Кислород, экзопланеты, аккумуляторы

Присуждены научные «нобелевки»

97-летний Джон Гуденаф – самый великовозрастный из 
обладателей Нобелевской премии этого года© DANIEL LEAL-OLIVAS, AFP

Нобелевскую премию по физиологии и медицине дали за открытие механизма адаптации клеток к объему доступного кислорода. Справиться с его недостатком помогают гены, которые вовремя активируются универсальной системой организма. Поскольку кислород для жизни очень важен, у нас должны быть специальные механизмы, которые помогают вовремя почувствовать изменившиеся кислородные условия и приспособиться к ним. В ответ на гипоксию в организме повышается уровень гормона эритропоэтина. Он стимулирует формирование эритроцитов, содержащих гемоглобин, который связывает кислород. И чем больше эритроцитов, тем больше кислорода из легких отправится с кровью к клеткам тела.

Один из нынешних лауреатов, американский онколог Грегг Семенза, выяснил, что рядом с геном эритропоэтина есть участки ДНК, которые каким-то образом определяют понижение уровня кислорода. Семенза и еще один нобелевский лауреат этого года, британский молекулярный биолог Питер Рэтклифф, определили, что один и тот же механизм «кислородного чувства» работает в самых разных типах клеток. К 1995 г. Семенза и его коллеги смогли найти и в чистом виде выделить белок, который назвали HIF – hypoxia-inducible factor (фактор, индуцируемый гипоксией). Если кислорода для клетки становится мало, то число молекул HIF увеличивается и они связываются с определенными регуляторными участками ДНК перед геном эритропоэтина и еще перед множеством генов. Если же кислорода для клетки достаточно, уровень HIF падает: его расщепляет специальная молекулярная машина под названием протеасома. Она избавляет клетку от ненужных белков. Но как же расщепляющая машина понимает, что кислорода достаточно и нужно убавить количество HIF? Ответ на этот вопрос нашел третий лауреат – американский онколог Уильям Кэлин – младший. В 2001-м Рэтклифф и Кэлин-младший независимо друг от друга опубликовали статьи, в которых шла речь о том, что при достаточном количестве кислорода на белке HIF появляются химические модификации, в которых непосредственно участвует кислород. Если же кислорода мало, то и никаких модификаций на HIF нет, а значит, он остается невидимым для расщепляющих ферментов и ему никто не мешает активировать гипоксические гены. Расшифровка механизма клеточного кислородного чувства состоялась.

Нобелевской премией по физике отметили за понимание эволюции Вселенной и открытие первой экзопланеты. Награду решено разделить между тремя учеными. Причем первый из них – американец Джеймс Пиблс – получит половину премии. Его отметили «за теоретические открытия в физической космологии». С середины 1960-х на протяжении двух десятилетий Пиблс разрабатывал идеи, которые стали основой для становления космологии как науки. Наши современные представления о Вселенной сформировались на основе теоретических исследований этого ученого. В 1971-м вышла книга Пиблса «Физическая космология», которая вдохновила целое новое поколение физиков. Они вносили свой вклад в развитие этой науки не только с помощью теоретических изысканий, но и с помощью наблюдений и измерений. Спустя 400 000 лет после Большого взрыва Вселенная стала прозрачной, и лучи света смогли путешествовать в пространстве. И по сей день это ультрадревнее излучение окружает нас со всех сторон. В 1964 г. его случайно обнаружили два американских радиоастронома: Арно Пензиас и Роберт Уилсон, получившие в 1978 г. Нобелевскую премию. Их антенна улавливала отовсюду в космосе некий постоянный «шум». Они искали объяснение этому явлению в работах других исследователей, в том числе Джеймса Пиблса, поскольку он провел теоретические расчеты этого фонового микроволнового излучения. Но главный научный прорыв произошел, когда Пиблс уяснил, что температура этого излучения может дать информацию о том, сколько материи было создано в Большом взрыве. Позднее она «сгустилась», формируя галактики и скопления галактик, которые мы сейчас видим в космосе. Но это лишь 5% содержимого Вселенной. Остальные 95% – это пока неизвестные темная материя и темная энергия. Решение этой загадки за следующими поколениями физиков.

Вторую половину Нобелевской премии разделят швейцарцы Мишель Майор и Дидье Кело, которых отметили «за открытие экзопланеты, вращающейся вокруг звезды солнечного типа». В октябре 1995 г. эти ученые заявили о первом подтвержденном наблюдении за пределами нашей Солнечной системы экзопланеты, вращающейся вокруг звезды солнечного типа в нашей галактике, Млечном Пути. Пользуясь сверхточным спектрометром, Майор и Кело обнаружили покачивание звезды 51 Пегаса с периодом 4,23 суток. Оно вызывалось находящейся рядом со звездой гигантской планетой, сравнимой по размерам с Юпитером. Она получила сначала стандартное название 51 Пегаса b, а затем и собственное имя – Димидий. Открытие новоиспеченных нобелевских лауреатов ознаменовало начало революции в астрономии. С тех пор в Млечном Пути обнаружили более 4000 экзопланет. Ученые надеются, что поиски и исследования таких небесных тел позволят найти ответ на вечный вопрос о том, есть ли в космосе другая жизнь.

