Магнетрон
Магнетрон — это мощная электронная лампа, генерирующая микроволны при взаимодействии потока электронов с магнитным полем.
Содержание
История
Термин «магнетрон» был предложен Альбертом Халлом, который в 1921 году впервые опубликовал результаты теоретических и экспериментальных исследований работы прибора в статическом режиме и предложил ряд конструкций магнетрона. Генерирование электромагнитных колебаний в дециметровом диапазоне волн посредством магнетрона открыл и запатентовал в 1924 чехословацкий физик А. Жачек.
Действующие магнетронные генераторы радиоволн были созданы независимо и почти одновременно в трех странах: в Чехословакии (Жачек, 1924 г.), в СССР (А.А. Слуцкин и Д.С. Штейнберг, 1925 г.), в Японии (Окабе и Яги, 1927 г.).
Французский ученый Морис Понт с сотрудниками из парижской фирмы «КСФ» в 1935 году создали электронную лампу с вольфрамовым катодом, окруженным резонаторными анодными сегментами. Она была предшественницей магнетронов с резонаторными камерами.
Конструкция многорезонаторного магнетрона Алексеева — Малярова, обеспечивающего 300-ваттное излучение на волне 10 сантиметров, созданного в 1936-39 гг., стала известна мировому сообществу благодаря публикации 1940 г. (Alexeev Н. F., Malyarov Д. Е. Getting powerful vibrations of magnetrons in centimeter wavelength range // Magazine of Technical Physics. 1940. Vol. 10. No. 15, P. 1297—1300.)
Своим появлением на свет многорезонаторный магнетрон Алексеева — Малярова обязан радиолокации. Работы по радиолокации были развернуты в СССР почти одновременно с началом радиолокационных работ в Англии и США. По признанию зарубежных авторов, к началу 1934 года СССР продвинулся в этих работах более, чем США и Англия. (Brown, Louis. A Radar History of World War II . Technical and Military Imperatives. Bristol: Institute of Physics Publishing, 1999. ISBN 0-7503-0659-9.)
В 1940 британские физики Джон Рэндалл (англ. John Randall ) и Гарри Бут (англ. Harry Boot ) изобрели резонансный магнетрон [1] Новый магнетрон давал импульсы высокой мощности, что позволило разработать радар сантиметрового диапазона. Радар с короткой длиной волны позволял обнаруживать более мелкие объекты [2] . Кроме того, компактный размер магнетрона привел к резкому уменьшению размеров радарной аппаратуры [3] , что позволило устанавливать ее на самолетах [4] .
Явление перестройки частоты магнетрона напряжением впервые обнаружили в 1949 американские инженеры Д. Уилбур и Ф. Питерс. Магнетрон, настраиваемый напряжением, или митрон — генераторный прибор магнетронного типа, рабочая частота которого в широком диапазоне изменяется пропорционально анодному напряжению.
Начиная с 1960-х годов магнетроны получили применение в СВЧ-печах для домашнего использования.
Характеристики
Магнетроны могут работать на различных частотах от 0,5 до 100 ГГц, с мощностями от нескольких Вт до десятков кВт в непрерывном режиме, и от 10 Вт до 5 МВт в импульсном режиме при длительностях импульсов главным образом от долей до десятков микросекунд.
Магнетроны обладают высоким КПД (до 80 %).
Магнетроны бывают как неперестраиваемые, так и перестраиваемые в небольшом диапазоне частот (обычно менее 10 %). Для медленной перестройки частоты применяются механизмы, приводимые в движение рукой, для быстрой (до нескольких тысяч перестроек в секунду) — ротационные и вибрационные механизмы.
Магнетроны как генераторы сверхвысоких частот широко используются в современной радиолокационной технике.
Конструкция
Резонансный магнетрон состоит из анодного блока, который представляет собой, как правило, металлический толстостенный цилиндр с прорезанными в стенках полостями, выполняющими роль объёмных резонаторов. Резонаторы образуют кольцевую колебательную систему. К анодному блоку закрепляется цилиндрический катод. Внутри катода закреплён подогреватель. Магнитное поле, параллельное оси прибора, создаётся внешними магнитами или электромагнитом.
Для вывода СВЧ энергии используется, как правило, проволочная петля, закреплённая в одном из резонаторов, или отверстие из резонатора наружу цилиндра.
Резонаторы магнетрона образуют кольцевую колебательную систему, около них происходит взаимодействие пучка электронов и электромагнитной волны. Поскольку эта система в результате кольцевой конструкции замкнута сама на себя, то её можно возбудить лишь на определённых видах колебаний, из которых важное значение имеет π-вид. Такая система имеет не одну, а несколько резонансных частот, при которых на кольцевой колебательной системе укладывается целое число стоячих волн от 1 до N/2 (N — число резонаторов). Наиболее выгодным является вид колебаний, при котором число полуволн равно числу резонаторов (так называемый π-вид колебаний). Этот вид колебаний назван так потому, что напряжения СВЧ на двух соседних резонаторах сдвинуты по фазе на π.
