Главная | Регистрация | Вход | Личные сообщения () | ФОРУМ | Планета Тайн | Из жизни.ру | НАША ПЛАНЕТА | Модераторы: Pantera; IgChad | Контакты
Понедельник, 21.05.2018, 01:57
Привет, Гость Нашей Планеты | RSS



Форма входа
Логин:
Пароль:


Другие наши новости

Загрузка...

Здесь для вас:

Загрузка...

Планета в контакте

Новости сегодня
Сегодня материалов нет.

Активность на форуме

Постов на форуме: 11986
Группа: Друзья Нашей Планеты

Постов на форуме: 6667
Группа: Проверенные

Постов на форуме: 4071
Группа: Проверенные

Постов на форуме: 3688
Группа: Модераторы

Постов на форуме: 3567
Группа: Проверенные

Постов на форуме: 2681
Группа: Модераторы

Великие комментаторы:
Надёжа
Комментариев: 14217
Группа: Проверенные
Bujhm0709
Комментариев: 11169
Группа: Друзья
Микулишна
Комментариев: 10661
Группа: Друзья Нашей Планеты
kotik
Комментариев: 9546
Группа: Проверенные
ДревлЯнИнЪ
Комментариев: 9311
Группа: Проверенные
hawker
Комментариев: 7698
Группа: Проверенные


Статистика



Рейтинг@Mail.ru

Яндекс цитирования


Календарь
«  Май 2018  »
ПнВтСрЧтПтСбВс
 123456
78910111213
14151617181920
21222324252627
28293031

Астрология, пророчества [675]Астрономия и космос [1009]Безумный мир [1886]Войны и конфликты [2004]
Гипотезы и версии [2640]Дом,сад,кулинария [2858]Животные и растения [2197]Здоровье,психология [3307]
История и археология [3345]Мир вокруг нас [1725]Мировые новости [6659]Наука и технологии [643]
Непознанное [3001]НЛО,уфология [977]Общество [5592]Прогнозы ученых,исследования [491]
Происшествия,чп,аварии [846]Российские новости [5052]Стихия,экология,климат [2001]Феномены и аномалии [632]
Фильмы и видео [4814]Частное мнение [4296]Это интересно! [2558]Юмор,афоризмы,притчи [2160]


08:29
Высшая математика для элементарных нужд: впервые полученные структуры Тьюринга фильтруют воду


Легендарный криптограф и математик Алан Тьюринг известен тем, что создал во времена Второй мировой дешифровальную машину, которая позволила взломать код нацистской "Энигмы", а также разработал машину Тьюринга
, которая считается первым прототипом компьютера общего назначения.

Но настоящие гении редко ограничиваются одной областью знаний. Поэтому нет ничего удивительного в том, что Тьюринг уделял внимание и другим областям, к примеру, биологии. Лишь недавно, впрочем, исследования знаменитого британца смогли применить на практике.

Команда китайских учёных из Чжэцзянского университета представила фильтр для воды, который удаляет из неё различные соли в три раза быстрее, чем все существующие аналоги. А в основу разработки легла математическая модель, разработанная Аланом Тьюрингом.

Ещё в 1952 году учёный предсказал, что два химических вещества, активатор и ингибитор, могут при определённых условиях реагировать друг с другом и диффундировать (то есть смешиваться, взаимопроникать) для создания пространственно-временных постоянных структур. Такие модели, в том числе биологические, описываются уравнением типа "реакция-диффузия". Речь идёт о состоянии, когда два вещества формируют, например, полосы, пятна или спирали (вспомним полоски на шкуре зебры или закрученную в спираль раковину улитки).

Последующие работы подтвердили гипотезу британца, и модель получила название "структура Тьюринга".

В своей работе исследователь описал математический принцип на примере морфогенеза, посредством которого клетки эмбриона начинают формирование костей и органов. В ходе такого процесса два вещества постоянно реагируют друг с другом, но с разными скоростями диффундируют в среде (например, в растворе). Быстро диффундирующий реагент, называемый ингибитором, мешает более медленному, активатору. В результате этого взаимодействия и получается уникальный конечный продукт.

(Любопытно, что модель описывает не только формирование биологических материалов, но даже появление ряби на песке или движение денежных средств на финансовых рынках.)

В сопроводительной статье к научной работе китайских учёных в журнале Nature отмечается, что любые попытки синтезировать структуры Тьюринга в лабораторных условиях, например, при помощи трёхмерной печати, ограничивались лишь двумерными узорами (а они уже не могут считаться именно такими структурами, о которых идёт речь).

Китайская команда представила первую практическую реализацию, создав из полиамида при помощи межфазной полимеризации трубчатые нити диаметром всего в десятки нанометров.

Поясним, что полиамид – это разновидность пластика, результат химической реакции между пиперазином и тримезол-хлоридом. Последний диффундирует в растворе быстрее, то есть вполне подходит на роль одного из компонентов системы, описанной выше. Правда, скорость его диффузии была слишком велика для получения структур Тьюринга. Поэтому авторы разработки пошли на хитрость и добавили к пиперазину поливиниловый спирт, который уменьшает скорость диффузии до нужного показателя. В результате получились те самые активатор и ингибитор.

