Минные поля с несдетонировавшими зарядами по сей день существуют в 87 странах. Из-за взрывов старых боеприпасов погибают и калечатся десятки тысяч людей и животных. Шотландские учёные придумали и разработали новый простой и дешёвый способ обнаружения мин.

Биологи из университета Эдинбурга (University of Edinburgh) создали особый вид бактерий, которые начинают ярко светиться в присутствии неразорвавшихся мин (точнее, веществ, со временем вытекающих из боеприпасов и попадающих в почву).

По данным BBC, микроорганизмы создают при помощи новой технологии, называемой BioBricking и позволяющей манипулировать частями ДНК бактерий (подробнее о методе читайте в статье в Journal of Biological Engineering и на сайте организации BioBricks Foundation).

Затем создаётся бесцветная смесь, которая спустя несколько часов после нанесения на землю, содержащую мины, начинает светиться зелёным цветом. Своеобразным раствором бактерий можно поливать почву в подозрительных местах. Если территория большая и очень опасная, можно опрыскивать её, например, с самолёта (как это иногда делают с водой или удобрениями, пестицидами).

В Таиланде, чтобы помочь выжить слонам, покалеченным разрывами мин, делают протезы для ног. Кстати, доказано, что некоторые их этих умных животных научились избегать встречи с фугасами (фото с сайта treehugger.com).

Основные преимущества нового метода: простота изготовления "реагента", дешевизна производства смеси и точность определения положения боеприпасов. Вообще же экспериментальных техник много. Это, к примеру, генетически изменённые крысы, обученные вынюхивать мины, и меняющие цвет растения. Но новый вариант, пожалуй, самый предпочтительный. (Правда, речь о его коммерциализации пока не идёт.)

"Такой антиминный сенсор является ещё одним примером того, как инновационные достижения науки помогают обычным людям", — говорит в пресс-релизе университета один из авторов работы доктор Алистер Элфик (Alistair Elfick).

Подобная технология существенно облегчила бы жизнь граждан Сомали, Боснии и Герцеговины, Камбоджи – стран, обладающих самым богатым наследием прошедших войн (список наиболее заминированных стран здесь).

Treehugger отмечает, что мировое сообщество, заботясь о людях, часто забывает, что от неразорвавшихся снарядов страдает и фауна. На фото справа постер к фильму "За гранью" (Beyound borders), в котором героиня Анджелины Джоли (Angelina Jolie) подрывается на противопехотной мине в Чечне (фото с сайта amazonaws.com и IMDB).

Мины представляют угрозу не только для людей, но и для экосистем. Однажды канадский эколог Кевин Стюарт (Kevin Stewart) подсчитал, что от поствоенных взрывов в 39 странах мира погибло порядка 1,6 миллиона животных. Так, на Шри-Ланке ежегодно "разрывает на части" около 20 слонов, в Хорватии на мины натыкаются медведи, олени и лисы, похожие истории происходят на Фолклендских островах (одним пингвинам фугасы не страшны).

В случае использования новых бактерий для обнаружения снарядов существенно меньший ущерб был бы нанесён дикой природе Мьянмы, Колумбии, Мозамбика и Анголы.

Последнее обновление высокопроизводительной системы Cray XT5 Jaguar министерства энергетики США (DOE) сделало этот суперкомпьютер самой быстрой вычислительной машиной в мире.

Нынешней осенью суперкомпьютер перевели с четырёхядерных процессоров на шестиядерные, после чего была успешно запущена тестовая программа High-Performance Linpack (HPL), выполненная на рекордной скорости 1,759 петафлоп/сек (то есть квадриллионов операций с плавающей точкой в секунду).

По итогам теста вскоре было объявлено, что Jaguar занял первое место в TOP 500, рейтинге самых производительных суперкомпьютеров планеты, отодвинув на вторую позицию предыдущего монстра от IBM – Roadrunner.

Вот лишь некоторые характеристики суперкомпьютера-рекордсмена: теоретически возможная производительность 2,332 петафлопа в секунду, 224 256 вычислительных ядер, живущие в 37 376 процессорах, системная память размером в 362 терабайта и 10-петабайтная ёмкость файловой системы, потребляемая мощность – 6950,6 киловатта. Также имеется возможность подключиться к Jaguar из любой точки планеты и высококачественная визуализация. Целиком же технические подробности можно узнать на сайте системы (фото Oak Ridge National Laboratory).