Для стабильной работы магнетрона (во избежание перескоков во время работы на другие виды колебаний, сопровождающиеся изменениями частоты и выходной мощности) необходимо, чтобы ближайшая резонансная частота колебательной системы значительно отличалась от рабочей частоты (примерно на 10 %). Так как в магнетроне с одинаковыми резонаторами разность этих частот получается недостаточной, её увеличивают либо введением связок в виде металлических колец, одно из которых соединяет все чётные, а другое все нечётные ламели анодного блока, либо применением разнорезонаторной колебательной системы (чётные резонаторы имеют один размер, нечётные — другой).
Отдельные модели магнетронов могут иметь различную конструкцию. Так, резонаторная система выполняется в виде резонаторов нескольких типов: щель-отверстие, лопаточных, щелевых и т. д.
Принцип работы
Электроны эмиттируются из катода в пространство взаимодействия, где на них воздействует постоянное электрическое поле анод-катод, постоянное магнитное поле и поле электромагнитной волны. Если бы не было поля электромагнитной волны, электроны бы двигались в скрещённых электрическом и магнитном полях по сравнительно простым кривым: эпициклоидам (кривая, которую описывает точка на круге, катящемся по наружной поверхности окружности большего диаметра, в конкретном случае — по наружной поверхности катода). При достаточно высоком магнитном поле (параллельном оси магнетрона) электрон, движущийся по этой кривой, не может достичь анода (по причине действия на него со стороны этого магнитного поля силы Лоренца), при этом говорят, что произошло магнитное запирание диода. В режиме магнитного запирания некоторая часть электронов движется по эпициклоидам в пространстве анод-катод. Под действием собственного поля электронов, а также статистических эффектов (дробовой шум) в этом электронном облаке возникают неустойчивости, которые приводят к генерации электромагнитных колебаний, эти колебания усиливаются резонаторами. Электрическое поле возникшей электромагнитной волны может замедлять или ускорять электроны. Если электрон ускоряется полем волны, то радиус его циклотронного движения уменьшается и он отклоняется в направлении катода. При этом энергия передаётся от волны к электрону. Если же электрон тормозится полем волны, то его энергия передаётся волне, при этом циклотронный радиус электрона увеличивается и он получает возможность достигнуть анода. Поскольку электрическое поле анод-катод совершает положительную работу только если электрон достигает анода, энергия всегда передаётся в основном от электронов к электромагнитной волне. Однако, если скорость вращения электронов вокруг катода не будет совпадать с фазовой скоростью электромагнитной волны, один и тот же электрон будет попеременно ускоряться и тормозиться волной, в результате эффективность передачи энергии волне будет небольшой. Если средняя скорость вращения электрона вокруг катода совпадает с фазовой скоростью волны, электрон может находиться непрерывно в тормозящей области, при этом передача энергии от электрона к волне наиболее эффективна. Такие электроны группируются в сгустки (так называемые «спицы»), вращающиеся вместе с полем. Многократное, в течение ряда периодов, взаимодействие электронов с ВЧ-полем и фазовая фокусировка в магнетроне обеспечивают высокий коэффициент полезного действия и возможность получения больших мощностей.
Применение
В радарных устройствах волновод подсоединён к антенне, которая может представлять собой как щелевой волновод, так и конический рупорный облучатель в паре с параболическим отражателем (так называемая «тарелка»). Магнетрон управляется короткими высокоинтенсивными импульсами подаваемого напряжения, в результате чего излучается короткий импульс микроволновой энергии. Небольшая порция этой энергии отражается обратно антенне и волноводу, где она направляется к чувствительному приёмнику. После дальнейшей обработки сигнала он, в конце концов, появляется на электронно-лучевой трубке (ЭЛТ) в виде радарной карты А1.
В микроволновых печах волновод заканчивается отверстием, прозрачным для радиочастот (непосредственно в камере для готовки). Важно, чтобы во время работы печи в ней находились продукты. Тогда микроволны поглощаются вместо того, чтобы отражаться обратно в волновод, где интенсивность стоячих волн может вызвать искрение. Искрение, продолжающееся достаточно долго, может повредить магнетрон. Если в микроволновой печи готовится небольшое количество пищи, лучше поставить в камеру ещё и стакан воды для поглощения микроволн.
Изобретение магнетрона
К концу Первой мировой войны количество радиостанций длинных и средних волн достигло такого числа, при котором произошло плотное заполнение этого участка электромагнитного спектра, и связь осуществлялась в условиях сильных взаимных помех от близких по частоте радиостанций. Для размещения новых радиопередатчиков необходимо было осваивать другие, более коротковолновые диапазоны радиоспектра
Важным фактором, способствующим развитию радиолокации, явилось изобретение в 1910 г. К. Годингом (Германия) управляемого магнитным полем вакуумного диода, на основе которого впоследствии были созданы генераторы коротких и ультракоротких волн. Этот диод имеет всего два электрода: анод в виде пустотелого цилиндра и катод, совпадающий с осью анода.
Баллон диода находится между полюсами сильного магнита и расположен так, что силовые линии магнитного поля пронизывают пространство внутри баллона вдоль оси диода. На поток электронов в этом диоде одновременно действуют во взаимно перпендикулярных направлениях статические электрическое и магнитное поля. Диод Годинга представлял собой альтернативу управляемой напряжением трехэлектродной вакуумной лампе американца Ли де Фореста, которую тот изобрел в 1906 г. Годинг назвал свой диод «магнетроном» (от магнит и электрон), однако это наименование в его авторстве не получило известности.
