Разгадана тайна молнии

Выяснить, как она формируется, удалось только сейчас благодаря новым подходам. Измеренные в грозовом облаке электрические поля в десятки раз меньше, чем поля, которые нужны в лаборатории для возбуждения электрического разряда.

Нам удалось решить эту проблему: мы построили численную модель, которая объясняет, как в грозовых облаках формируется молния. Мы показали, что ключевую роль в этом процессе играет сведение множества плазменных каналов в единую сеть.

Это создаёт предпосылки для формирования «зародыша» молнии даже в относительно слабых электрических полях. Молния сама способствует образованию плазмы: её лидерный канал — это плазма, причём очень горячая.

Мы установили, что в результате столкновения жидкой и твёрдой фаз воды в грозовых облаках возникают недолго живущие плазменные образования — стримеры. Сами по себе они быстро распадаются, не превращаясь в молнию.

Нам с коллегами удалось показать, в каких условиях система стримеров превращается в плазму лидера молнии. Лидер — это горячий плазменный канал, проводящий каркас грозового электрического разряда.

Процесс образования молнии связан с высотой облаков: наиболее характерные высоты, на которых образуется молния, — 6–9 километров. Это зависит ещё и от широты, в которой она образуется.

Например, в Аргентине могут формироваться настолько мощные конвективные потоки, что разряд образуется на кромке 10 километров и выше. Молния — это очень опасное явление.

После наводнений она занимает второе место. Это не только потенциальная причина пожаров, но и угроза для современных слаботочных устройств, в том числе навигационных.

Кроме того, молния связывает азот. Для растений окислы азота даже полезны, а вот человеку и другим животным они могут нанести вред.

Учёные прогнозируют увеличение молниевой активности. Современные расчёты, проводимые для защиты от ударов молний, не позволяют определить специфику поражения сооружений в различных уголках планеты.

В связи с прогнозируемым усилением активности молний основная практическая ценность нашей работы связана с совершенствованием методов защиты от этого природного явления, особенно в регионах новейших геополитических интересов России (Южная Америка, Африка, Юго-Восточная Азия).

Об этом информирует ТАСС. Программный комплекс позволяет автоматически подбирать и настраивать группы роботов для совместного выполнения задач.

Система учитывает различные параметры, такие как характеристики отдельных роботов и внешние условия, чтобы сформировать оптимальный состав группы и спрогнозировать её поведение в меняющейся обстановке. Идея создания программы возникла в процессе реализации научного проекта, который был поддержан Российским научным фондом.

Исследователи столкнулись с необходимостью преодоления ограничений существующих систем управления группами роботов. Отмечается, что существующие аналоги комплекса работают по принципу «один оператор — один дрон».

Эта схема требует постоянного участия человека и значительных технических ресурсов. Для групповых полётов приходится задействовать несколько операторов и сложную инфраструктуру связи.

Кроме того, централизованные системы, которые используются, уязвимы: при потере связи или навигации, а также в случае отказа хотя бы одного аппарата вся работа может быть сорвана. Разработанную технологию можно применять в различных отраслях.

Например, в ходе спасательных операций комплекс позволит более эффективно искать пострадавших. В октябре Родни Брукс, пионер робототехники, заявил, что роботы-гуманоиды обречены на провал.

Учёный отметил, что недостаточная ловкость является основной проблемой современных роботов, которые никогда не станут такими же проворными, как человек.

Для этого нужно приложить к коже пакет со льдом. Описание изобретения опубликовано в журнале ACS Biomaterials Science amp; Engineering.

Устройство содержит гидрогель — мягкий пористый материал, который удерживает внутри противовоспалительный препарат. При охлаждении гидрогель становится жидким и высвобождает лекарство прямо в нужную область.

Имплант позволяет хранить препарат внутри организма и даёт пациенту возможность самостоятельно контролировать момент его подачи. При этом не требуются уколы, и лекарство действует локально, не оказывая системного воздействия на весь организм.

Сейчас для снятия боли часто используют опиоиды, но из-за риска зависимости врачи ищут более безопасные альтернативы. Нестероидные противовоспалительные средства могут стать заменой, но для их точной доставки и предназначено новое устройство.

Оно работает без батареек и сложного оборудования. По словам авторов, охлаждение может стать универсальным и доступным внешним сигналом для контролируемого приёма разных препаратов.

Это может быть полезно не только при боли, но и при других состояниях, где требуется локальное действие. Ранее учёные выяснили, что низкие дозы лучевой терапии могут эффективно уменьшать боль и улучшать подвижность при артрите колена.

В журнале Communications Biology (CB) опубликована статья, в которой говорится, что с возрастом уровень TnC снижается, что приводит к истощению стволовых клеток и ухудшению регенерации мышечной ткани. Исследователи установили, что TnC выделяют особые поддерживающие клетки — фиброадипогенные прогениторы, а взаимодействие с ним стволовых клеток происходит через рецептор Annexin A2.

В экспериментах мыши, лишённые TnC, имели меньшее количество стволовых клеток и хуже восстанавливали мышцы после повреждений. У пожилых животных дефицит белка можно было частично компенсировать: добавление TnC улучшало миграцию стволовых клеток к месту травмы и усиливало регенерацию.

Учёные считают, что восстановление уровня TnC может стать новым направлением в терапии саркопении — возрастной утраты мышечной массы и силы. Однако сам белок слишком крупный и неудобный для прямого введения, поэтому необходимо разработать технологию, которая позволит безопасно доставлять его в ткани.

Это происходит не напрямую, а через комплексное повреждение сердца и мозга. Такой вывод сделали учёные из Университета Маршалла совместно с Национальным институтом старения США.

Их исследование опубликовано в American Journal of Physiology (AJP) — Heart and Circulatory Physiology. Специалисты изучили пациентов с ХБП из небольших сообществ и обратили особое внимание на различия между женщинами и мужчинами.

Выяснилось, что у мужчин болезнь почек вызывает более заметные изменения в работе сердца, которое играет ключевую роль в ускорении когнитивного снижения. У женщин такие изменения были гораздо менее выраженными, что указывает на принципиально разные биологические механизмы.

Авторы исследования подчёркивают, что связь между почками, сердцем и мозгом недооценена, особенно в сельских районах, где ХБП распространена, но диагностируется хуже. Полученные данные открывают путь к персонализированному подходу: раннему скринингу, более точному мониторингу и методам лечения, которые учитывают пол пациента и особенности работы всей «оси почки–сердце–мозг».

Понимание этих механизмов может помочь предотвратить переход к более тяжёлым формам когнитивных нарушений и снизить риск деменции у пациентов с ХБП, считают исследователи.