Лазерная 3D-печать из лунного реголита: перспективы и ограничения
#Грани_РАН

Учёные лаборатории геохимии Луны и планет ГЕОХИ РАН проанализировали применение методов лазерного спекания и плавления лунного реголита для строительства на Луне. Авторы отмечают, что 3D-печать с использованием лунного реголита — наиболее перспективный подход для создания лунной базы, поскольку исключает необходимость транспортировки дополнительных связующих материалов с Земли. Однако методы лазерного спекания и плавления требуют значительно больше энергии и имеют меньшую скорость печати по сравнению с солнечным и микроволновым спеканием.

⭐️ В работе выполнён анализ влияния ключевых параметров — мощности лазера, скорости сканирования, шага штриховки, толщины слоёв и плотности лазерного потока — на свойства изделий из различных аналогов лунного грунта. Сравнительный анализ показал, что оптимизация этих параметров определяется прежде всего физико-тепловыми свойствами имитаторов реголита, поэтому критически важна разработка аналогов, максимально сходных по химическому, минеральному и физическому составу с реальным лунным грунтом.

✏️Прочность напечатанных деталей зависит от гранулометрии, содержания аморфной фазы, материала подложки и плотности лазерного потока — оптимальный диапазон плотности оценивается в 12–20 Дж/мм³✏️

💡 Технология лазерного спекания обеспечивает 3D-печать с точностью до десятков микрометров и позволяет создавать элементы любой формы и сложности. Для достижения высокого качества требуется тщательное фракционирование реголита и выделение мелкодисперсной фракции, что усложняет подготовку сырья. Низкая скорость печати и высокие энергозатраты делают лазерный подход менее выгодным по сравнению с солнечным и микроволновым спеканием в текущем виде.

Тем не менее при дальнейшей оптимизации параметров и решении вопросов энергоснабжения лазерное спекание остаётся важным направлением для строительства на Луне.

Российская академия наук включилась в разработку учебников по естественным наукам

В Совете Федерации Федерального Собрания РФ состоялось расширенное заседание Комитета СФ по науке, образованию и культуре, ключевой темой которого стало обеспечение общеобразовательных организаций учебниками. В обсуждении принял участие вице-президент РАН академик Степан Калмыков, который рассказал о задачах Академии в процессе подготовки новых школьных учебников, в том числе по естественно-научным направлениям.

✏️На данный момент уже прошла экспертиза 290 учебников и учебных пособий, а ещё 152 учебника находятся в работе✏️

Академик Калмыков отметил, что ещё одним важнейшим направлением, кроме экспертизы, является создание линейки новых учебников:

🗣Российская академия наук взяла на себя направление, связанное с естественными науками — это создание учебников по математике, физике, химии, биологии и информатике🗣.

Он выделил две ключевые задачи в этой работе. Первая — это актуализация содержания, особенно в таких динамичных областях, как естественные науки. Вторая задача — гармонизация учебных программ между различными предметами.

Отдельно вице-президент РАН остановился на психолого-педагогическом аспекте, целью которого является адаптация объёма и сложности информации в учебниках в соответствии с возрастными особенностями учащихся.

Для координации этой работы созданы рабочие коллективы с кураторами от РАН, а также межведомственный совет по учебникам, который займётся гармонизацией содержания разных предметов.

Учёные создали лазер на неодимовом стекле с нестандартными длинами волн генерации
#Грани_РАН

Исследователи из Института общей физики им. А.М. Прохорова РАН совместно с учёными Института химии высокочистых веществ им. Г.Г. Девятых РАН и Физического института им. П.Н. Лебедева РАН создали лазер на неодимовом стекле, излучающий на рекордных для лазеров на стёклах длинах волн.

💡 В качестве источника накачки использовался импульсный лазер на кристалле Fe²⁺:ZnSe, длина волны генерации которого (4,75 мкм) была настроена на коротковолновый край полосы поглощения Nd³⁺, соответствующей уровню ⁴I₁₁⁄₂

📊 Образец селенидного стекла с неодимом в виде цилиндра длиной около 3 см с полированными торцами помещался в охлаждаемый жидким азотом криостат, что обеспечивало достаточно низкий порог генерации. В неселективном резонаторе ионы неодима в таких условиях генерировали излучение с длиной волны около 5,9 мкм, а при введении в резонатор флюоритовой диспергирующей призмы длина волны излучения могла быть перестроена в диапазоне 5,6—6,2 мкм. Таким образом, продемонстрированы наибольшие достигнутые на сегодняшний день длины волн генерации лазеров на стёклах.

Широкая область спектральной перестройки генерации поможет проводить дистанционный анализ состава газовых смесей в мониторинге окружающей среды, в промышленных процессах и медицине.

📝 Результаты исследования опубликованы в статье Mid-infrared laser performance of resonantly pumped Nd3+ in selenide glass (M.P. Frolov, B.I. Denker, B.I. Galagan, A.V. Kharakhordin, V.V. Koltashev, A.S. Lobanov, V.G. Plotnichenko et al).

Биохимики расшифровали структуру светособирающих комплексов цианобактерий возрастом более 2 млрд лет
#Грани_РАН

Сотрудники ФИЦ Биотехнологии РАН совместно с коллегами из Института физиологии растений им. К.А. Тимирязева РАН, МГУ им. М.В. Ломоносова и НИЦ «Курчатовский институт» расшифровали структуру одного из самых сложных по своей архитектуре светособирающих комплексов древних цианобактерий. Строение этой белковой конструкции не удавалось установить почти полвека с момента её обнаружения.

🗣Культура цианобактерии G. violaceus крайне медленно растёт и требует особого подхода. Сами выделенные и очищенные фикобилисомы чрезвычайно хрупкие, начинают терять свои свойства в течение нескольких дней, поэтому требуется технически сложная процедура фиксации образца без нарушения его структуры и свойств. Нам сразу стало ясно, почему до сих пор не было получено структуры именно этих фикобилисом — это невероятно капризный для изучения объект. Тем не менее, после полутора лет попыток мне, наконец, удалось получить образец высокого качества для исследования его трёхмерной структуры🗣, — рассказал Юрий Слонимский, научный сотрудник лаборатории белок-белковых взаимодействий ФИЦ Биотехнологии РАН.

💡 Светособирающие белковые «антенны» цианобактерий обладают уникальным механизмом транспортировки энергии света внутри микроорганизма. В ходе исследования учёные подробно изучили и описали этот путь передачи поглощённой энергии света у фикобилисомы G. violaceus. Кроме того, исследователи выявили особенности регуляции переноса энергии фикобилисомами под действием фотоактивных каротиноид-связывающих белков.

📝 Результаты исследования, поддержанного грантом РНФ, опубликовано в статье Structure and quenching of a bundle-shaped phycobilisome (Anna D. Burtseva, Yury B. Slonimskiy, Timur N. Baymukhametov, Maria A. Sinetova, Daniil A. Gvozdev et al).