Исследователи разработали фотонные кристаллы времени

Эти материалы способны усиливать свет и открывают новые перспективы для связи, визуализации и зондирования. Статья об этом опубликована в журнале Nature Photonics.

Фотонные кристаллы времени отличаются от обычных тем, что имеют временную, а не пространственную структуру. Они остаются однородными в пространстве, но периодически изменяются во времени.

Это создаёт условия для распространения света и возникновения эффекта импульсных запрещённых зон, где свет задерживается и его интенсивность растёт со временем. Одним из возможных применений фотонных кристаллов времени является создание нанодатчиков.

Эти устройства смогут обнаруживать мельчайшие частицы, такие как вирусы или биомаркеры заболеваний. При попадании частиц на поверхность кристалла, он улавливает испускаемый свет и автоматически усиливает его.

Это повысит точность и чувствительность методов диагностики. Разработка фотонных кристаллов времени для видимого света была сложной задачей из-за необходимости сверхбыстрых изменений свойств материалов.

Ранее исследователи смогли продемонстрировать фотонные кристаллы времени на низких частотах, таких как микроволны. Теперь же команда предложила новый подход, позволяющий достичь истинно оптических фотонных временных кристаллов.

Используя массив крошечных кремниевых сфер, они продемонстрировали, что условия для усиления света могут быть реализованы в лаборатории. Это открытие может привести к созданию более компактных и мощных оптических устройств, таких как лазеры и датчики.

Это, в свою очередь, обещает серьёзные изменения в различных областях науки и техники.

Результаты исследования опубликованы в журнале PNAS. Специалисты обнаружили, что с возрастом в лёгких значительно увеличивается содержание белка аполипопротеина D (ApoD).

Этот белок играет роль в обмене липидов и воспалительных процессах, однако его избыток подавляет противовирусный ответ организма. Вследствие этого вирус легче размножается, а лёгочная ткань получает серьёзные повреждения.

Исследователи провели анализ донорских тканей человека и эксперименты на мышах. Выяснилось, что ApoD нарушает работу митохондрий — «энергетических станций» клеток, которые необходимы для выработки интерферонов.

Интерфероны — ключевой элемент иммунной защиты от вирусов, и их недостаток усугубляет течение болезни. По словам авторов, именно этот механизм объясняет, почему старение является основным фактором риска смертности от гриппа.

Учёные считают, что блокировка ApoD может стать перспективным направлением для разработки лекарств, которые снизят уровень осложнений у пожилых пациентов. Разработка таких методов защиты может иметь большое значение в условиях глобального старения населения.

Ранее учёные создали мРНК-препарат, который способен защищать организм от нескольких вирусов, включая грипп и коронавирус SARS-CoV-2.

В рамках исследования учёные из университета Радбауд организовали передвижную лабораторию и пригласили около 500 добровольцев. Результаты эксперимента опубликованы на платформе bioRxiv.

Сначала участники заполнили анкеты о своих привычках, питании и гигиене, а потом поместили руки в специальную камеру с насекомыми. Комары не могли укусить, но могли почувствовать запах кожи, а видеокамеры фиксировали, к кому они проявляют больший интерес.

Выяснилось, что любители пива становились на 35 процентов привлекательнее для насекомых по сравнению с теми, кто не употреблял алкоголь. Комары также более охотно реагировали на людей, которые делили постель с партнёром в предыдущую ночь.

В то же время недавний душ и нанесённый солнцезащитный крем снижали риск быть атакованным. Учёные объясняют, что комары ориентируются не только на углекислый газ и тепло, но и на химические сигналы, исходящие от кожи человека.

Привычки могут менять запах тела, делая его более или менее привлекательным для насекомых. Результаты исследования дают новое понимание того, почему одни люди кажутся «магнитами» для комаров, а другие остаются почти незамеченными.

Исследователи отмечают, что это не только о летнем дискомфорте. Комары переносят опасные заболевания, включая малярию и денге, и понимание факторов, влияющих на их поведение, может помочь в профилактике.

Простые меры — от регулярного душа до использования солнцезащитных кремов и ограничения употребления алкоголя в жаркие дни — способны заметно снизить риск укусов и защитить здоровье.

Результаты опубликованы в журнале Alzheimer’s Research & Therapy. В эксперименте участвовали 41 человек с лёгкими нейрокогнитивными нарушениями, в основном из-за болезни Альцгеймера.

Часть участников занималась по программе «Brain-IT» — игровому тренингу, который требует не только двигательной активности, но и решения задач на память, внимание и восприятие. Через несколько месяцев у этих пациентов на МРТ наблюдалось увеличение объёма гиппокампа, таламуса и передней поясной коры — областей мозга, которые страдают первыми при деменции.

Улучшения были связаны с ростом когнитивных способностей: участники лучше справлялись с заданиями на память. Кроме того, у пациентов укреплялись связи белого вещества, которые отвечают за коммуникацию между зонами мозга.

В контрольной группе, где люди получали только стандартную терапию, таких изменений не было. Авторы подчёркивают, что это первое рандомизированное исследование, которое показало, что игровые тренировки могут не только поддерживать, но и реально менять структуру мозга.

Если выводы подтвердятся на более крупных выборках, метод может стать новым инструментом для профилактики прогрессирования болезни Альцгеймера. Ранее учёные выяснили, что порошок из вишни может быть эффективным средством профилактики возрастных заболеваний, включая деменцию и болезнь Альцгеймера.

В статье, опубликованной в журнале Nature Climate Change, говорится, что в знойные дни люди чаще покупают газированные напитки, соки и мороженое, что ведёт к увеличению потребления сахара. Анализ данных о покупках за более чем 15 лет показал, что каждый дополнительный градус температуры в диапазоне от 12 до 30 °C приводит к добавлению 0,7 грамма сахара в дневной рацион.

Особенно это касается людей с низкими доходами, у которых и так ограничен доступ к полезным продуктам. По расчётам учёных, при «наихудшем сценарии» изменения климата к концу века ежедневное потребление сахара у наиболее уязвимых групп может увеличиться на 5 граммов.

Это значительно повышает риск ожирения, диабета и сердечно-сосудистых заболеваний. Эксперты предупреждают, что повышение температуры усугубляет и без того значительную нагрузку на системы здравоохранения, ведь сахар уже сейчас является одним из главных факторов глобальной эпидемии ожирения.

Ранее учёные доказали, что длительное воздействие жары может серьёзно снижать способность детей к обучению, особенно у школьников из малообеспеченных районов.