По общепринятой версии, автором термина «магнетрон» является Альберт Уоллес Халл), сотрудник исследовательской лаборатории фирмы General Electric в Скенектади (штат НьюЙорк), опубликовавший в 1921 г. результаты своего исследования работы магнетрона, опробовав его в качестве усилителя в радиоприемниках и в качестве генератора низкой частоты. В первом случае усиливаемый ток подается в управляющую катушку магнетрона.
Когда электроны покидают катод, они попадают в сферу действия электрического поля анода и поля магнита. Сила электрического поля влечет электроны к аноду, и они устремляются туда по самым коротким путям — по радиусам. Сильное магнитное поле заставляет электроны лететь по кривым линиям. При определенных условиях электроны попадать на анод не будут; не долетая до него, они станут поворачивать обратно к катоду, и анодный ток прекратится. Анодное напряжение и напряженность магнитного поля подбирают таким образом, чтобы электроны немного не долетали до анода.
Электроны летят к аноду непрерывным потоком. На место тех, которые поворачивают обратно к катоду, тут же приходят новые. В результате рядом с анодом возникает электронное облачко, все электроны которого, подчиняясь действию магнитного поля, движутся в одну и ту же сторону и образуют непрерывный кольцевой поток. Это своеобразный катод, из которого можно черпать электроны. Его нетрудно «подтянуть» вплотную к аноду, регулируя анодное напряжение.
Халл подключил к магнетрону колебательный контур LC, в результате чего получилась схема генератора, создающего незатухающие колебания. При этом для управления магнитным полем магнетрона в целях генерации провод, образующий индуктивность L, этого колебательного контура LC, намотан в несколько витков вокруг корпуса магнетрона.
Благодаря тому, что круговой поток электронов почти касается поверхности анода, малейший электрический «толчок» в схеме нарушает равновесие и вызывает пульсации электронного потока. Электроны начинают попадать на анод. В анодной цепи создаются импульсы тока, которые возбуждают колебания в контуре. Созданный Халлом магнетронный генератор колебаний работал на частоте 20 КГц. Следует сказать, что в 1921 г. магнетрон не рассматривался как генератор СВЧ-колебаний.
В 1924 г. Август Жашек, профессор Карловского университета в Праге (Чехословакия), обнаружил возможность генерирования колебаний высокой частоты (в дециметровом диапазоне волн) при включении колебательного контура между катодом и анодом магнетрона и при магнитном поле вблизи его критического значения. В качестве колебательного контура использовался отрезок двухпроводной линии. Схема этого генератора показана на рис. 4, где 1 — магнетрон со сплошным анодом, 2 — двухпроводная линия (магнит магнетрона на рисунке не показан).
В магнетроне при Н, примерно равной Нкр, электроны совершают колебания в радиальных направлениях между катодом и анодом, и точка поворота электронов лежит возле анода. Данным колебательным движением электронов и возбуждаются колебания в контуре. При этом в пространстве, где постоянное магнитное поле перпендикулярно постоянному электрическому полю, происходит также взаимодействие электронов с радиальным электрическим полем высокой частоты, развиваемым в колебательном контуре. Неправильнофазные электроны, выходящие из катода во время существования на аноде положительной полуволны напряжения, получают дополнительное ускорение и сразу попадают на анод. Правильнофазные электроны, оставляющие катод во время отрицательной полуволны, тормозятся высокочастотным полем. Они не достигают анода и могут совершить несколько оборотов, оставаясь все время в правильной фазе. Опыт показал, что в магнетроне со сплошным анодом наиболее благоприятным для возбуждения колебаний в контуре является равенство между периодом собственных колебаний в этом контуре и временем пролета электрона от катода к аноду и обратно.
На такой генератор Жашеку был выдан патент Чехословакии № 20293 «Схема для генерирования электрических волн».
Следующим шагом в развитии магнетрона явилось использование в нем анода, разделенного щелями, направленными вдоль оси магнетрона, на два симметрично расположенных сегмента (или большее их число). На рис. 5 показана схема двухщелевого магнетрона, где К — катод, А1 , А2 — сегменты анода, замкнутые накоротко проводником с небольшой распределенной самоиндукцией L и емкостью C (колебательный контур).
Самовозбуждение в этом магнетроне происходит при напряженности магнитного поля, близкой к Hкр, и резко уменьшенном через него токе. Вследствие случайного начального толчка, приводящего магнетрон к самовозбуждению, напряжение на сегментах анода становится неодинаковым. Допустим, что потенциал сегмента А1 несколько выше, чем сегмента А2. Симметрия радиального электрического поля будет этим несколько нарушена. Деформация электрического поля у щелей такова, что электроны, двигающиеся параллельно поверхности анода, будут испытывать у правой щели торможение и, утратив часть своей кинетической энергии, окажутся отброшенными на сегмент А2, что увеличит его электроотрицательность по отношению к сегменту А1 .
Увеличение разности потенциалов между сегментами А1, А2 будет продолжаться недолго и прекратится, как только большая часть электронного тока окажется замкнутой на сегмент А1 (вследствие более интенсивного поля этого сегмента). Тогда потенциал этого сегмента упадет, и он окажется электроотрицательным по отношению к А2. Теперь возникнет торможение электронов у противоположной щели, и электроны будут отбрасываться на сегмент А1, что усилит электроотрицательность сегмента А1 по отношению к А2 . Торможение электронов у щели опять будет сопровождаться преобразованием кинетической энергии электронов в энергию излучаемого электромагнитного поля. Частота самовозбуждающихся колебаний в этом магнетроне определяется электрическими параметрами (L и C, а стало быть, размерами и формой) полуанодов и замыкающей их цепи.
