Аэропорты обойдутся без собак-ищеек
Ученые не устают удивлять новыми разработками от складных карионных микроскопов до эспрессо-машин для космонавтов
Как сообщает журнал Nature Communications, коллектив ученых из Тель-Авивского университета, возглавляемый Фернандо Патольским, разработал систему, позволяющую сотрудникам спецслужб аэропортов и вокзалов обходиться при досмотре багажа без специально обученных собак-ищеек. При их помощи проверяют, не провозит ли кто-нибудь из пассажиров в сумке или чемодане взрывчатые вещества. Датчик, разработанный израильскими специалистами, способен справиться с этой задачей, пожалуй, даже лучше, чем собака. По их словам, датчик распознает самые разнообразные опасные вещества, а его чувствительность столь высока, что среди миллиарда молекул, носящихся в воздухе, он может "учуять" даже одну-единственную молекулу динамита или другой взрывчатки.
Как пишут Патольский и его коллеги, изобретение основывается на том факте, что многие твердые вещества "испускают" в воздух небольшую часть своих молекул. Обнаружить их позволяет датчик, состоящий из 144 так называемых полевых транзисторов, каждый размером в миллионную долю миллиметра. Транзисторы состоят из микроскопических проволочек из кремния и бора, покрытых восемью особыми химическими веществами. Эти проволочки выполняют функцию обонятельных рецепторов. Молекулы взрывчатых веществ в водном растворе могут присоединяться к этим рецепторам и изменять таким образом электропроводность транзисторов. Поскольку разные вещества присоединяются к рецепторам с разной силой, то и характер изменения электропроводности будет разным. Получается, что каждый вид взрывчатого вещества можно распознать, как по отпечаткам пальцев. Эти "отпечатки" заносятся в базу данных, с ними система сравнивает информацию, полученную от датчиков.
По утверждению Патольского и его коллег, система способна распознать даже несколько взрывчатых веществ одновременно. Мимо ее "нюха" не проходят даже пероксиды — взрывоопасные соединения кислорода, которые легко получить из бытовых материалов и которые тяжело обнаружить при досмотре багажа. Специально для выявления пероксидов в рецепторы включены наноскопические шарики оксида цинка, реагирующего на эти вещества. Интересно, что система, разработанная израильскими учеными, остается чуткой даже при воздействии таких отвлекающих факторов, как сигаретный дым.
Микроскоп в стиле оригами
Японское искусство оригами вдохновило научного сотрудника Стенфордского университета Ману Пракаша и его коллег на создание складного картонного микроскопа. Они его так и назвали — фолдскоп (от англ. fold — сгибать). Устройство действительно похоже на игрушку-самоделку. За десять минут несколько деталей собираются в динамичную конструкцию, напоминающую логарифмическую линейку длиной 7 см и шириной 2 см. Элементом, выполняющим роль окуляра, является микролинза. Как пишет Ману Пракаша в журнале Plos One, она позволяет увеличивать исследуемый предмет до двух тысяч раз. Предмет сначала закрепляется по центру "линейки", сверху накладывается каретка с линзой. Для подсветки используется крохотная светодиодная лампочка, питающаяся от такой же крохотной плоской батарейки-кнопки. Впрочем, если работать с фолдскопом на улице, дневного света должно хватить. Приложив устройство близко к глазу и двигая каретку вправо-влево, можно рассматривать предмет.
Благодаря невысокой цене (около 50 центов) фолдскоп, по мнению Пракаша и его коллег, может стать интересной и полезной забавой для детей. "Имея такой доступный и удобный микроскоп, дети смогут исследовать богатое биологическое разнообразие нашей планеты и даже совершать собственные открытия, как мы это уже видим на примере любительской астрономии", — пишет Пракаш. Однако фолдскоп, по его мнению, пригодится и взрослым специалистам, которым приходится вне лаборатории, в полевых условиях проводить экологические или биологические исследования, медицинские анализы и т.д.
Эспрессо для космонавтов
В январе 2015 года в экспедицию на Международную космическую станцию (МКС) отправится итальянка Саманта Кристоферетти. Она станет не только первой в Италии женщиной-астронавтом, но и первой в истории бариста, которой выпадет честь готовить кофе-эспрессо в космосе. Кристоферетти повезет с собой на орбиту специально сконструированный для этого аппарат ISSpresso.
Кофе, конечно, и раньше входил в рацион космонавтов, но пили они его, как говорила одна из чеховских героинь, безо всякого удовольствия. В условиях невесомости этот напиток приготовляется из растворимого порошка, он обычно бывает не горячим, а лишь теплым, да и подают его в пластиковых пакетах с соломинкой. ISSpresso тоже будет наливать кофе в пластиковые пакеты, но готовить его по "земной" технологии. Чтобы сохранить вкус и аромат напитка, аппарат поддерживает те же, что и на Земле, температуру и давление пара, пропускаемого через капсулу с молотым кофе.
Кофеварку разработали известная во всем мире компания Lavazza, инженерно-техническая фирма Argotech и космическое агентство Италии. Аппарат весит около 20 кг и отличается компактными габаритами — всего 44 на 35 см. Он способен готовить, кроме кофе, еще чай и просто крутой кипяток. Для того чтобы кофеварка вписалась в интерьер МКС, все кнопки и переключатели на ней похожи на те, что вмонтированы в панели приборов на станции. Первоначально на орбиту доставят двадцать капсул с кофе. Если ISSpresso хорошо зарекомендует себя в условиях невесомости, на МКС передадут дополнительный запас капсул на шесть человек экипажа.