На вид полученный в итоге материал напоминает пористую сетку, похожую на нейлон, и лишь под электронным микроскопом можно увидеть ту самую структуру Тьюринга, поясняют специалисты.

В ходе экспериментов они создали сразу два типа самоорганизующихся структур – трубки и точки.

Глава исследовательской группы Чжан Линь (Zhang Lin) признаётся, что он и его коллеги были в восторге от самого этого результата. Однако они ещё больше удивились и обрадовались, когда поняли, что созданный материал является эффективным фильтром для воды.

Трубчатая структура даёт полиамиду огромное преимущество перед аналогами. В ходе экспериментов было показано, что за один цикл фильтрации новый материал "отсеивал" 50% хлорида натрия (поваренной соли), а также другие соли, например, хлорид магния (90%) и сульфат магния (99%).

Расчёты показали, что один квадратный метр такой фильтрующей сетки способен очищать до 125 литров воды в час при относительно низком давлении (пять атмосфер). Это в три раза быстрее по сравнению со скоростью работы существующих сегодня фильтров.

Правда, относительно низкая способность к фильтрации поваренной соли делает фильтр – в нынешнем варианте – непригодным для опреснения морской воды. Зато для очистки воды в промышленных целях он подойдёт как нельзя лучше, уверены учёные.

Сам же подход к созданию структур Тьюринга найдёт применение во многих других областях. В частности, специалисты уже задумываются о его применении в регенеративной медицине, например, в производстве искусственных вен или костной ткани.

Более подробно о работе китайских исследователей рассказывается в статье, опубликованной в журнале Science.

Кстати, ранее выяснилось, что появление узоров на коже ящериц подчиняется действию двух математических моделей — уравнению Тьюринга и автомату фон Неймана. А знаменитый тест Тьюринга пригодился учёным при создании искусственных клеток.




Оцените материал:



ПОДЕЛИСЬ С ДРУЗЬЯМИ:

Материалы публикуемые на "НАШЕЙ ПЛАНЕТЕ" это интернет обзор российских и зарубежных средств массовой информации по теме сайта. Все статьи и видео представлены для ознакомления, анализа и обсуждения. Мнение администрации сайта и Ваше мнение, может частично или полностью не совпадать с мнениями авторов публикаций. Администрация не несет ответственности за достоверность и содержание материалов,которые добавляются пользователями в ленту новостей.


Категория: Прогнозы ученых,исследования | Источник: https://www.vesti.ru| Просмотров: 88 | Добавил: Pantera| | Теги: структуры, фильтруют, нужд:, математика, высшая, полученные, для, элементарных, Впервые, Тьюринга | Рейтинг: 0.0/0

В КОММЕНТАРИЯХ НЕДОПУСТИМА КРИТИКА САЙТА,АДМИНИСТРАТОРОВ,МОДЕРАТОРОВ и ПОЛЬЗОВАТЕЛЕЙ,КОТОРЫЕ ГОТОВЯТ ДЛЯ ВАС НОВОСТИ! УВАЖАЙТЕ ЧУЖОЙ ТРУД!
Всего комментариев: 0
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]
Загрузка...

По этой теме смотрите:




ВСЕ НОВОСТИ:
Астрология, пророчества [675]Астрономия и космос [1009]Безумный мир [1886]Войны и конфликты [2004]
Гипотезы и версии [2640]Дом,сад,кулинария [2858]Животные и растения [2197]Здоровье,психология [3307]
История и археология [3345]Мир вокруг нас [1725]Мировые новости [6659]Наука и технологии [643]
Непознанное [3001]НЛО,уфология [977]Общество [5592]Прогнозы ученых,исследования [491]
Происшествия,чп,аварии [846]Российские новости [5052]Стихия,экология,климат [2001]Феномены и аномалии [632]
Фильмы и видео [4814]Частное мнение [4296]Это интересно! [2558]Юмор,афоризмы,притчи [2160]


АРХИВ САЙТА:
История и археология [3476]Здоровье,психология [5328]Наука и технологии [1958]Новости космоса,астрономия [1768]
НЛО,уфология [1727]Пророчества и предсказания [737]Гипотезы и версии [4280]Непознанное [3383]
Животные и растения [2599]Общество [7517]Эзотерика и астрал [1964]Интересности и юмор [3579]
Безумный мир [2030]Мир вокруг нас [1757]
ПОМОГИТЕ СПАСТИ МАЛЫША!

Поиск

НАША БЕСЕДКА

СЕЙЧАС НА САЙТЕ:
Онлайн всего: 5
Пользователей: 5
Сейчас комментируют: 0

разместить баннерную рекламу в интернете

Мы комментируем

На форуме

Дух

(59)


Загрузка...

Интересное сегодня
Сегодня материалов нет.

Новости готовят...

Новостей: 17603 Архив: 20314

Новостей: 8359 Архив: 2432

Новостей: 7749 Архив: 10063

Новостей: 6717 Архив: 7294

Новостей: 3263 Архив: 5191

Новостей: 1608 Архив: 0

Новостей: 1395 Архив: 1

Новостей: 1118 Архив: 4802

Новостей: 954 Архив: 936

Новостей: 946 Архив: 1139