Время прочтения - 5 мин.
Ученые обнаружили, что генетически модифицированный рис может расти в марсианском грунте. Рентгеновское излучение фиксирует дефекты натрий-ионных батарей, а ИИ обнаруживает даже малейшие трещины на томографических снимках.
И на Марсе будет рис расти?
Исследование, проведенное учеными из Университета Арканзаса, показало, что при определенных условиях на Марсе можно выращивать злаки. Роль марсианского грунта в исследовании выполнил разработанный в NASA материал Mojave Mars Simulant (MMS), в основе которого лежит богатая базальтом почва из пустыни Мохаве.
Ученые выращивали три вида риса — один дикий и два генетически модифицированных (ГМО), устойчивых к засухе и солености. Все три варианта проросли в искусственной марсианской почве, но оказались менее развитыми, чем их земные аналоги.
Затем ученые добавили в почву токсичные для растений перхлоратные соли, присутствующие на Марсе. При концентрации в 1 грамм на килограмм только модифицированные виды риса смогли прорасти и выпустить корни. Тогда как в три раза большую концентрацию перхлоратов не выдержал ни один из видов.
Перхлораты являются одним из самых больших препятствий для выращивания растений на Красной планете, поэтому полученные результаты являются большим шагом к колонизации Марса.
В будущем исследователи планируют экспериментировать с материалами, точнее повторяющими состав марсианского грунта, используя для этого более устойчивые виды риса. При этом они также намерены создать растения, полностью устойчивые к марсианской среде — включая температуру и состав атмосферы.
Рентген фиксирует нанодефекты
Натрий-ионные батареи (Na-ion) могут стать дешевой альтернативой литий-ионным. Натрий примерно в 50 раз дешевле лития. Однако при создании Na-ion ученые столкнулись с тем, что во время перезарядки катоды таких аккумуляторов быстро разрушаются.
Ученым факультета материаловедения и инженерии Корнеллского университета в сотрудничестве с Калифорнийским университетом в Сан-Диего и Аргоннской национальной лабораторией Министерства энергетики США с помощью рентгеновских лучей удалось определить механизм, вызывающий деградацию катодов во время работы батареи. Для этого делались трехмерные снимки в реальном времени, показывающие атомные смещения внутри катодов NaxNi1-yMnyO2.
«Если бы мы посмотрели на батарею до и после первого цикла зарядки-разрядки, мы бы не увидели никаких дефектов. Но в процессе эксплуатации мы видим, как дефекты формируются и самозалечиваются, оставляя после себя заметные "шрамы"» , — утверждает ведущий автор исследования, аспирант Корнеллского университета Олег Горобцов.
В своей работе ученые также используют теорию деформации металлов, изучая, как пластичные материалы могут изменяться, не ломаясь. Но в отличие от металлургии они обращают внимание на то, как дефекты взаимодействуют с ионами, которые перемещаются туда-сюда во время зарядки-разрядки батареи и надеются, что им удастся сохранить работоспособность катода, обеспечив перенос и доставку энергии.
«Веками кузнецы использовали инженерию дефектов в металлах для создания более прочных и долговечных материалов, даже не осознавая этого. Применение подхода инженерии дефектов к керамике гораздо сложнее из-за наличия электростатических зарядов. Однако лучше понимая действуюший механизм, мы можем приступить к решению этой проблемы», — считает руководитель проекта Андрей Сингер.
ИИ помогает бороться с последствиями остеопороза
С возрастом прочность костей у многих людей уменьшается. Но во многих случаях этот процесс, известный как остеопороз, остается незамеченным, особенно на ранних стадиях.
Исследователи во главе с профессором Клаусом-Кристианом Глюером из отдела биомедицинской визуализации отделения диагностической радиологии университетской больницы Шлезвиг-Гольштейна (Германия) разработали программное обеспечение для улучшения диагностики остеопороза.
Программа использует методы искусственного интеллекта (ИИ) для автоматического выявления признаков остеопороза и может прогнозировать будущие переломы позвонков по снимкам компьютерной томографии, которые пациенты делают по самым разным причинам. Например, во время проверок легких на возможное заболевание туберкулезом.
«Во время таких обследований наша программа может работать в фоновом режиме. Она автоматически осматривает позвоночник и указывает на любые микропереломы позвонков, которые в противном случае могли бы остаться незамеченными. Это важно, поскольку наличие таких микротравм значительно увеличивает риск повторных переломов», — объясняет ведущий автор исследования Эрен Йилмаз.
ИИ был протестирован на 159 снимках позвоночника, полученных из семи больниц Германии. Опытные рентгенологи предварительно изучили снимки и обнаружили на них 170 переломов.
«Нейросетью были правильно классифицированы 90% случаев с переломами, а также 87% позвонков без переломов», — соощил Йилмаз.
Программа также способна различать легкие переломы (1-й степени) от более тяжелых (2-й степени и выше). Этот диагноз имеет решающее значение для оценки будущих рисков и особенно применим к переломам шейки бедра, которые связаны со снижением качества жизни и повышенной смертностью, особенно в пожилом возрасте.
Таким образом, врачи из Германии разрабатывают систему раннего предупреждения последствий остеопороза, которая еще не доступна для общего использования в клиниках, но скоро может стать таковой.
Источники: TheAlphaCentauri, TechXplore, MedicalXpress
Подпишись на наш телеграм канал
только самое важное и интересное
