Topic: Gravity power plants. I am giving here the link to tech denoscription in Wikipedia, so we could seed a discussion. Russian engineers, by the way, have done a lot on this issue: https://en.m.wikipedia.org/wiki/Gravity_battery

Гравитационные или твердотельные аккумулирующие электростанции (ТАЭС). Есть такой тренд в современной энергетике. Из привычных типов электростанций гравитационными накопителями являются ГАЭС, в которых энергия запасена в поднятом на высоту жидком грузе (воде). В твердотельных накопительных электростанциях в качестве рабочего тела используется твердое вещество – груз, поднимающийся на высоту излишками сгенерированной, но не использованной энергии. При необходимости отдать энергию обратно в сеть груз опускается.
Существенные преимущества ТАЭС перед ГАЭС: не привязаны к ландшафту; компактны; оказывают минимальную нагрузку на экосистему; позволяют регулировать запасание и расходование электроэнергии предельно просто.
Зарубежные коллеги предпочитают называть их гравитационными накопителями и, как водится, создают сложные, чересчур высокотехнологичные и дорогостоящие объекты.
Наши предложили оригинальные и весьма бюджетные решения. Проект ТАЭС «Энергозапас» подразумевает сооружение простых зданий без перекрытий (что уже снижает стоимость в разы) и использование местного грунта, добытого при подготовке котлована, в основе рабочего тела. Чтобы долго не объяснять, прикладываем видео прототипа.
Научная часть тоже не подкачала. Появились предпосылки к созданию собственной теории износа (при исследовании изгибающихся тросов и трущихся поверхностей); есть основания говорить о новых стандартах сроков службы металлических тросов; например, оказалось, что сначала происходит некоторое «растрепывание» внешних волокон, а потом возникает эффект упрочнения за счет того, что заусенцы металла закатываются обратно в структуру поверхности троса.
На этом остановлюсь, есть люди, которые владеют более свежей и любопытной информацией. Посмотрите видео и оцените изящество конструкции.
https://www.youtube.com/watch?v=UyEfT06gIqs

Фрагмент текста от одного из участников чата. С одной стороны, предваряю тему по молекулярной биологии. С другой стороны, опять же, хочу, чтобы мы все лучше представляли сегодняшние реалии:

«... в моем отделе более 60 человек, оборудования почти на миллиард, оно не простаивает, мы сейчас очень многое можем. Государство может спросить: А твои 4 лаборатории так и будут каждая тянуть в свою сторону или вы сконцентрируетесь и выдадите «прорыв»?

И здесь возникает парадоксальная ситуация. Сидеть на своих мелких темах ВЫГОДНО. Пишется большое количество статей Q1 с импакт-фактором примерно 3-4 (чтобы закрыть гранты), а всем известно, что импакт статей в молекулярной биологии скажем 6-8 – это работы не в 2 раза, а на порядок больше. Таким образом, нынешняя грантовая система не стимулирует «прорывов». Это первая проблема.

Вторая, более важная проблема, это то, что в мире очень мало идей. Именно так – мир сидит на своих грантах и копает узкую тему (я беру биологию, у физиков видимо другая ситуация). Роскошь сидеть один-два года, анализировать и думать тематику для действительно нового (а иначе не выходит - слишком большой массив информации), ничего больше не делая, это привилегия не для многих. Как коллеги думают, есть ли такие проблемы?

А теперь возвращаемся к теме, как дальше развивать фундаментальную науку. Здесь я глубоко задумался))»

Gravity Stations. A simple design power accumulating station that can be built almost any place. Should be mighty good for Iran, Africa, Mongolia and many more lands where water is too much cherished to use it for purposes other than drinking or watering : https://www.youtube.com/watch?v=UyEfT06gIqs

Сквозная интеграция. Попытка N1 #geoengineering #воздушныйродник #таэс #консорциумы : в проекте обустройства неосвоенных территорий, который начала команда Воздушного Родника, очень кстати были бы гравитационные накопители, но малоразмерные. Т.е. меньше того размера, с которого, по расчетам «Энергозапаса», начинается экономика. И всё же, с прицелом на будущее, предлагаем подумать над моделью «малая генерация + малый гравитационный накопитель». И попробовать построить работающую модель в Калмыкии

#superlubricity какой-нибудь русский термин этого понятия прижился? «Сверхсмазываемость»? Есть в чате люди, работающие на этом направлении?

