Водород для получения редких металлов. Водородная энергетика и черная металлургия

В то же время кордицепс однобокий издавна используется в восточной медицине и считается едва ли не панацеей. В настоящее время идет активное изучение свойств этого гриба, и специалисты пророчат ему большое будущее в фармакологии.

По размерам развитый гриб превосходит размеры носителя в несколько раз, а сам хозяин вначале превращается в зомби, а затем погибает.

На фото и видео этот процесс хорошо виден.

Но самое интересное в заключается в том, как изменяется поведение зараженного муравья. Ученые-биологи назвали их муравьями-зомби, потому что муравей ведет себя совершенно нетипично.

Объясняется это воздействием на его мозг активных химических соединений, вырабатываемых спорами. Основным объектом, который выбирает кордицепс однобокий, являются муравьи-древоточцы вида Camponotus leonardi, обитающие на деревьях.

Зараженный муравей уходит из своей колонии, а на земле залазит на травинку или невысокое растение и с помощью своих мощных челюстей намертво закрепляется на центральной жилке.

Характерно, что если муравью не удается забраться на траву, то рост гриба прекращается, но муравей все равно погибнет.

Он полностью перестает контролировать свое тело и не совершает больше никаких движений. При этом он еще жив, но фактически уже превратился в грибницу.

А вот кордицепс однобокий начинает интенсивно расти: вначале его корни пронизывают тело муравья и как следует фиксируются на листе, после чего через голову насекомого гриб прорастает вверх, хотя иногда его «всходы» отмечаются на всем теле.

Сразу после фиксации гриб, чтобы не стать жертвой мелких падальщиков, начинает выработку сильного противомикробного препарата.

Биологически активные метаболиты, содержащиеся в нем, обладают целым рядом важных для человека свойств, которые много веков использовались в азиатской и, в частности, китайской медицине.

• Антиоксидантные свойства . Клинические исследования подтвердили мощное антиоксидантное воздействие кордицепса благодаря наличию в его составе полифенольных и флавоноидных соединений, защищающих наш организм от негативного действия свободных радикалов.
• Противовоспалительное действие . Экстракт кордицепса обладает ярко выраженными ингибирующими свойствами относительно генерации супероксида аниона, а также выделения эластазы. На этом основано использование порошка для снятия воспаления.
• Лечение бронхиальной астмы и респираторных заболеваний . Кордицепс однобокий обладает уникальной способностью абсорбировать в организме кислород, благодаря чему улучшается дыхательный процесс. Порошок из гриба можно рекомендовать как альтернативное средство для лечения бронхиальной астмы.
• Иммуномодулирующие свойства . На основании недавних исследований было доказано позитивное воздействие кордицепса на иммунную систему, повышение жизненного тонуса и выносливости организма. Полисахариды, которые ученые выделили из плодового тела гриба, продемонстрировали способность вызывать в организме человека ответную иммунную реакцию и активизировать иммунитет.

Доктор медицинских наук, профессор Герман Шаевич Гандельман

Стаж работы: более 30 лет.

В рамках Федеральной программы, при подаче заявки до 10 июня. (включительно) каждый житель РФ и СНГ может получить одну упаковку !

Хотя кордицепс однобокий издавна входит в арсенал восточной медицины, его научное изучение еще только начинается, и невозможно точно предсказать, какую реакцию он вызовет у того или иного человека.

Механизм его воздействия на организм пока еще точно не известен, поэтому не стоит удивляться, что серьезные специалисты без особого энтузиазма относятся к информации об этом чудо-грибе. И это вполне естественно, ведь неизвестно, какие побочные явления может это вызвать.

В Интернете, напротив, полно хвалебных отзывов и призывов приобретать кордицепс на надежных сайтах, продающих его непосредственно из Китая.

В любом случае, беременным женщинам и не стоит полагаться на рекламу и использовать мало изученное средство. Не рекомендуется кордицепс также при аутоиммунных заболеваниях (ревматоидном артрите, рассеянном атеросклерозе, красной волчанке и др.).

Не стоит принимать его в сочетании с иммунодепрессантами циклофосфамидной группы, так как их взаимодействие может стать причиной аллергической реакции, а также расстройства со стороны иммунной системы.

Сейчас действует скидка. Препарат можно получить бесплатно.

Учёные из Гарвардского университета стали виновниками крупного научного переполоха, сообщив о получении стабильного образца металлического водорода . Результаты нового исследования вызывают много вопросов, но, если учёным мужам удастся получить их подтверждение, открытие будет иметь огромное значение для человечества.

В 1935 году физики-теоретики впервые предсказали возможность перехода химического элемента водорода в металлическое состояние при давлении 25 гигапаскалей (такого рода значения характерны для недр планет). Однако дальнейшие расчёты и многочисленные эксперименты по сжатию газа показали, что условия, необходимые для образования самого редкого металла во Вселенной, должны быть гораздо более экстремальными.

Только в 1996 году команде исследователей из Ливерморской национальной лаборатории впервые удалось синтезировать металлический водород путём ударного сжатия при температуре, измеряемой в тысячах кельвинов. Однако и тогда, согласно заверению учёных, образец оставался стабильным лишь на одну тысячную долю секунды.