Иена (Германия) впервые исследовал двухщелевой магнетрон для своей докторской диссертации. Однако его магнетрон не смог генерировать колебания с длиной волны короче 7 м. Первые же работы в СССР, начатые в 1924 г., были направлены на получение колебаний деци- и сантиметрового диапазона волн. В результате этих работ советские радиофизики Абрам Александрович Слуцкин, сотрудник Харьковского университета и его профессор с 1928 г., и профессор этого же университета Дмитрий Самойлович Штейнберг создали магнетрон, генерировавший волны деци- и сантиметрового диапазона, а именно волны: длиной 60 см — в 1925 г., 30 см — в 1926 г., 7,6 см — в 1927 г. В Японии молодой электрофизик Кинийро Окабе из Императорского университета Тохоку (г. Сендай) в 1927 г. получил генерацию колебаний с длиной волны около 60 см, используя «разрезной» магнетрон с двухсегментным анодом. В 1929 г. Окабе добился в магнетроне с четырехсегментным анодом генерирования колебаний в диапазоне от 3 до 5 см.
Использование в магнетроне разрезного анода позволило повысить устойчивость высокочастотных колебаний в нем и их мощность, тем не менее на начало 30-х гг. прошлого столетия магнетрон оставался лабораторным прибором. Основная задача в его усовершенствовании заключалась в дальнейшем увеличении мощности генерируемых колебаний, необходимой для практического применения, и в продвижении в диапазон все более коротких волн.
Человек с забавной фамилией и почему тарелка в микроволновке так сильно нагревается
Этого господина в пиджаке, с небольшими усами и пенсне зовут Генрих Грейнахер. Он швейцарский физик из города Санкт-Галлен в восточной части Швейцарии. Именно он придумал магнетрон- устройство находящееся абсолютно в каждой микроволновке и греющее нам еду. вот на этом моменте стоит повнимательней прочитать фамилию ученого и улыбнуться.
Разберемся немного в работе магнетрона, ведь без него немыслима никакая микроволновка. Из названия уже становиться понятно, что на нашу курочку действуют невероятно короткие (а чем меньше длина волны, тем больше её частота), высокочастотные волны электронов, заставляющих молекулы воды, находящиеся в еде колебаться, что вызывает трение молекул и приводит к выделению тепла.
Узнаем о невероятно горячих тарелках и холодном супе.
Свч волны разогревают все, что содержит в себе влагу, кроме стекла и металлов.
Тарелка же, являясь керамической (можно сказать стеклянной), по сути не должна нагреваться, в общем с новыми тарелками такого и не происходит, но почему? Все дело во времени, керамика подвергаясь перепадам температур при мойке покрывается микротрещинами, в которые и попадает влага. По сути происходит эффект паровой бани и сильный нагрев тарелки.
на этом пожалуй все. За пунктуацию просьба не бить, я еще учусь (9кл)
208K постов 13K подписчик
Правила сообщества
Сообщество для постов, которые ранее были на Пикабу.
Волна с частотой 2,4 ГГц имеет длину 12,5 см, не так и мало. Поэтому, таракану так уютно во включенной микроволновке.
Колеблются не только молекулы воды, любые полярные молекулы и магнитные домены.
Греться будут любые радиопоглащающие материалы, собственно на этом строится технология СТЭЛС, покрытие не отражает, а переводит в тепло сигнал радара.
Вообще то Грайнахер. Но это сути не меняет)
Стеклянные тарелки тоже греются. Влага из еды испаряется и конденсируется на крае тарелки, там эти капельки буквально кипят и нагревают тарелку. Очень хорошо это заметно с супом — верх тарелки обжигает, а дно ещё прохладное.
С пунктуацией у автора более-менее порядок, зато с физикой — проблемы.
"невероятно короткие (а чем меньше длина волны, тем больше её частота), высокочастотные волны электронов"
Если за пунктуацию не бить, то она и не исправится, к сожалению.
высокочастотные волны электронов
Санкт-Галлен — Швейцария, а не Швеция
Тот случай, когда изобретение стоило назвать фамилией изобретателя.
Ну логично и то что нагретая жидкость сама разогреет тарелко, и кстати погретая в мв печи жидкость остывает быстрее
Какое, нахуй, трение молекул?
Правда ли, что чтение с экрана портит зрение?
Распространено мнение, что чтение с компьютера, планшета или смартфона ухудшает зрение и ведёт к близорукости. Мы решили проверить, есть ли научные подтверждения этой точки зрения.
(Для ЛЛ: нет никаких доказательств того, что чтение с экранов портит зрение сильнее, чем чтение с бумажных носителей)
Для начала попробуем разобраться, чем отличается с точки зрения физики чтение с бумажного и электронного носителя. Как известно из школьных уроков, видимым предмет становится тогда, когда он отражает или испускает элементарные частицы света — фотоны, которые попадают на светочувствительные клетки сетчатки, а от них сигнал по цепочке нейронов доходит до мозга. Фотоны от солнца или искусственного источника освещения попадают на книжный лист, чёрные буквы фотоны поглощают, а белые промежутки отражают их прямо нам на сетчатку. С точки зрения физики правильнее было бы даже говорить не столько «я вижу буквы», а скорее «я не вижу буквы, а вижу промежутки между ними». В случае с электронным носителем отражённый свет нам не обязателен, встроенная подсветка экрана сама испускает необходимое количество фотонов, чтобы мы могли воспринимать текст или изображение.