Как сообщает американская национальная лаборатория в Окридже, где расположен Jaguar, апгрейд стоимостью почти в $20 миллионов позволит максимально точно моделировать возможное развитие климата и поспособствует созданию новых энергетических технологий.

Вычислительный комплекс Окриджской лаборатории в рамках партнёрского соглашения с университетом штата Теннеси (University of Tennessee) использует и другой созданный на базе Cray XT5 суперкомпьютер под названием Kraken, занимающий в ноябрьском Top 500 третье место со скоростью вычисления в 831,7 терафлоп/сек.

"Цель этих машин – обеспечить научному сообществу возможность решать проблемы высочайшей степени сложности, которые требуют хорошо отлаженной комбинации сверхсовременного оборудования и оптимизированного программного обеспечения, — заявил директор лаборатории Томас Мэйсон (Thomas Mason). — Окридж гордится тем, что может помочь министерству энергетики в рассмотрении ряда наиболее серьёзных научных задач в мире".

С беспрецедентной мощью "Ягуара" специалистам не составит труда смоделировать сверхпроводящие материалы и магнитные наночастицы с наивысшей степенью реализма, улучшить точность, разрешение и сложность применяемых геофизических моделей, а также смоделировать фундаментальные составляющие материи (иллюстрация Oak Ridge National Laboratory).

Ранняя диагностика опухоли крайне важна для успешной борьбы с заболеванием. Нетривиальный шаг в этом направлении сделала группа учёных из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе (UCLA). Она создала миниатюрный аналог липкой ленты для мух, который способен эффективно вылавливать из кровотока раковые клетки.

Новое устройство представляет собой кремниевую пластинку размером 1 на 2 сантиметра. Её покрывает кремниевый же лес из колонн поперечником в нанометры и длиной в микрометры, выглядящий словно ковёр с крупным грубым ворсом. В свою очередь "ворс" этот покрыт антителом anti-EpCAM — белком, способным распознавать и захватывать раковые клетки. Такую ершистую пластинку назвали соответственно silicon-nanopillar array (SiNP).

Для определения эффективности устройства авторы исследования создали аналогичную по размеру пластинку с ровной поверхностью, которую так же покрыли anti-EpCAM. И обе поместили в питательную среду, в которой культивировались клетки рака молочной железы. Оказалось, что пластинка с ворсом вылавливала из раствора 45-65% раковых клеток, а гладкая пластинка — только 4-14%. В среднем по серии опытов получалось, что наноструктурированная поверхность позволяет новому фильтру захватывать в 10 раз больше клеток, чем гладкому.

Вверху: SiNP с разной высотой "ворса". Внизу: так происходит захват клеток (фото и иллюстрация Shutao Wang et al.).

По словам одного из авторов работы Шутао Вана (Shutao Wang), наноструктура позволяет пластинке лучше взаимодействовать с микроскопическими элементами на поверхности клеток, что и повышает эффективность улавливания. Создатели SiNP полагают, что система станет производительной и при этом недорогой альтернативой ныне существующим методам диагностики рака.

Дело в том, что так называемые циркулирующие опухолевые клетки, присутствующие в кровотоке, могут предоставить медикам важную информацию о заболевании на той ранней стадии, когда биопсия не способна дать ничего. Кроме того, те же самые клетки, выловленные из образца крови, могут рассказать о прогрессировании болезни или, напротив, — продвижении в её лечении.

Определение же числа клеток, захваченных пластинкой, происходит просто: для их свечения применяется флуоресцентный состав-маркер, а далее SiNP помещают под взор автоматизированного микроскопа — подсчёт клеток выполняет несложная программа.

Вверху: наглядное отличие эффективности захвата со старым (плоским) и новым (ворсистым) вариантом "липкой ленты" для клеток. Внизу: последовательность опыта – помещение пластинок в питательную среду, загрузка образцов клеток, культивирование, промывка пластинки, добавка флуоресцентного маркера и получение микрофотографии (фото и иллюстрации UCLA, Shutao Wang et al.).

Авторы технологии также подобрали два разных флуоресцентных маркера, каждый из которых связывался либо только с живыми, либо только с умершими клетками. На фото под заголовком, к примеру, эти пойманные клетки светятся соответственно зелёным и красным. Данный приём расширяет возможности диагностики, утверждают учёные.