Нобелевскую премию по химии присудили за разработку литий-ионных аккумуляторов. Без них попросту немыслима нынешняя жизнь. Именно эти перезаряжаемые источники питания с успехом используются в самых разнообразных электронных устройствах. Зародившаяся почти полвека назад технология пришла в каждый дом. Над совершенствованием литий-ионных аккумуляторов на протяжении десятков лет работали многие исследователи. Нобелевский комитет выделил троих из них.

Среди отмеченных наградой – американец Стэнли Уиттингэм. В 1970-х он проводил работы по созданию перезаряжаемой электрической батареи на основе лития. Сложность заключалась в подборке наиболее подходящих материалов для электродов, которые должны одновременно накапливать и отдавать литий, да еще делать это многократно. К тому же конструкция в целом должна была быть не только безопасной, но и дешевой.

Второй нобелевский лауреат – американец Джон Гуденаф (самый пожилой из награжденных, в этом году ему исполнилось 97 лет). В 1980-м он предложил использовать в литиевой батарее в качестве катода соединения на основе оксида кобальта вместо применявшихся ранее сульфидов металлов. Выбор нового материала оказался очень удачным. Катод на его основе мог эффективно впускать в себя и выпускать обратно ионы лития, которые обратимо встраивались в его кристаллическую структуру.

Выпуск первой серийной литий-ионной батареи был уже не за горами. Но для этого надо было решить еще несколько проблем. Например, требовалось избавиться от металлического лития, который использовался в качестве второго электрода. Выяснилось, что с такой задачей великолепно справляется графит. Он обладает слоистой структурой, и в пространство между слоями атомов углерода могут «заходить» другие атомы, особенно если они небольшого размера, как раз такие характерны для лития. Еще одна проблема заключалась в подборе стабильного электролита, по которому ионы лития могли бы перемещаться от электрода к электроду. Собрать воедино все оптимальные элементы и сделать конструкцию аккумулятора надежной и безопасной удалось в 1985 г. – именно тогда японец Акиро Ёсино предложил первый прототип литий-ионного аккумулятора, который уже можно было запускать в серийное производство. Правда, для этого потребовалось еще шесть лет. Именно Ёсино стал третьим лауреатом Нобелевской премии по химии.

 

Сергей ХАУДРИНГ

Уважаемые читатели!

Старый сайт нашей газеты с покупками и подписками, которые Вы сделали на нем, Вы можете найти здесь:

старый сайт газеты.


А здесь Вы можете:

подписаться на газету,
приобрести актуальный номер или предыдущие выпуски,
а также заказать ознакомительный экземпляр газеты

в печатном или электронном виде

Поддержите своим добровольным взносом единственную независимую русскоязычную еврейскую газету Европы!

Реклама


Сон на таблетках

Сон на таблетках

Насколько он полезен, насколько вреден?

Хотя бы одно из двух – но лучше первое

Хотя бы одно из двух – но лучше первое

Страшнее Schufa зверя нет?

Страшнее Schufa зверя нет?

Теперь и его делают менее страшным

Личность для удостоверения – только в цифровом формате

Личность для удостоверения – только в цифровом формате

Вялятся на корню

Вялятся на корню

Новый вид помидоров черри

Изменяющий правила игры

Изменяющий правила игры

Портативный электромобиль-трансформер

Возраст «делает ноги». Или наоборот?

Возраст «делает ноги». Или наоборот?

С годами отказывает не только сердце

Холод в конечностях

Холод в конечностях

Как их согреть?

E-Rezept – это не страшно!

E-Rezept – это не страшно!

Процедура его выдачи и применения упростилась. Что нужно знать пациенту

Не путать с лекарствами – это всего лишь NEM!

Не путать с лекарствами – это всего лишь NEM!

Когда молчание не золото

Когда молчание не золото

Анализ речи предотвращает сердечный приступ

Силой мысли

Силой мысли

Илон Маск наконец-то чипировал человеческий мозг

Все статьи
Наша веб-страница использует файлы cookie для работы определенных функций и персонализации сервиса. Оставаясь на нашей странице, Вы соглашаетесь на использование файлов cookie. Более подробную информацию Вы найдете на странице Datenschutz.
Понятно!