Топливо из пластика, искусственная еда, язык шимпанзе и вулканы на Марсе

  • 16 февраля 2019

В подборке самых интересных научных новостей недели:

Есть шанс превратить пластиковый мусор в жидкое топливо

Правообладатель иллюстрации Perdue University

Химики американского Университета Пердью разработали новый способ переработки отходов из полипропилена, который может сократить до 25% объем бытовых отходов из полимеров.

Речь идет о преобразовании пластика в жидкое топливо, которое может добавляться в бензин и дизтопливо.

"Наша технология способна повысить рентабельность утилизации мусора и значительно сократить объем пластиковых отходов мусора в мире", - говорит химик Линда Ванг, принимавшая участие в исследовании.

Метод основан на свойстве обыкновенной воды - при нагреве в условиях высокого давления она ведет себя одновременно как жидкость и газ. Такое агрегатное состояние называется сверхкритической жидкостью.

При нагреве до 500 градусов по Цельсию под давлением более 225 атмосфер в течение нескольких часов вода переходит в это состояние.

В этом виде вода может превращаться в смесь растворителя и катализатора, которая трансформирует молекулярную структуру полимеров и превращает отдельные виды пластика в жидкость (нафта, или лигроин), которая имеет сравнительно короткие углеродные цепочки.

Этот процесс гидротермального сжижения известен давно и используется в нефтеперерабатывающей промышленности - например, при ректификации тяжелых сортов нефти и удалении загрязнения из масел.

Гидротермальное сжижение и ранее пробовали применить для растворения полиэтилена, но без особого успеха.

Однако группе американских химиков недавно удалось преобразовать более 90% исходной массы полипропилена в нефтепродукты типа нафты, которые можно вполне рентабельно использовать при производстве различных сортов автотоплива.

Хотя полипропилен составляет лишь четверть от всего объема производимых в мире полимеров, он считается наиболее устойчивым из них. Так, пластиковый мешок из магазина распадется там только через 600 лет.

В настоящее время всего 20% всех пластиковых отходов перерабатывается в другие продукты. Недавнее решение Китая прекратить импорт пластиковых отходов для переработки привело к тому, что растущие объемы таких отходов сжигаются, загрязняя атмосферу канцерогенными газами.

Статья об этом напечатана в журнале ACS Sustainable Chemistry and Engineering.

Что общего в языке шимпанзе с человеческим языком

Правообладатель иллюстрации iStock

Лингвисты выяснили, что язык жестов, гримас и звуков, которыми обмениваются играющие шимпанзе, подчиняется тем же базовым принципам, которыми математики описывают естественные языки человека.

В рамках исследования, которое провели ученые британского Университета в Рохэмптоне, анализировались сотни видеозаписей шимпанзе, сделанных в заповеднике Будонго в Уганде.

Антропологам удалось выделить и оценить параметры 58 типов жестов, которым обменивались приматы.

Ученые искали в них признаки двух законов, которые описывают все формы человеческого общения - закона Ципфа об эмпирической закономерности распределения слов в языке, и закона Мензерата о крупных лингвистических конструкциях.

Уже известны исследования языка звуков шимпанзе, которые свидетельствуют, что эти законы справедливы и для него. Но ученые обнаружили, что язык жестов и гримас играет не менее важную роль в жизни приматов.

Закон Ципфа гласит: если все слова языка упорядочить по убыванию частоты их использования, то частота n-го слова в таком списке окажется приблизительно обратно пропорциональной его порядковому номеру n (так называемому рангу этого слова). Например, второе по используемости слово встречается примерно в два раза реже, чем первое, третье - в три раза реже, чем первое, и так далее.

Ученые обнаружили, что среди 2137 жестов не наблюдалось четкого соотношения между длительностью выбранного жеста и частотой его употребления.

И только когда эти жесты были классифицированы по группам, а их длительность усреднена, появились четкие признаки наличия закономерностей. Каждый тип жестов имел свою частотность - и оказалось, что чем больше шимпанзе пользовались этим типом жестикуляции, тем короче длились жесты.

Так и с законом Мензерата: оказалось, что при рассмотрении больших семантических групп жестов крупные структуры были построены из более простых и коротких элементов.

Эти результаты свидетельствуют, что законы эволюции, лежащие в основе развития языковой деятельности приматов, едины для всех представителей этого рода.

Результаты опубликованы в журнале Proceedings of Royal Society B.

Геофизики считают, что на Марсе есть вулканическая активность

Правообладатель иллюстрации NASA

Журнал Science публикует статью группы геофизиков, которые считают, что на Марсе могут до сих пор сохраняться следы вулканической активности.

