „нанотехнологии“. Но по-настоящему это понятие распространилось после разработки сканирующего зондового микроскопа. Сейчас человечество изучило очень многое и углубилось в мир маленьких технологий и огромных пространств — нанотехнологий и космоса. Это интересно, и здесь следует „копать“ ученым», — отметил молодой ученый.
По словам Михаила Жукова, прообразом сканирующего туннельного зондового микроскопа стала игла винилового музыкального проигрывателя. Общей чертой сканирующих зондовых микроскопов является то, что исследователь с их помощью не рассматривает что-либо с помощью традиционных методов микроскопии, а буквально «ощупывает» посредством специальной иглы.
Science Slam на свежем воздухе
Немало гостей GEEK PICNIC привлекли выступления трех молодых ученых в формате научного стендапа. Свои децибелы аплодисментов получали ребята из МФТИ, МИСиС и Университета ИТМО. Петербуржцы, которые следят за проведением Science Slam в городе, уже могли слышать про разработки москвича из МФТИ Юрия Стебунова, который хочет создать биосенсор для тестирования лекарств, и аспиранта Святослава Гусева, развивающего проект неинвазивного глюкометра. Победителем же Science Slam на открытом воздухе стал «новичок» петербургской сцены Андрей Новицкий из МИСиС. Молодой ученый доходчиво объяснил, как зарядить телефон с помощью костра. Начал он свое выступление издалека: с рассказов о космосе и космических исследовательских аппаратах «Новые горизонты», Curiosity и «Вояджер». Так, эти космические аппараты получают энергию с помощью нагреваемых с одной стороны и охлаждаемых с другой термоэлектрических материалов, а источником тепла является распадающийся радиоактивный изотоп.
«Получается такая картина: те электроны, которые находятся на горячей стороне, захотят охладиться и „побегут“ к холодной стороне. В принципе, если нас поджечь, мы тоже побежим… Всем мы помним, что у электрона отрицательный заряд, и там, где горячая сторона, электронов мало, а там, где холодная — много. По сути, получается всем нам знакомая батарейка, у которой сверху „плюс“, а снизу „минус“. И чем больше разница температур на верхней и нижней стороне, тем мощнее такая батарейка», — отметил Андрей Новицкий.
По словам ученого, такие технологии хотят применять в автомобилях. Хоть источников тепла на Земле много, существует проблема: под каждую из температур нужен свой термоэлектрический материал, а термоэлектрических материалов с широким температурным диапазоном сейчас нет. Над решением этой задачи работает немало ученых, в том числе сотрудники ФТИ им. Иоффе РАН.
Большую роль в работе термоэлектриков играет квазичастица под названием фонон, которая, как говорит Андрей Новицкий, переносит тепло. Поэтому для создания высокоэффективных термоэлектриков применяется наноструктурирование, позволяющее создавать множество границ зерен в материале. Эти границы в свою очередь являются барьерами для фононов, но при этом электрон может проходить сквозь них. Так и достигается высокая электропроводность и низкая теплопроводность. Сам Андрей Новицкий занимается исследованием оксиселенидов, формирующих слоистую структуру, которая изначально имеет низкую теплопроводность. А применение для оксиселенидов вышеописанных нанотехнологий помогает достичь больших значений термоэлектрической эффективности. Практическая сторона использования таких технологий очень приятна: с ростом эффективности термоэлектрических материалов от костра можно будет заряжать не только телефоны, но и что-нибудь побольше.
Утиные истории
Специальным гостем от Университета ИТМО стал приглашенный на GEEK PICNIC лауреат Шнобелевской премиии Кис Меликер. Директор естественнонаучного музея Роттердама рассказал об исследованиях, которые рассмешили и заставили задуматься целый мир, — именно такие открытия получают Шнобелевку. Сам Меликер получил свою награду благодаря печальной случайности: как-то раз в окно здания, где он работал, врезался селезень. Чуть позже он стал свидетелем еще более странного зрелища: живой представитель того же вида, подлетевший к месту происшествия, счел труп птицы вполне привлекательным в качестве полового партнера. Вместо того, чтобы пожать плечами и забыть об этой истории, биолог решил досконально изучить вопрос. Первым итогом наблюдений стала научная работа, которая на тот момент — а это было больше 13 лет назад — не пользовалась успехом у читателей.
«Позже мне позвонили из Гарварда и сообщили, что я стал лауреатом Шнобелевской премии. Она присуждается тем ученым, которые ведут исследования, которые сначала заставляют вас засмеяться, а потом задуматься. Звучит неплохо, решил я, и принял премию. Вручение представляет собой обширную церемонию, собирающую полтысячи человек, которые кидают в вас самолетики. Статуэтка делается из самых дешевых материалов, а в последние годы победители получают в качестве денежного поощрения 10 триллионов долларов… правда, зимбабвийских — вы можете купить их за пять евро на eBay. Вручают премию настоящие лауреаты Нобелевки, кстати», — рассказал ученый.
Кроме шуток, некоторые лауреаты премии были авторами вещей, которые могут спасти жизнь. Например, победительница 2009 года разработала бюстгальтер, который в случае чрезвычайной ситуации превращается в защитную маску. Обладательница Шнобелевки в свое время работала врачом во время катастрофы в Чернобыле. Она подсчитала, что, если бы люди, которые там работали, имели бы подручную маску для защиты дыхательных путей, жертв и пострадавших было бы куда меньше.
Возвращаясь к истории об утках, ученый отметил, что, хоть его исследование о поведении животных было подано в несколько шуточном виде, у нее есть большой подтекст.
«Понятно, что история с утками забавна. Однако она заставляет нас задуматься о вопросах биологического разнообразия сексуального поведения как среди животных, так и людей», — заключил Кис Меликер.
Подробнее о первом дне феста и о том, что еще можно было посмотреть на GEEK PICNIC, читайте по ссылке.