Как пользоваться sci-hub в Телеграме (см.ниже рекомендацию от коллег). Сейчас сам попробую

Включите бот, введите DOI или URL статьи

Есть ещё Nexus, там ещё несколько репозиториев активны, включая либген
Поиск по URL, названию, автору или doi

Getting access to Sci-Hub articles via Telegram: switch to Sci-Hub bot, enter DOI or URL of the article you want.

Another similar source is Nexus,
Search with URL, or article name, or author, or doi

Пост от трибологов: «День добрый. Ну, писать целый пост это сложно.)) В двух словах: есть такая наука о трении - трибология. В России ей ещё по инерции немного занимаются. ) Так вот, в 1956 году Д. Н. Гаркунов, И. В. Крагельский открыли эффект безызносности. Суть в том, что при трении на трущихся поверхностях образуется плёнка, образование которой приводит к трению с аномально низкими значениями. Там коэффициент трения составляет тысячные доли, а износ фактически равен нулю. То есть трение идёт практически без износа. Также это называют явлением избирательного переноса или эффектом Гаркунова. В СССР и затем в России это явление всячески исследовали. Это нужно было для создания смазочных материалов. Лет десять-пятнадцать назад на Западе стали активно продвигать термин "Superlubricity" (как понимаю по аналогии со сверхпроводимостью) - что представляет собой трение со сверхнизким значениями коэффициентами трения. Один из наших учёных предлагал называть его сверхантифрикционность для адаптации на русский Superlubricity. Сейчас этот эффект модно исследовать на атомно-силовых микроскопах и в графенах всяких. Так что в какой-то мере это такой же хайп, как и нанотехнологии (но, конечно, несравнимый по масштабам, так как сообщество трибологов очень небольшое). И тут не будем забывать, что про те же нанотехнологии говорил Роалд Хофман (нобелевский лауреат по химии): «Рад тому, что для химии люди нашли новое название. Теперь у них появился стимул изучать то, что они не желали изучать в школе». И, кстати, у него этому есть отличное объяснение: «Мы же понимаем, что современным миром правит мода, и молодым людям, в том числе и в науке, очень важно думать, что они занимаются чем-то новым и ультрамодным. Поэтому всем известные вещи нужно переименовывать каждые 40 лет. И это совершенно нормально».

От себя добавлю: я посмотрел публикации по #superlubricity в Nature, там их много, и отношение к теме весьма серьезное. Если это и считать хайпом, то таким, под которым есть рациональная основа. К тому же, какая красивая цель - снизить на порядки потери от трения в машинах и механизмах...

Включаем #биотех #biotech :

#bioengineering #industrial #applications #промышленные #биотехнологии

Биоинженерия из дальневосточных морей

Белок α-силикатеин морской губки способен конденсировать молекулы предшественников с образованием кремниевых наноструктур. Силикатеины способны к поликонденсации TiO2, ZrO2, BaTiF6 (флуоротитанат бария), а также к формированию наночастиц металлов. Интерес к этому виду работ вызван тем, что можно осуществлять биологический синтез материалов, не применяя высокую температуру и давление.

Гены силикатеинов клонированы из нескольких видов морских губок в лабораториях Германии, США, Японии и Италии. Мы подключились к этим исследованиям в 2009 году. Выделены гены силикатеинов из морской губки Latrunculia oparinae, собранных в ходе рейса НИС «Академик Опарин» с глубины 200 м в районе Курильских островов (Публикация: Marine Biotechnology (NY). 2010, 12: 403-409). Целью данного этапа работы было получение рекомбинантных белков с использованием этих генов и изучение каталитических свойств полученных белков.

