Эврика! (дайджест новостей науки)

Заплатка к сердцу приживется

Пластырь из полимеров и углерода, помещенный на участок сердца, поврежденный во время приступа, способен стимулировать восстановление сердечной ткани. К такому выводу пришли ученые из университета Брауна.

Пока, правда, американские специалисты в кооперации с коллегами из Индии, сообщает журнал «Acta Biomaterialia», работали не с живым сердцем, а с клеточной культурой кардиомиоцитов и нейронов. Ученые призвали на помощь нанотехнологии и создали заплатку с поперечником 22 миллиметра и толщиной 15 микрометров. Она состояла из сети углеродных нанотрубок, скрепленных вместе при помощи биосовместимого сополимера PLGA. В качестве контрольного образца авторы работы взяли аналогичную по размерам заплатку, состоящую только из полимера.

Далее обе заплатки поместили на стеклянную подложку и высадили на их поверхность клетки сердца. После четырех часов поверхность комбинированной заплатки колонизировало в пять раз больше кардиомиоцитов, нежели поверхность контрольного образца. Кроме того, после четырех дней культивирования плотность нейронов в опытном образце была вдвое выше, чем в контрольном.

Таким образом, тест показал, что подобная нанотехнологическая заплатка способна стимулировать восстановление омертвевшего участка сердца, чего в обычных условиях никогда не происходит.

Ученые объясняют, что для такого процесса заживления важными оказались некоторые свойства заплатки — ее эластичность, а также хорошая электропроводность (как раз за счет углеродных нанотрубок). Последний фактор играет огромную роль, поскольку с помощью электрических сигналов в настоящем сердце клетки синхронизируют свою работу, добиваясь согласованного сокращения.

Авторы пластыря для сердца еще намерены усовершенствовать его и проверить, как этот материал будет отвечать на напряжения, вызванные работой сердечной мышцы, и насколько выращенные на таких «лесах» клетки работоспособны. А результаты нынешнего эксперимента обнародованы.

---------------------------------

Бактерии поделились кислородом

В период, когда на Земле бурно развивались ранние животные, содержание кислорода в воздухе было низким. Но это не помешало многоклеточным эволюционировать. Измеряя концентрацию кислорода и других соединений в бактериальных матах в лагунах венесуэльского архипегала Лос-Рокес, команда ученых из Канады, США и Франции раскрыла секрет.

Живые пленки в Лос-Рокес расположены в очень соленых водоемах, негостеприимных для большинства растительноядных созданий. Потому маты эти полностью покрывают дно лагун и очень похожи на аналогичные бактериальные пленки, существовавшие более 540 миллионов лет назад в эдиакарском периоде, когда ранние многоклеточные еще делали свои первые шаги.

Как объясняет «Nature Geoscience», в ту эпоху парциальное давление кислорода в земном воздухе составляло 0,1 атмосферы — слишком мало, чтобы бурно развивались какие-либо животные, кроме примитивных губок (современное парциальное давление кислорода — 0,21 атм).

Однако международная группа ученых, исследовавших лагуны Лос-Рокес, выяснила: хотя в этих водах уровень кислорода тоже нередко падает до 0,1 атмосферы, непосредственно вблизи матов и в их толще дневная концентрация O2 (парциальное давление) вырастает до 0,25 — 0,45 атм. Более того, в верхнем миллиметре бактериального мата содержание этого газа иногда поднимается до 1,05 атм — там нарабатывается практически чистый кислород.

Палеонтологи давно предположили, что ранние животные развивались в микробных матах, поскольку окаменелости или следы многоклеточных и колоний бактерий часто находят вместе. Но впервые исследователи показали, как бактериальные пленки могут работать в качестве поставщиков кислорода, необходимого для дыхания, а значит, для активного развития.

---------------------------------

Разглядели «подковы» у тарантула

То, что тарантулы прикрепляют ноги к поверхности при помощи паутины, доказали ученые университета Ньюкасла, сообщается в статье, вышедшей в «Journal of Experimental Biology». Для этого нейробиолог Клэр Ринд и ее коллеги тщательно изучили следы, которые оставляют пауки-птицееды: чилийский розовый (Grammostola rosea), индийский украшенный (Poecilotheria regalis) и мексиканский красноколенный (Brachypelma auratum).

Арахнологи поместили тарантулов на поверхность аквариума, вымощенную предметными стеклами, и при помощи микроскопа изучили, как те цепляются за поверхность. Оказалось, что при наклоне пауки едва заметно соскальзывали, но никогда не падали вниз. При этом было видно, что прядильные органы брюшка, используемые тарантулами для защиты шелком своих гнезд, никак не участвуют в процессе.

