Category: наука

Category was added automatically. Read all entries about "наука".

Первая радуга года

Закрыли сегодня ледовый сезон. Открытый каток переоборудуется на весну и лето в площадку для любитей роликовых коньков. Прикинула, что с ноября намотала около 200 км. Ни одного воскресенья не пропустили – катались и в дождь, и в снег, и в ветер, как геологи в песне.) Но конькам моим, похоже, тоже конец пришёл – подошва под пяткой у ботинок начала отрываться. Думала, они вечные, а они и 16 сезонов не выдержали.)) Придётся к следующей зиме новые присматривать.

В награду, что и сегодня не испугались дождя, вот эта радуга:



Collapse )

Нужная ненужная матрица

Герминальная матрица или герминальный матрикс – это то, что отличает мозг недоношенного ребёнка от мозга малыша, родившегося в срок. Этот густо пронизанный кровеносными сосудами малюсенький бугорок — место зарождения специальных нервных клеток, выполнив свою функцию на внутриутробной стадии развития, исчезает к 32-й неделе беременности и потому полностью отсутствует у доношенных детей. Но если ребенок приходит на свет слишком рано, то герминальная матрица в его мозгу ещё не успела исчезнуть, и клубочек её кровеносных сосудов представляет угрозу для жизни малыша.  Опасность в том, что эти микроскопические сосудики незрелы, их стенки не имеют мышечного слоя, и легко могут порваться от колебаний давления, флуктуаций кровяного потока, и других причин. Это может дать старт кровотечению, в результате которого кровь попадет в желудочки головного мозга — произойдет инсульт. Результат – то, что называют церебральным параличом. У таких детей нарушаются движения рук и ног, страдают речь и зрение, иногда интеллект. Церебральный паралич не прогрессирует, но и не лечится, поэтому так важно научиться его предотвращать. Конечно, самое действенное средство – не допускать преждевременных родов. Но если уж они произошли, то как снизить риск развития кровотечения? Как уберечь паутинку сосудов герминальной матрицы от разрывов?

При помощи математических моделей ученые уже на протяжении пары десятилетий пытаются симулировать процессы мозгового кровообращения. И если первые модели были преимущественно камерными, когда каждая разновидность сосудов мозга — капилляры, вены, артерии — моделировались как отдельные, но связанные между собой блоки, то с развитием компьютерных технологий появляется возможность моделировать большие массивы сосудов (а их только в малюсенькой герминальной матрице сотни тысяч) в виде реальных по структуре сетей, информация о которых добывается путем томографических исследований. И появилась надежда, что такое моделирование позволит лучше понять причины кровотечений, определить неопасные пределы колебаний кровяного давления и потока крови и научиться их на этом неопасном уровне поддерживать.

Нобелевки бы не пожалела

Физико-химический эффект, конечно, известный – выделение тепла при окислении железа, фактически ускоренное ржавление, но как оригинально и с какой благородной целью использовано! Этот согревающий пластырь может быть разной формы, например, такой

В бугорках спрятан железный порошок, который при освобождении из вакуумной упаковки вступает в контакт с кислородом воздуха и начинает окисляться. Для ускорения реакции в качестве катализатора добавлен активированный уголь, а немного соли и воды образуют электролитную среду, необходимую для движения электронов атомов железа к атомам кислорода. Прошу прощения у химиков, которые здесь, конечно есть, за столь упрощённое объяснение сложной химической реакции,  рассчитанной так, что нагревание происходит до 40 градусов, и достигнутая температура держится около 8 часов. Больное место — например, спазмированные мышцы, испытывают при этом приятное расслабляющее тепло.

Вы скажете, что можно приложить обычную грелку, или даже электрическую, — тоже физика с электротехникой в конце концов.  Можно, конечно, но меня почему-то вышеописанная «химия и жизнь» восхищает своими нетривиальностью и удобством. Ну, и расковыряла я его (после использования, конечно), чтоб убедиться в подлинности описания. Как есть, без обмана — ржавая железная крошка внутри.) Упаковку не показываю – потому как не реклама это, а гимн людскому знанию.)

А у вас есть любимые номинанты на премию во благо человечества?

Ветер-ветер, ты могуч

Ветер часто непредсказуем, трудноизмерим — тем и опасен. Для взлетающих и садящихся самолётов в особенности. Пилоты нередко прекращают посадку и заходят на второй круг, если ветровые возмущения выходят за пределы дозволенных. В лондонском аэропорту Хитроу, например, в 2010 году зафиксировано полтысячи уходов на второй круг. Вот так в декабре 2014 года из-за сильного ветра не удалась первая попытка  посадки — ей был сделан «аборт»:

Крайне опасным ветром считается так называемый микровзрыв – когда ниспадающий воздушный поток ударяется о поверхность земли и растекается с образованием вихрей. Примерно вот так

Стрелочки показывают направление скорости ветра. Здесь возникают  коварные вертикальные составляющие ветра, заставляющие траекторию самолёта проседать вниз.

При небольшой высоте это может привести к катастрофе.  Микровзры ветра часто случается, например, в грозу. Но если иметь математическую модель такого опасного ветра, то можно встроить её в авиатренажёр для пилотов и заставлять их упражняться в этих нетривиальных условиях.

А если посмотреть на проблему шире и попытаться построить модель наихудшего ветра – ветра-противника, ветра с интеллектом, который всегда играет против пилота, то можно обучать лётчиков управлять самолётом в условиях таких наихудших ветровых помех.

Ну, и совсем хорошо было бы разработать автопилоты, способные справляться  с наихудшими ветровыми возмущениями. Наука, решающая подобные задачи, имеет немного ветреное название – дифференциальные игры, но на самом деле она совершенно серьёзна и глубока, поскольку способна вмешиваться в споры человека с природой.