Важно и то, что традиционные методы анализа крови на наличие циркулирующих опухолевых клеток требуют минимум 3-4 часов времени, в то время как с SiNP та же задача может быть решена за два часа. Детали эксперимента изложены в пресс-релизе университета и статье в Angewandte Chemie.

Американское министерство энергетики (DOE) направило средства на несколько исследовательских проектов, призванных впервые скрестить две различные технологии — захоронение парникового газа в глубоких подземных горизонтах и выработку даровой энергии за счёт геотермальных источников.

Недавно министерство объявило о выделении $338 миллионов на исследования по геотермальной энергии, в том числе $16 млн — на девять проектов разработки и тестирования экзотической гибридной технологии, скрещивающей геотермальную электростанцию с комплексом захоронения CO₂. Среди получателей этих фондов — несколько университетов США, ряд американских компаний и национальных лабораторий, в частности Lawrence Berkeley National Laboratory.

Основная идея отталкивается от модифицированной версии геотермальной электростанции (вот, к слову, самый передовой такой объект). Ещё в 2000 году физик Дональд Браун (Donald Brown) из лаборатории в Лос-Аламосе (LANL) предложил в таких станциях заменить воду на суперкритический углекислый газ (горячую жидкость, находящуюся под давлением и готовую в любой момент выпустить большое количество пара).

Такой состав обладает меньшей вязкостью, чем вода, и легче проникает в глубинные трещины в породе. На его прокачивание через подземные горизонты можно тратить меньше энергии, так как из-за разности плотностей более холодной жидкости, направляемой вниз, и разогретого газа, рвущегося вверх, возникнет сифонный эффект.

И главное — вместо использования драгоценной пресной воды такая станция могла бы заодно работать и как система захоронения парникового газа, ведь часть диоксида углерода в такой схеме будет постоянно захватываться в ловушку в глубинных породах.

А ведь над самым оптимальным способом захоронения CO₂ от тепловых электростанций (в свете борьбы с глобальным потеплением) учёные размышляют уже много лет, предлагая самые разные варианты — от использования водоносных слоёв и нефтяных месторождений до превращения выброса ТЭС в биотопливо и кирпичи.

В 2006-м был сделан ещё один шаг к появлению "гибрида": физик и гидрогеолог из лаборатории Лоуренса Карстен Прюсс (Karsten Pruess) провёл моделирование и посчитал, что замена H₂O на CO₂ может привести к 50-процентному увеличению мощности геотермальной станции.

Теперь эта идея должна быть проверена на практике. Например, получившая свою долю гранта гидрогеологическая исследовательская группа университета Миннесоты (Geofluids Research Group) предлагает не превращать геотермальные станции в хранилища углерода, а напротив, добавлять геотермальную энергетическую часть к уже имеющимся, разрабатываемым и строящимся комплексам по захоронению CO₂. После серии экспериментов воплощение такого замысла должно начаться в течение следующих трёх лет.

Интересно также, что некоторые американские компании продвигают аналогичные идеи и без денег от министерства. Так, GreenFire Energy совместно с Enhanced Oil Resources намерены построить на границе Аризоны и Нью-Мексико демонстрационную комбинированную станцию на 2 мегаватта, которая будет одновременно и захоранивать парниковый газ в глубинных слоях породы и получать от циркулирующего газа энергию. Бурение скважин в рамках данного проекта начнётся уже в 2010 году. Партнёры утверждают, что выбранная площадка теоретически позволит получать из-под земли до 800 мегаватт и захоранивать углекислоту сразу от нескольких угольных электростанций.

Во всех случаях учёным ещё предстоит уточнить, как жидкий углекислый газ будет взаимодействовать с теми или иными породами и что именно случится с подземными горизонтами, когда в них начнут закачивать большие массы углекислого газа, не начнётся ли растворение скал.

Дело в том, что при попадании в такую жидкость воды образуется весьма активная "содовая". Мартин Саар (Martin Saar), глава Geofluids Research Group, впрочем, считает, что опасность преувеличена: суперкритический CO₂ имеет меньшую плотность, чем водяной рассол, и потому будет подниматься вверх, скапливаясь над водой — под "крышками" скальных полостей.