При недостаточности освещения человеческий глаз имеет возможности для адаптации. Когда мы пытаемся рассмотреть что-то в сумерках, наш зрачок расширяется, чтобы большее количество света попадало на сетчатку. При возвращении более яркого освещения зрачок сужается. Если же силами организма достаточной яркости достичь не удалось, мы используем внешние возможности регулировки: подстраиваем освещение под потребности нашего зрения (включаем более яркий свет, пересаживаемся ближе к источнику света), а в случае с электронным носителем регулируем мощность подсветки. Важно отметить, что опасение, будто чтение при недостаточном освещении навредит зрению, абсолютно беспочвенно. По меткой аналогии нью-йоркского офтальмолога Ричарда Розена, «это всё равно что сказать, будто фотографирование при плохом освещении повредит ваш фотоаппарат».
Самым крупным исследованием влияния чтения с экранов на зрение, пожалуй, можно назвать труд учёных из Университета штата Огайо. В 1989 году они отобрали 4512 детей в возрасте от 6 до 13 лет разных этнических групп без признаков близорукости и на протяжении 21 года наблюдали за их зрением. При разработке дизайна исследования среди потенциальных факторов риска учёные выделили время, проводимое за экраном телевизора, а позже и компьютера. Исследование показало, что этот фактор в итоге не сыграл значимой роли в развитии близорукости, в отличие от, например, такого неочевидного на первый взгляд параметра, как время игр на свежем воздухе. Карла Задник, руководитель этого исследования, подчёркивает, что «несмотря на то, что время, проведённое у экрана, считалось важным фактором в развитии близорукости на протяжении почти 100 лет, наша большая и этнически репрезентативная выборка не продемонстрировала никакой связи». С Задник согласен её коллега, доктор Дональд Мутти: «Нет убедительных доказательств того, что работа за компьютером увеличивает риск возникновения или прогрессирования близорукости у взрослых по сравнению с другими формами работы, связанными с напряжением зрения».
Однако некоторая связь между количеством времени, проводимым за чтением, и развитием близорукости существует. Ухудшение зрения вследствие длительной работы за монитором вызывается тем, что многие не соблюдают правила безопасной работы вблизи, а именно пренебрегают необходимым расстоянием между текстом и глазами и не делают необходимых пауз для отдыха глаз. Самым важным правилом офтальмологи называют «правило 20–20–20»: каждые 20 минут работы необходимо делать перерыв и на протяжении 20 секунд переводить взгляд на объект, находящийся на расстоянии 20 футов (около 6 м). Соблюдая его, мы даём глазам необходимый отдых и можем продолжать работу, не испытывая неприятных симптомов и не нанося вред своему зрению. Пренебрежением этим правилом, скорее всего, и объясняется «экранная близорукость» пациентов доктора Дэвида Алламби.
Интересно также отметить: в 2019 году учёные пришли к выводу, что чтение белых букв с чёрного фона стимулирует необычные для нашего глаза пути передачи информации и представляет собой профилактику появления близорукости, в отличие от стандартного чтения чёрных букв с белого фона. Стоит также упомянуть наблюдение японских учёных: жевание жевательной резинки во время напряжённого чтения с экрана, задействуя различные мышцы лица, снижает такие симптомы усталости глаз, как сухость, ощущение песка в глазах, двоение и боль.
Таким образом, нет никаких доказательств того, что чтение с экрана компьютера, планшета или смартфона сильнее портит зрение, чем чтение с бумажного носителя. Однако важно помнить, что вне зависимости от того, книга перед вами или мобильный телефон, следует соблюдать некоторые правила безопасной работы и, возможно, следуя советам японских учёных, расслаблять мышцы лица, параллельно с чтением жуя жевательную резинку.
Наш вердикт: неправда
Ещё нас можно читать в Телеграме, в Фейсбуке и во Вконтакте
В сообществах отсутствуют спам, реклама и пропаганда чего-либо (за исключением здравого смысла).
Поделиться чеканной монетой с проектом с самым большим количеством пруфов на абзац можно внизу поста 🙂
Поролон из ПЭТ-бутылок
Российские ученые из ВятГУ разработали технологию получения тепло- и звукоизоляционных материалов из использованных пластиковых бутылок. И речь не только про импортозамещение. А главное, сделать это за счет вторичной переработки, то есть из отходов.
Вопросами переработки пластиковых отходов ученые ВятГУ занимаются восемь лет. На данный момент полностью отработан процесс разложения бутылок в лабораторных условиях и получены опытные образцы новых материалов.