В новой работе Исаак Сильвера (Isaac Silvera) и его коллеги использовали ячейку с алмазными наковальнями . Эта конструкция представляет собой крошечную камеру диаметром менее миллиметра, которая сжимается с двух сторон особым образом обработанными коническими синтетическими алмазами. Благодаря исключительной прочности этого материала, в рабочей области может быть создано давление в несколько миллионов атмосфер. Кроме того, сквозь прозрачные камни можно наблюдать, что происходит внутри.

Учёные наполнили камеру водородом и создали внутри давление в 495 гигапаскалей, что превышает давление в центре земного ядра. В результате молекулы водорода сблизились настолько, что распались на атомы. При этом их ядра выстроились в решётку и потеряли электроны, которые стали беспорядочно двигаться внутри, как в любом другом металле.

"Это святой Грааль физики высоких давлений, - говорит Сильвера в пресс-релизе университета. - Это первый образец металлического водорода на Земле, поэтому, когда вы смотрите на него, вы смотрите на то, что никогда прежде не существовало".

Микрофотографии процесса превращения молекулярного водорода в атомарный со схематическим пояснением.

Если громкое заявление американских физиков подтвердится, это может иметь далеко идущие последствия для самых разных отраслей человеческой деятельности. Теоретически сформированный при гигантском давлении металлический водород сохранит свою структуру и свойства при возвращении к обычным земным условиям.

И здесь-то и начинается самое интересное. Расчёты показывают, что такой металл будет демонстрировать при комнатной температуре, что немыслимо для существующих сверхпроводников, которые проводят электрический ток без потерь только при температурах, близких к абсолютному нулю.

Обладая таким материалом, можно будет произвести революцию в самых разных областях. В сверхпроводящих катушках энергия может храниться годами без потерь, что повысит энергоэффективность и производительность многих электронных устройств. Кроме того, высокотемпературные сверхпроводники помогут создать сверхскоростные поезда и , преодолевающие на одной зарядке значительно большие расстояния чем сегодняшние модели.

Большие надежды на металлический водород возлагаются и в плане создания ракетного топлива нового поколения, которого так не хватает, для того чтобы принципиально увеличить .

"Он вбирает в себя огромное количество энергии, чтобы превратиться в металлический водород, — продолжает Сильвера. - И если преобразовать его обратно в молекулярный водород, то она будет высвобождаться, что позволит создать самое мощное на сегодняшний день ракетное топливо и даже совершить революцию в ракетостроении".

Но, как оказалось, далеко не все специалисты в восторге, как от самого эксперимента, так и от его результатов. Среди резко высказавшихся исследователей российско-немецкий физик , профессор Евгений Григорьянц из Университета Эдинбурга, физик высокого давления Рэймонд Джинлоз (Raymond Jeanloz) из Университета Калифорнии в Беркли и некоторые другие. Основных претензий - две. Во-первых, при обработке алмазов для наковальни на них была нанесена тонкая плёнка оксида алюминия. Некоторые учёные, не принимавшие участие в работе, считают, что то, что исследователи увидели под микроскопом, вполне могло быть металлическим алюминием. Во-вторых, многих насторожила единичность эксперимента (то, что его пока не повторили).

Сейчас все, включая и самих авторов работы, с нетерпением ждут результатов уточняющих экспериментов. Всё это время камера будет оставаться в зажатом состоянии. Физики должны подтвердить прежде всего, что получили именно твёрдый металл и что это металл вообще. Также было бы неплохо отдельно выяснить, как при столь экстремальных условиях эксперимента ведёт себя оксид алюминия.

Когда все тесты будут проделаны, алмазные тиски разожмут и можно будет приступить к повторению эксперимента. А до тех пор "битву за металлический водород" нельзя будет считать завершённой.

С результатами громкого исследования была опубликована в издании Science.

Металлический водород — это разновидность вещества, фаза водорода, которая возникает при достаточном сжатии, ведет себя как электрический проводник.

Эта фаза была предсказана в 1935 году Юджином Вигнером и Хиллардом Беллом Хантингтоном и с тех пор производство металлического водорода в лаборатории было названо «святым Граалем физики высокого давления». Металлический водород будет жидким даже при очень низких температурах.

При высоких давлениях и температурах металлический водород может существовать в виде жидкости, а не твердого тела, и исследователи считают, что он присутствует в больших количествах в горячих и гравитационно сжатых недрах , Сатурна и некоторых внесолнечных планет.

Металлический водород

Твердое вещество. Жидкость. Газ. Материалы, которые окружают нас в нашем обычном, повседневном мире, делятся на три аккуратных лагеря. Нагрейте твердый куб воды (лёд), и когда он достигнет определенной температуры, то переходит в фазу жидкости. Продолжайте проворачивать тепло и в конце концов, у вас будет газ: водяной пар.

Каждый элемент и молекула имеют свою «фазовую диаграмму», карту того, что вы должны ожидать, если примените к ней определенную температуру и давление. Диаграмма уникальна для каждого элемента, потому что она зависит от точной атомно-молекулярной компоновки и того, как она взаимодействует с собой в различных условиях. Поэтому ученым нужно изучать эти диаграммы посредством трудных экспериментов и тщательной теории.