Одним из консультантов на начальной стадии проекта выступил американский астронавт Дональд Петтит. Сам будучи большим любителем кофе, он даже придумал нечто наподобие чашки для питья кофе в космосе — пластикового сосуда, сечение которого имеет форму капли. Пить кофе из него следует, поднося губы к узкому краю сосуда. Петтит заявляет, что ISSpresso станет желанным дополнением "домохозяйства" космонавтов. По его словам, даже если приготовленный с помощью аппарата эспрессо не будет отвечать стандартам гурманов, это все равно будет самый лучший кофе, который кому-либо приходилось пить в космосе.
Срок хранения донорских органов увеличат
Сотням тысяч людей во всем мире требуется пересадка сердца, почек или печени, однако по известным причинам донорских органов не хватает. Кроме того, трансплантологи сталкиваются еще с одной проблемой — изъятый у донора орган следует пересаживать максимально быстро. И если донор и реципиент находятся, например, в разных городах, доставка органа превращается в настоящую спецоперацию. Для того чтобы выиграть время, органы охлаждают до температуры, близкой к точке замерзания, в растворах, замедляющих обмен веществ. Но и в этом случае они годны для пересадки в течение не более 12 часов. К тому же существует риск, что во время охлаждения могут образоваться кристаллики льда, повреждающие ткани.
Коркут Уйгун и возглавляемая им группа специалистов Гарвардской медицинской школы (Бостон, США) сообщают в журнале Nature Medicine о том, что им удалось изобрести способ продления "срока годности" предназначенных для трансплантации органов до четырех дней. Ученые экспериментировали с печенью крыс. Изъятые органы они поначалу подсоединили к системе трубок, через которую ткани снабжались кислородом и питательными веществами. Затем их охладили до 4 °С. Чтобы защитить ткани от обморожения, печень предварительно обработали одним из производных глюкозы и полиэтиленгликолем. Наконец ее заморозили до -6 °С.
В таких условиях одну часть органов хранили 72 часа, а другую — 96 часов, после чего их осторожно разморозили и пересадили крысам. Ни одно животное, которому трансплантировали печень из первой партии, не погибло сразу — их организм поддерживал жизнедеятельность как минимум три месяца. Выживаемость после операции во второй группе животных составила 58%. "Но даже и с органами, хранившимися 96 часов, нам удавалось добиться стопроцентной выживаемости, если с усвоением кислорода и циркуляцией питательного раствора в этих органах все было хорошо", — утверждает один из соавторов исследования Боте Бруинсма.
Если бы этот способ консервации можно было применить и для человеческих органов, количество успешных трансплантаций значительно возросло бы. Но до экспериментов с печенью человека еще далеко — есть ряд проблем. Как говорят ученые, клетки человеческой печени отличаются от клеток печени крысиной. Кроме того, поскольку у человека этот орган значительно больше, чем у крысы, риск повреждения тканей во время замораживания значительно выше.
Чемодану приделали роуминг
Одним из обстоятельств, которое заставляет нервничать каждого, кто совершает авиаперелет, является провоз багажа. Проблемы начинаются еще со стоек регистрации, где из-за относительно долгой процедуры оформления багажа образовываются приличные очереди. Далее у самых суетливых пассажиров возникает беспокойство: а погрузили ли их сумку или чемодан на борт, успеют ли их перегрузить из самолета в самолет, если стыковка между рейсами короткая? По прибытии пассажиры бегут к конвейерам, чтобы поскорее "поймать" свой чемодан, и снова нервничают, если он долго не появляется на ленте. Ну а если багаж все-таки потеряется, путешественникам и вовсе остается лишь надеяться, что сотрудники авиакомпании разыщут его.
Чтобы избавить авиапассажиров от "багажного стресса", концерн Airbus, компания T-Systems (дочернее предприятие Deutsche Telekom) и фирма Rimowa, производитель дорожных принадлежностей премиум-класса, разработали "умный" четырехколесный чемодан-тележку Bag2Go. Главная идея заключается в том, чтобы авиапутешественники могли в любой момент узнать, где именно находится их чемодан — за исключением, правда, самого полета, когда пользоваться электроникой запрещено. Дело в том, что Bag2Go буквально нашпигован электроникой: датчиками, мини-компьютером, модулем связи и GPS-навигации. Bag2Go подключается к смартфону, через который владелец и узнает всю информацию о своем чемодане. Интересно, что чемодан при этом сам действует как смартфон. Он автоматически ищет доступные беспроводные сети, чтобы выйти на связь с пользователем, — точь-в-точь как это происходит с мобильным телефоном в роуминге. Таким образом, в какой бы точке мира ни оказался Bag2Go, его владелец будет об этом информирован.
Интересен и другой функционал чемодана. Во-первых, в нем установлен особый датчик, благодаря которому пассажир, пакуя вещи, сможет избежать перевеса багажа. Во-вторых, Bag2Go способен взаимодействовать с системами оформления багажа в аэропорту — то есть чемодан сможет зарегистрировать себя на рейс самостоятельно. Клеить бирку со штрихкодом на него не придется — сверху на чемодане имеется дисплей, на котором и высвечиваются необходимые для сканирования полоски. Наконец, в-третьих, в Bag2Go предусмотрена система сигнализации, оповещающая владельца о том, что чемодан был вскрыт — таможенниками или ворами. Airbus разработал для Bag2Go целую логистическую модель, позволяющую чемодану путешествовать отдельно от владельца, если его общий вес все же выходит за установленные авиакомпанией нормы. В таком случае чемодан можно не везти с собой в аэропорт, а отправить через почтовые службы UPS или DHL с доставкой "под дверь".
Дата выхода новинки на рынок пока не известна, зато известна ее цена — "умный" чемодан будет стоить около 600 евро. Это недешево, поэтому разработчики чемодана Bag2Go утверждают, что его можно будет не только покупать, но и брать на прокат.
Подписывайтесь на наш Telegram-канал, чтобы первыми узнать о самых важных событиях!