Клеточная мембрана
Найден источник аномального поведения мембран при фазовом переходе
Биомембраны являются ключевыми объектами многочисленных исследований в области медицины. Квазидвумерные жидкокристаллические мембраны толщиной в несколько нанометров с большой жесткостью на изгиб обладают необычными свойствами. Ранее было обнаружено, что фазовый переход липидных мембран сопровождается псевдокритическим поведением физико-химических свойств мембраны. Сотрудники центра исследований молекулярных механизмов старения и возрастных заболеваний совместно с учеными из лаборатории Леона (Франция) экспериментально исследовали поведение мембран в условиях фазового перехода. Они обнаружили значительные критические флуктуации в окрестности перехода, которые вызывают размягчение мембраны. Оказалось, что увеличенные силы искривления не могут объяснить аномальное набухание. Авторы предполагают, что наблюдаемый эффект является следствием увеличения ближнего энтропийного отталкивания липидов. Результаты опубликованы в журнале Scientific Reports.
Разработан новый катализатор для датчиков формальдегида
Формальдегид — загрязняющее и канцерогенное вещество, поэтому его обнаружение в жидкостях и воздухе – актуальная задача. Метод его электрохимического обнаружения в водных растворах более практичен по сравнению с другими, используемыми в настоящее время. Сотрудница МФТИ Екатерина Золотухина совместно с учеными из Института проблем химической физики разработала новый тип катализаторов окисления формальдегида на основе соединения палладия (Pd) и полипиррола (PPy). Авторы показали, что инертный электрод, покрытый композитами Pd-PPy, демонстрирует высокую каталитическую активность в воде, атмосфере инертного газа и в кислороде. Соединения оказались перспективными материалами для амперометрического обнаружения формальдегида в водном растворе и воздухе. Результаты опубликованы в журнале Electrochimica Acta.
Ученые исследовали поведение спиновых волн в магнонных кристаллах
Сотрудники МФТИ совместно с коллегами из Саратовского государственного университета и Научно-практического центра материаловедения Беларуси теоретически и экспериментально изучили особенности спин-волновых процессов в слоистой структуре из магнонных кристаллов. Исследователи срастили слои двух магнонных кристаллов, разделенных диэлектрическим слоем. Авторы составили теоретическую модель для случаев магнитного поля, ориентированного в плоскости и вне плоскости на поверхности кристаллов, чтобы изучить механизмы нелинейных взаимодействий. В слоистой структуре были реализованы два типа нелинейного переключения с увеличением входной мощности. В зависимости от параметров структуры сигнал от источника может выходить с трех или двух контактов. Эта особенность позволяет рассматривать составной кристалл как базовый элемент в устройстве для пространственного разделения сигналов с различными уровнями мощности. Результаты опубликованы в журнале Journal of Magnetism and Magnetic Materials.
Ученые смоделировали теплообмен во внешних слоях магнетаров
Определение структуры магнитного поля на поверхности нейтронной звезды является важной задачей современной астрофизики. При наличии сильных магнитных полей среда становится анизотропной, и законы теплопроводности меняются. Ученые из МФТИ и Института космических исследований РАН рассчитали потоки тепла во внешних слоях намагниченных нейтронных звезд. Авторы получили распределение температуры на поверхности намагниченной нейтронной звезды для магнитных полей дипольного и квадруполярного типа, а также для их суперпозиции. Результаты опубликованы в журнале Astronomy Reports.
Ученые исследовали термодинамические свойства воды при высоких давлениях и температурах
Вода — самая распространенная жидкость на Земле. В то же время это самая странная жидкость, обладающая многочисленными аномальными свойствами. Несмотря на многочисленные исследования воды, некоторые вопросы все еще остаются без ответа. Доцент кафедры общей физики МФТИ совместно с коллегами из Института высоких давлений им. Верещагина РАН экспериментально изучили термодинамические свойства воды до давления 12 тысяч атмосфер и температуры 473 К. Это значительно превышает диапазон давлений и температур в предыдущих исследованиях. Авторы сравнивают экспериментальные результаты с результатами компьютерного моделирования двух популярных моделей воды. Оказалось, что одна из них не подходит для высокого давления, в то время как вторая хорошо описывает уравнение состояния воды, но не описывает теплоемкость. Результаты опубликованы в журнале The Journal of Chemical Physics.
Изучено влияние джозефсоновского перехода на магнитную структуру сверхпроводника
Ученые из МФТИ и Института физики твердого тела РАН исследовали гибридную структуру. Она состояла из сверхпроводящих или нормальных проводов с комбинированным промежуточным слоем ферромагнетик-трехмерный топологический изолятор. Авторы сравниваем отклики джозефсоновского перехода и нормального перехода на динамику магнитной текстуры. В обоих случаях электродвижущая сила, возникающая в результате намагничивания, создает напряжение между соединительными выводами. Оказалось, что для разомкнутой цепи это напряжение одинаково для нормальных и сверхпроводящих проводов. Однако при приложенном токе электрический отклик джозефсоновского перехода существенно отличается из-за сильной зависимости критического тока от направления намагниченности и может быть использован для экспериментального исследования этой зависимости. Обнаруженный эффект может представлять интерес для приложений спиновой электроники. Результаты опубликованы в журнале Physical Review B.
Ученые разработали метод обнаружения малых молекул в растворе
Сотрудники Лаборатории нанобиотехнологий МФТИ совместно с коллегами из Института общей физики им. Прохорова РАН и Всероссийского НИИ оптических и физических измерений представили новый метод прямого обнаружения малых молекул методом динамического рассеяния света. Предложенная методика основана на оптическом обнаружении специфического слипания наночастиц. Эффективность метода была проверена как в буфере, так и в молоке для выявления хлорамфеникола — антибиотика, имеющего отношение к диагностике безопасности пищевых продуктов. Хорошая специфичность, чувствительность, простота применения и точность в сочетании с рекордно широким динамическим диапазоном (3 порядка) делают этот подход привлекательным для применения в лабораториях и полевых условиях. Результаты опубликованы в журнале Analytical and Bioanalytical Chemistry.
Вычислено время жизни фотонов в инфракрасных излучателях
Растворы арсенидов InGaAs и фосфидов InGaAsP, используются в современных устройствах для коротковолнового инфракрасного диапазона спектра различного назначения. Сотрудник кафедры физической электроники совместно с коллегой из компании «Орион» оценил время жизни в структурах в соответствии с тремя основными механизмами генерации-рекомбинаци. Оказалось, что время жизни в материале In0.53 Ga0.47As проводимости n-типа составляет от 10-5 до 4.5×10-4 с, что позволяет получить высокие фотоэлектрические параметры. Результаты опубликованы в журнале Journal of Communications Technology and Electronics.
Ученые смоделировали динамику верхних слоев Каспийского моря
Мезомасштабная динамика составляет значительную часть кинетической энергии океана и играет решающую роль в ее перемешивании. Сотрудник кафедры термогидромеханики океана совместно с коллегой из Института океанологии им. Ширшова РАН численно промоделировали верхний 15-метровый слой Каспийского моря. Течения в 2003–2005 гг. реконструированы в модели общей циркуляции океана. Массивы данных имеют очень высокое разрешение: около 2 км в пространстве и 4 часа во времени. Этого достаточно, чтобы разрешить большинство мезомасштабных особенностей динамики моря. Результаты опубликованы в журнале Data in Brief.
Ваше мнение о дайджесте, а также информацию о своих статьях, выступлениях и проектах для публикации в последующих выпусках можно присылать на почту nebolsina@phystech.edu. Дайджест выходит раз в две недели. Следующий — 11 мая.