«Процесс переработки осуществляется химическим способом по замкнутому циклу с минимальным количеством отходов. Иными словами, мы превращаем пластиковые бутылки обратно в простые химические вещества – мономеры, а из них, как из кирпичиков, заново собираем новые материалы. Так, мы смогли синтезировать антисептик для древесины и вязкие смолы, которые можно использовать в производстве резиновых смесей. Но самые актуальные и интересные материалы, это вспененные полиуретаны, примером которых является хорошо известный поролон. Они дают хорошую тепло- и звукоизоляцию и имеют легко регулируемую структуру – размер пор и жесткость», – пояснил заведующий кафедрой химии и технологии переработки полимеров Вятского государственного университетаРоман Веснин.
Ученые уже ведут переговоры с промышленными партнерами, заинтересованными в организации производства таких вспененных полиуретанов. Этот материал может быть использован для теплоизоляции зданий и коммуникаций, в том числе труб, а как поролон – при изготовлении мебели и для упаковки.
Каменный Лес в Ростовской области | Научпоп
Вы когда-нибудь слышали про Каменный Лес в Ростовской области? Что он собой представляет? Чем он уникален? Какие интересные истории с ним связаны? Какие редкие растения в нём произрастают? Действительно ли таких мест больше нет нигде в России и мире?
• Борис Панасюк, главный редактор познавательного краеведческого портала «Донские Зори».
• Георгий Абакумов, краевед, председатель любительского объединения «Краеведы Верхнедонья».
• Татьяна Соколова, ботаник, кандидат биологических наук, научный сотрудник Южного научного центра РАН.
Правда ли, что леса Амазонии производят 20% всего кислорода на Земле?
Нередко можно встретить утверждение, согласно которому густая растительность в бассейне одной из крупнейших мировых рек отвечает за пятую часть всего кислорода, существующего на нашей планете. Мы проверили, корректны ли эти цифры.
Лёгкими планеты дождевые леса в бассейне Амазонки именуют достаточно давно, и в этом нет формальной ошибки — действительно, это самый крупный в мире тропический лес (5,5 млн км2), охватывающий территорию девяти государств. Однако что такое 20% всего кислорода на Земле? |Это пятая часть всего скопления этого элемента в атмосфере, то есть огромный объём, учитывая, что его концентрации людям хватает для дыхания примерно до высоты 9 км, а незначительное количество можно найти вплоть до высоты 115 км.
Ключевую роль в этом процессе занимает фотосинтез. И действительно, согласно исследованию, проведённому видным экологом, директором некоммерческой организации Project Drawdown Джонатаном Фоули в 1995 году, а также более поздней (2010 год) работе других учёных, тропические леса ответственны за 25–34% всего фотосинтеза, происходящего на суше. Как заявляет Ядвиндер Малхи, эколог из Института изменения окружающей среды Оксфордского университета, это говорит о том, что примерно 12–16% кислорода, производимого на суше, приходится на дождевые леса Амазонии. Однако есть ведь ещё и фитопланктон в Мировом океане. На долю океана приходится примерно половина всего фотосинтеза, а это значит, по словам учёных, что в глобальном смысле доля лесов Амазонии падает до 6–9%.
Но и это ещё не всё. Деревья не только «выдыхают» кислород — они также потребляют его в процессе, известном как клеточное дыхание, когда они преобразуют накопленный в течение дня сахар в энергию. Поэтому ночью, в отсутствие необходимого для фотосинтеза солнца, растения становятся чистыми поглотителями кислорода. Как считают исследователи из группы Малхи, деревья вдыхают более половины произведённого ими же кислорода, а остальное, вероятно, используют бесчисленные микробы, живущие в Амазонке. «Чистый [кислородный] эффект Амазонии или любого другого биома примерно равен нулю», — утверждает Малхи.
Что касается атмосферы Земли, то за кислород, которым мы дышим, люди должны быть благодарны в первую очередь фитопланктону, на протяжении миллиардов лет неуклонно позволявшему этому веществу накопиться в воздухе, пишет профессор Университета штата Колорадо, специалист по атмосфере Земли Скотт Деннинг. Таким образом, несмотря на то что фотосинтез растений отвечает за кислород, лишь ничтожно малая часть этого процесса на самом деле пополняет запасы кислорода в воздухе. По словам Деннинга, даже если бы все органические вещества на Земле были сожжены одновременно, было бы израсходовано менее 1% мирового кислорода. А распространённая цифра об амазонских лесах, скорее всего, перекочевала из исследований об их роли в фотосинтезе на суше.
Фото на обложке: Wikipedia.
Наш вердикт: неправда
Ещё нас можно читать в Телеграме, в Фейсбуке и в Вконтакте
В сообществах отсутствуют спам, реклама и пропаганда чего-либо (за исключением здравого смысла).
Поделиться чеканной монетой с проектом с самым большим количеством пруфов на абзац можно внизу поста 🙂
ХОДИЛИ ЛИ ХОББИТЫ СРЕДИ ЛЮДЕЙ? ИНТЕРВЬЮ СО СТАНИСЛАВОМ ДРОБЫШЕВСКИМ
Хоббиты известны многим по фентезийному миру Толкина, но мало кто знает, что жили они не только там.
«А где же ещё?» — спросите вы.
Сегодня Станислав Дробышевский расскажет вам о маленьком народе с Флореса, а также поведает об инопланетянах, вулканах и метеоритах:
– Все метеориты, вулканы. Ну что-такое прям грандиозное.
– И хоббиты как-то вдруг нашлись в Юго-Восточной Азии.