Известно, что в прошлом на Марсе был гораздо более теплой и влажной планетой. И в наши дни на Марсе присутствует вода - в основном в форме льда и пара.

В августе 2018 года появились первые свидетельства того, что южном полюсе планеты имеется озеро жидкой воды шириной до 20 км под слоем водяного льда. Тогда высказывались предположения, что эта вода сохраняется в жидком состоянии из-за высокого давления ледяного покрова и высокого содержания в ней растворенных солей.

Однако новые данные, представленные в статье, свидетельствуют, что этих двух факторов недостаточно для объяснения факта наличия жидкой воды на Марсе. Только вулканическая активность могла поддерживать температуру воды выше точки замерзания.

Геофизики считают, что на месте озера несколько сотен лет назад сформировался магматический очаг. Только такая модель способна объяснить наличие жидкой воды так близко к поверхности планеты.

Новое исследование, публикуемое журналом Американского геофизического общества Geophysical Research Letters, ставит под сомнение ранее выдвинутые объяснения этого факта.

Среди планетологов сейчас ведутся споры по поводу природы марсианской воды. Они имеют прямое отношение к решению загадки возникновения органической жизни в Солнечной системе.

"Мы считаем, что если там есть какая-то жизнь, то она была прикрыта от космического излучения слоем льда", - говорит Али Брамсон, сотрудник Лунной и планетарной лаборатории Университета штата Аризона, который возглавлял группу исследователей.

"Если там до сих пор есть активные магматические процессы, возможно, в недавнем прошлом планеты они встречались чаще, чем сейчас. Они могли бы обеспечить более благоприятные условия для существования жизни", - считает Брамсон.

Марс был вулканически активной планетой на ранних этапах его истории. Например, гора Олимп считается крупнейшим вулканом в Солнечной системе, достигая высоты в 12 км. На Марсе имеется множестве кратеров явно вулканического происхождения.

В своей статье авторы пишут, что около 300 тысяч лет назад происходил подъем магмы из внутреннего ядра Марса к поверхности. Вместо того, чтобы сформировать такой же вулкан, как Олимп, эта магма образовала очаг или камеру под южным полюсов планеты.

С точки зрения геологии это не слишком давно, и ученые считают, что эта магма способна до сих пор сохранять тепло и прогревать лежащий над ней слой воды.

Статья опубликована на сайте Universe Today.

Новые пищевые продукты создаются в лабораториях

Правообладатель иллюстрации Shimeile Laine

В прошлом многие фантасты описывали будущее человечества, в котором традиционные продукты питания уступили место пилюлям или похожим искусственным субстанциям.

Сейчас же речь идет о создании более уравновешенных и полезных продуктов питания, которые могут употребляться в различных условиях различными группами людей.

Спрос на такие продукты постоянно растет. Например, в мире насчитывается около 3 млн человек, которые страдают синдромом дисфагии - трудности при глотании. Такие люди вынуждены употреблять жидкую пищу - пюре, муссы и тому подобное. Но такая диета очень однообразна и трудоемка.

Недавно появились сведения, что вот-вот на рынке появятся новые продукты. Например, жидкое мясо, которое представляет собой продукт обработки натурального мяса в автоклавах с высоким давлением и температурой.

Исследователи также работают над созданием новых сортов сыра из молока, в котором размер частиц жира строго контролируется. Это меняет текстуру сыра, делает его более мягким.

Оба эти продукта имеют естественный вкус и запах, но легче усваиваются пищеварительной системой, и их легче глотать.

Другой областью новой пищевой промышленности является разработка ненасыщенных жиров, которые могут оставлять во рту тот же вкус, что и полинасыщенных жиров. Это поможет в производстве новых диетических продуктов - например, сметаны и творога, которые не будут отличаться по вкусу.

Другой сферой разработки новых пищевых продуктов стало введение в рецептуру уже известных изделий полезных витаминов и микроэлементов. Во многих странах, например, это делают с хлебом - добавляются витамин В1 и фолиева кислота. Это помогает беременным женщинам избежать некоторых дефектов в развитии плода. Известна также йодированная соль и фторированная вода.

В Южной Африке местные ученые недавно предложили выпекать печенье из муки сорго и гороха, которые легко выращиваются в этих районах континента и стоят немного. Такое печенье обеспечивает 50% потребности ребенка в белке. Его рецептура предельно проста - такое печенье можно печь и в домашних условиях.

В Индии в печенье, богатое микроэлементами и витаминами, добавляют водоросли спирулина. ООН недавно взяла этот продукт на вооружение, включив его в состав пайков, которые доставляются в места стихийных бедствий.

Статья опубликована в ресурсе ScienceDirect.

Новости по теме