Основным объектом исследования стал ген LoSilA1
Клонирование гена LoSilA1 осуществлялось двумя путями:

1. Клонирование силикатеина, слитого с остатками гистидина (6 His) для выделения рекомбинантного белка из бактерий.

Для этого были cконструированы экспрессионные векторы на основе плазмид pET-22b(+) и pET-40b(+). Подобраны условия для экспрессии генов в полученных конструкциях в E.coli Rosetta (DE3). Полученный образец в присутствии THEOS (tetrakis(2-hydroxyethyl) orthosilicate) осаждал диоксид кремния. Белок проявляет каталитическую активность по отношению к THEOS и формирует кристаллы диоксида кремния. Изменяя состав и pH реакционной смеси, можно влиять на форму и размер кристаллов. В ходе экспериментов получены гексатетраэдрические кристаллы SiO2 размером 200-400 нм (фото). Естественным путем такие кристаллы могут получаться в глубине Земли, а также сходные структуры были описаны из метеорита. Мы полагаем, что это был первый в мире биосинтез нанокристаллов диоксида кремния.

Интересно, когда мы использовали другие белки, были получены другие кристаллы, такие как треугольные, ромбические додекаэдрические и октаэдрические кристаллы. Пока правда неясно, где они могут найти применение. Хотя следует отметить, что обнаружение таких систем, как зеленые флуоресцирующие белки GFP из кораллов (теперь важная технология в клеточной биологии), или CRISPR/Cas9 системы (геномное редактирование), либо агробактериальной трансформации (теперь основа генетической инженерии растений) сначала не находили применения.

Публикация:
Bioinspired enzymatic synthesis of silica nanocrystals provided by recombinant silicatein from the marine sponge Latrunculia oparinae. Bioprocess Biosyst Eng (2016) 39:53–58.

SEM of hexa-tetrahedral SiO2 crystals of 200–300 nm formed in the presence of silicatein and an aqueous solution of THEOS (1 h incubation at 25 C). a Control (no silicatein); b–f, crystals at different magnifications

2. Клонирование силикатеина, слитого с зеленым флуоресцентным белком (GFP) для изучения биосинтеза и локализации белка в эукариотических экспрессионных системах.

Ген встроен в ДНК клеток табака Nicotiana tabacum (модельное растение для молекулярной биологии) и экспрессирован в этой системе (фото). Для этого ген был предварительно перенесен в растительные трансформирующие векторы.

Синтезированные наночастицы с применением клеток табака были охарактеризованы с помощью УФ-видимой спектроскопии, инфракрасной спектроскопии с преобразованием Фурье (FTIR), рентгеновской дифракции (XRD), сканирующей электронной микроскопии (SEM), энергодисперсионной рентгеновской спектроскопии (EDX), атомно-пламенной электронной микроскопии (AFM) и анализа отслеживания наночастиц (NTA). Средний размер частиц был 40-50 нм.

Публикация:
Green synthesis of silver nanoparticles using transgenic Nicotiana tabacum callus culture expressing silicatein gene from marine sponge Latrunculia oparinae. Artif Cells Nanomed Biotechnol. 2018 Dec;46(8):1646-1658.

Конечно, наночастицы металлов сейчас получают также химическими и физическими методами. Речь идет о качестве, цене и экологичности. В итоге соревнования традиционных технологий с «зелёными» технологиями будет ясно, какие методы практичнее.

Путем биосинтеза можно получать наночастицы металлов более просто. Например, мы установили, что полисахариды, выделенные из дальневосточных водорослей, обладают способностью восстанавливать ионы серебра с формированием наночастиц. Размеры частиц варьировали в пределах от 45 до 78 нм, полученные наночастицы обладают высокой цитотоксичностью в отношении клеток глиомы С6 крысы.

Публикация:
Synthesis of bioactive silver nanoparticles using alginate, fucoidan and laminaran from brown algae as a reducing and stabilizing agent // Carbohydrate Polymers, 2020, 245, 116547.