– Какие-то странные, говорят на каком-то зверином языке, с хвостами, с остроконечными ушами. И это везде…
– И вдруг пришли сапиенсы. А там, где проходили сапиенсы, вообще никто не выживал ни разу.
Интересно, но не очень понятно?
Чтобы познать смысл цитируемого, нужно смотреть глубже!
—————————————
Благодарим:
— библиотеку «Научка» за предоставление места для съемки;
— оператора проекта «Наука | SciTeam» Александра Захарченко за профессиональную съёмку;
— руководителя проекта «Other worlds studio» Романа Евсеева за помощь в создании превью.
Также благодарим всех наших ребят, участвовавших в создании и подготовке данного материала:
— руководителя проекта «Помни о предках. Палеонтология» Даниила Симонова за монтаж и звукорежиссуру;
— заместителя руководителя проекта «Биореактор», врача, Артемия Липилина за проведение интервью;
— Людмилу Хигерович, Дениса Вебера (@denweber), Виталия Ершова за работу над графикой.
#Антропология@inbioreactor
#Заметка@inbioreactor
#Видеореактор@inbioreactor
Текст: команда биореактора.
Редактура: #panda_684@inbioreactor
Нобелевская премия по физике за «жуткую» квантовую запутанность
Три квантовых физика получили Нобелевскую премию по физике за свои эксперименты с запутанными фотонами , в которых частицы света становятся неразрывно связанными. Такие эксперименты заложили основу для множества квантовых технологий, включая квантовые компьютеры и средства связи. Ален Аспект, Джон Клаузер и Антон Цайлингер получат по одной трети приза в размере 10 миллионов крон (915 000 долларов США). На пресс-конференции, посвященной присуждению награды, Цайлингер отдал дань уважения начинающим ученым, работавшим с ним. «Эта премия была бы невозможна без многолетней работы более 100 молодых людей».
В свое время Альберт Эйнштейн назвал квантовую запутанность «призрачным действием на расстоянии», поскольку кажется, что частицы обмениваются информацией мгновенно, даже если они находятся далеко друг от друга.
Правда ли, что кошки мяукают только ради человека?
Многие уверены, что кошки научились мяукать специально для коммуникации с человеком. Мяуканьем они только подают сигналы хозяевам, а друг с другом взаимодействуют иначе. Мы проверили, есть ли этому доказательства.
Сразу оговоримся: классическое «мяу» — далеко не единственный звук, на который способны кошки. Учёные выделяют порядка 20 разных звуков, издаваемых кошками: это и шипение, и мурлыканье, и скрип, и вой, и даже чириканье. Каждый из звуков что-то значит, его использование зависит от ситуации и эмоционального состояния животного. С котятами или дружественными котами общаются бульканьем. В качестве приветствия издают трель. Угрожая или защищаясь, вопят, шипят или низко рычат. Специалисты даже выделили особый звук, выражающий фрустрацию от того, что добыча вне зоны досягаемости: по-английски его называют сhirp, «щебет». Кошки издают такие короткие негромкие звуки, когда, например, наблюдают за птицами через оконное стекло.
А вот звук «мяу» изначально детский: так котята сообщают матери, что они голодны или потерялись. Взрослые кошки редко используют мяуканье, взаимодействуя друг с другом. Предположительно, этот звук кошки «приспособили» для общения с людьми, когда стали домашними, то есть от 10 000 до 5000 лет назад. Громкое «мяу» человек слышит лучше, чем другие кошачьи звуки. Вероятно, мяукающим кошкам было проще добиться от человека еды и внимания, сообщить о плохом самочувствии, одиночестве или желании спариться. Так что этот звук стали использовать не только котята, но и взрослые коты.
Домашние животные вообще склонны иметь детские черты внешности и поведения даже во взрослом возрасте. Это неотения — судя по всему, «побочный эффект» одомашнивания. Советский академик Дмитрий Беляев в 1950-е начал многолетний эксперимент по одомашниванию лисиц, и через несколько поколений отбора и скрещивания самых доброжелательных к людям животных у лис начали меняться и внешность, и поведение. Морда укоротилась, как у лисят, сохранилось детское поведение, игривость, появилось повиливание хвостом.
Связь между мяуканьем и жизнью с людьми подтверждается и тем, что современные одичавшие кошки почти не издают такого звука. Изучая поведение бродячих кошек, учёные обнаружили, что, даже живя колониями (то есть в тесном контакте с сородичами), они гораздо тише своих домашних собратьев. Одичавшие кошки не мяукают даже при виде знакомого человека, который их подкармливает. При этом исследование показало, что «мяу» может «прорезаться» у них буквально за несколько недель тесного контакта с человеком.
О том, что социализация и опыт каждой конкретной кошки сильно влияет на её поведение при контакте с человеком и даже на умение мяукать, говорят и другие учёные. Они проводили эксперимент с домашними и с одичавшими кошками, ставя их в разные ситуации: поблизости оказывался знакомый доброжелательный человек, затем — угрожающий незнакомец, большая кукла, человек с собакой, человек с кошкой. Во-первых, бездомные кошки вели себя агрессивнее домашних, когда чувствовали угрозу. Но даже при виде дружественного человека они не мяукали, в отличие от кошек, у которых есть дом и хозяева.
Итак, «мяв» домашних кошек, действительно, обращён прежде всего к человеку. У диких кошек «мяу» — звук общения котёнка с матерью, взрослея, коты разучаются мяукать. А домашние кошки «приспособили» этот звук для общения с хозяевами.