Тогда было решено более внимательно исследовать ноги тарантула, которые при большом увеличении похожи на ершистую щетку. Так между щетинками были обнаружены микроскопические прядильные трубки. Из таких отверстий и выделяется липкий секрет — капли вещества диаметром около 20 микрометров. Ранее же арахнологи полагали, что эти «выросты» помогают паукам чувствовать температуру поверхности.

Тарантулы считаются живыми ископаемыми, а значит, липкие следы могли оставлять предки всех современных пауков, однако позже измельчавшие виды, видимо, отказались от дополнительных прядильных органов. 

---------------------------------

Сенсорный экран — любая поверхность

Новое устройство способно превратить в сенсорный любой экран и даже поверхность стола. При этом пользователю не нужно дотрагиваться до монитора или столешницы, так как новая система ловит положение пальцев буквально на лету.

Новинку под названием «ZeroTouch» разработали специалисты из Техасского университета. Новинка представляет собой рамку с армией инфракрасных излучателей. Вперемешку между ними установлены 256 инфракрасных сенсоров. Когда пальцы человека или другие предметы прерывают некоторые из лучей, электроника вычисляет точку проникновения.

«Gizmag» сообщает, что эта технология может обнаруживать более 20 объектов одновременно. Разработчики системы «ZeroTouch» продемонстрировали также различные программы, использующие этот интерфейс, в частности, софт для рисования картинок и игру.

---------------------------------

Светодиоды взяли новую «высоту»

Сразу несколько компаний продемонстрировали свои вариации ламп, по виду мало отличающиеся от обычной лампы накаливания, но расходующие энергию гораздо эффективнее. Примечательна психологическая граница новинок: замена эквивалентна классической лампе мощностью 100 ватт.

Пожалуй, самое большое препятствие, стоящее на пути разработчиков светодиодных (LED) аналогов обычных ламп высокой яркости, — перегрев устройств. Вообще-то светодиоды не нагреваются столь же сильно, как лампы накаливания. Но температура тем выше, чем больше LED-чипов совмещено в одном источнике света. В то же время нагрев провоцирует снижение эффективности работы чипов и уменьшение срока службы лампы.

Тем не менее, прогресс позволил решить проблему в продуктах-новичках американских фирм «Switch Light Bulbs» и «Lighting Science Group», а также немецкой компании «Osram Sylvania».

По некоторым данным, в США такой источник света будет стоить чуть больше $ 20, окупится лампочка за год, так как расходует на 85 % меньше энергии.

Напомним, что правительства многих стран приветствуют переход от традиционных ламп накаливания на новые продукты, а кое-где и запрещают использование «классики». Но хорошей замены ей пока нет. Так, компактные люминесцентные лампы (КЛЛ) содержат небольшое количество токсичных соединений, которые высвобождаются при неправильном обращении и утилизации лампочек.

Светодиодные аналоги служат дольше КЛЛ, но действительно яркие модели до последнего времени отличались крупными размерами и невозможностью использования со стандартными патронами. 

---------------------------------

Шум идет в обход

Определенные ветер и температура воздуха способны переместить шум многополосной автомобильной дороги на приличное расстояние от самой магистрали, определили исследователи из Великобритании и США.

Ник Овенден из университетского колледжа Лондона совместно со своими коллегами из Аризоны решил выяснить, почему жители штата, проживающие на расстоянии более полукилометра от крупного шоссе, жалуются на громкие звуки автомагистрали в утренние и предзакатные часы. Для этого ученые собрали и проанализировали информацию об уровне шума, температуре воздуха и скорости ветра вплоть до высоты 300 метров над поверхностью, смоделировали возможное поведение звуковых волн и представили свои выводы на заседании акустического сообщества Америки.

Оказалось, что при определенных условиях звук, исходящий от потока машин вертикально вверх, преломляется на границе теплого и холодного воздуха таким образом, что возвращается обратно к земле. Происходит это только утром и вечером. А днем разогретая солнцем поверхность и соседствующий с нею теплый слой, плюс более холодный воздух над ним, напротив, позволяют звуковым волнам уходить в небо.

Похожим образом на перенаправление шума влияет и боковой ветер. «Discovery» сравнивает такое явление с призмой, преломляющей световые лучи под разными углами. Из-за погодных условий шум может обходить изоляционные заборы, возведенные вдоль многих автобанов. В связи с этим ученые отмечают, что инженерам всего мира при проектировании автомагистралей необходимо учитывать и местные метеорологические условия. Также нужно уменьшать общий шумовой поток за счет снижения гула двигателей машин, создания соответствующего покрытия для дорог и установки активных систем шумоподавления.