Когда речь заходит о водороде, мы обычно не сталкиваемся с этим вообще, за исключением случаев, когда он подпитывается кислородом, чтобы сделать более привычную воду. Даже когда мы получаем чистый водород — он соединяется как двухатомная молекула, почти всегда как газ. Если вы заманили водород в бутылку и довели его температуру до минус 240 градусов Цельсия, водород станет жидким, а при минус 259 градусов C становится твердым.

Вы могли бы подумать, что на противоположном конце температурной шкалы горячий газ водорода останется … горячим газом. И это правда, если давление будет низким. Но сочетание высокой температуры и высокого давления приводит к некоторому интересному поведению.

Погружаясь в Юпитер

На Земле, как мы видели, поведение водорода простое. Но Юпитер — это не Земля, и водород, найденный в изобилии внутри под большими облаками и завихряющимися штормами его атмосферы может быть вытеснен за пределы его обычных пределов.

Погружаясь глубоко под видимую поверхность планеты, давление и температура резко возрастают, и газообразный водород медленно уступает место слою сверхкритического газожидкостного гибрида. Из-за этих экстремальных условий водород не может окунуться в узнаваемое состояние. Слишком жарко, чтобы оставаться жидкостью, но при слишком большом давлении свободно плавать в качестве газа — это новое состояние материи.

Погружаясь глубже, водород становится еще более странным

Даже в своем гибридном состоянии, в тонком слое расположенном под вершинами облаков, водород все еще подпрыгивает, как двухатомная молекула. Но при достаточном давлении (скажем, в миллион раз более интенсивном, чем давление воздуха на Земле на уровне моря) даже те связи молекул недостаточно сильны, чтобы противостоять подавляющим сжатиям.

Ниже, примерно 13 000 км под вершинами облаков, представляет собой хаотическую смесь свободных ядер водорода, которые представляют собой только одиночные протоны, смешанные с освобожденными электронами. Вещество возвращается к жидкой фазе, но то, что делает водород водородом, теперь полностью дезасолируется в его составные части. Когда это происходит при очень высоких температурах и низких давлениях, мы называем это плазмой — то же самое, что и основная часть солнца или молнии.

Но в глубинах Юпитера давление приводит к тому, что водород ведет себя по-другому чем плазма. Вместо этого он приобретает свойства, более похожие на свойства металла. Следовательно: жидкий металлический водород.

Жидкий металлический водород

Большинство элементов на периодической таблице — металлы: они твердые, блестящие и обеспечивают хорошую электрическую проводимость. Элементы получают эти свойства из-за того, что представляют собой при нормальных температурах и давлениях: они соединяются образуя решетку и каждый жертвует один или несколько электронов в общий горшок. Эти диссоциированные электроны свободно перемещаются, прыгая от атома к атому, как им заблагорассудится.

Если вы возьмете стержень золота и растопите его, у вас все еще есть все преимущества электронного обмена металла (кроме твердости), поэтому «жидкий металл» — это не странное понятие. Некоторые элементы, которые обычно не являются металлическими, например углерод, могут использовать эти свойства при определенных условиях.

Итак, «металлический водород» не должен быть странной идеей: это просто неметаллический элемент, который начинает вести себя как металл при высоких температурах и давлениях.

Свойства металлического водорода

Большая проблема состоит в том, что металлический водород не является типичным металлом. У разнородных металлов есть специальная решетка ионов, встроенных в море свободноплавающих электронов. Но урезанный атом водорода — это всего лишь один протон и нет ничего, что протон мог бы сделать, чтобы построить решетку.

Когда вы сжимаете металлический стержень, вы пытаетесь сблизить блокирующие ионы. Электростатическое отталкивание обеспечивает всю опору, чтобы металл был сильным. Но протоны подвешены в жидкости? Как жидкий металлический водород внутри Юпитера поддерживает вес атмосферы над ним?

Ответ — это давление вырождения, квантово-механическая причуда вещества в экстремальных условиях. Исследователи считали, что крайность может быть найдена только в экзотических, ультранизких средах, таких как белые карлики и нейтронные звезды. Даже когда электромагнитные силы перегружены, одинаковые частицы, такие как электроны, могут быть сжаты так плотно вместе — они отказываются разделять одно и то же квантовомеханическое состояние.

Другими словами, электроны никогда не будут разделять один и тот же уровень энергии, а это означает, что они будут накапливаться друг на друге, никогда не приближаясь, даже если вы очень сильно нажимаете.

Другой способ взглянуть на ситуацию — через так называемый принцип неопределенности Гейзенберга: если вы попытаетесь зафиксировать положение электрона, нажав на него, его скорость может стать очень большой, что приведет к силе давления, которая сопротивляется дальнейшему сжатию.

Итак, внутренность Юпитера странная — суп из протонов и электронов, нагретый до температур выше, чем у поверхности Солнца, страдает от давления в миллионы раз сильнее, чем на Земле, и вынужден раскрыть их истинную квантовую природу.