Наш вердикт: правда
Ещё нас можно читать в Телеграме, в Фейсбуке и в Вконтакте
В сообществах отсутствуют спам, реклама и пропаганда чего-либо (за исключением здравого смысла).
Поделиться чеканной монетой с проектом с самым большим количеством пруфов на абзац можно внизу поста 🙂
Дробышевский популярен,Дробышевский знаменит,Мы его всегда узнаем Среди прочих гоминид! ©Фольклор
Думаете, пересмотрели всего Дробышевского в Интернете? Ха-ха, как бы не так! Абсолютное новое интервью специально для Биореактора! Уже скоро. #Видеореактор@inbioreactor
Заметки о зубной пасте и уходе за зубами
Ну что же, продолжается моя эпопея по созданию рабочей рецептуры зубной пасты. Планирую (тьфу, тьфу, тьфу, три раза по дереву постучу) до конца недели завершить закупку всех нужных ингредиентов и к понедельнику получить уже первые образцы.
Материал я собрал, изучая такие сайты, как researchgate.net , sciencedirect.com , www.ncbi.nlm.nih.gov , escholarship.org и другие (многие ссылки даю сразу на сайт https://sci-hub.ru/ , позволяющий читать полный текст платных или закрытых материалов)
Опираясь на данные изучаемых исследований, я занимаюсь разработкой оптимальной рецептуры гигиенической (т.е. не лечебной) зубной пасты, стараясь добиться оптимального баланса между абразивными, антибактериальными и реминерализирующими свойствами (плюс — еще желательно позаботиться об окружающих зуб тканях).
Зачем? 1.Потому что очень интересно; 2. Потому что не хватает этого баланса в современных не лечебных продуктах формата «на каждый день» (лечебные должны работать в одну цель, там совсем иная история в этом плане и в эту область я не иду).
1. В этом посте я не ставлю целю целью разбор имеющихся продуктов, это можно будет сделать, но позже, рекомендовать какие-то существующие средства тоже не буду, могу только сказать, что лечебных реминерализирующих продуктов на основе фтора, нано гидроксиапатита кальция — их не то чтобы много, но они есть и работают они хорошо.
2. По вопросам решения стоматологических проблем — нужно обращаться к квалифицированному стоматологу.
3. Не существует зубных паст, которые могли бы в одиночку решить проблемы здоровья зубов и ротовой полости. Паста, это один из этапов ухода за зубной эмалью и частично — за пародонтом, кроме того необходим еще целый комплекс мероприятий (ополаскиватель, аппликации для реминерализации, ирригатор, гигиенист, хорошая зубная щетка и правильное ее использование, некариесогенная диета, регулярное посещение стоматолога).
4. Я сам не стоматолог, но у меня медицинское образование и я с 2016 года имел отношение к разработкам косметических рецептур (проект накрылся медным локдаунным тазом в 2020 году, но наработки остались, которые сейчас пробую освоить по мере своих скромных возможностей), поэтому про некоторые виды косметической продукции (в том числе зубные пасты) я могу что-то экспертно рассказать, но про лечение зубов и решение стоматологических проблем — за этим нужно обращаться к лечащему квалифицированному стоматологу.
Итак, какой же самый главный фактор зубной пасты? Имя ему — АБРАЗИВНОСТЬ.
Для чего вообще нужна зубная паста? Удалять зубной налет. Но нафига его удалять?
Зубная паста позволяет удалять БИОПЛЕНКУ с зубов. Состоит она на 85% из (экзо)полисахаридов, которые выделяют бактерии, в малой степени присутствуют грибки. Причем, уже через 7-14 дней без гигиены там появляются довольно серьезные инфекционные агенты: вибрионы, спирохеты, другие грамотрицательные микроорганизмы ( https://www.sci-hub.ru/10.1111/j.1600-0757.2009.00339.x ).
Биопленки выстилают внутренности нефтепроводов, стенки аквариумов, системы вентиляции. Так, в 1976 году именно биопленка бактерии Legionella pneumophila в системе кондиционирования послужила причиной смерти 29 человек. И что удивительно, эта бактерия может присутствовать также в составе бактериальной биопленки зубного налета, в частности вот в этом исследовании она была выявлена у 8 из 65 пациентов (это 12,3 процента) http://www.seu-roma.it/riviste/annali_igiene/open_access/art.
Устойчивость бактерий по отдельности и в конгломерате биопленки к антибиотикам может отличаться в 1000 раз в пользу биопленки ( https://www.medical-cg.ru/statya/jendodontija/163/ ).
Это чрезвычайно устойчивая адаптивная биологическая система, удаление которой — первостепенная задача в любом процессе, касающемся лечения и поддержания здоровья зубов и ротовой полости.
Чем она вредна? Бактерии разлагают сахар, результат такого разложения — кислота. Кислота понижает PH, разрыхляет эмаль и в итоге она разрушатся, становится уязвимой к истиранию и другим повреждениям. В итоге возникает кариес. Биопленка вокруг десен вызывает гингивит и пародонтит. Долгое время не удаляемая биопленка становится основой для зубного камня.
А удаляется она, в первую очередь, механически благодаря содержащимся в зубной пасте абразивам, как бы полирующим эмаль. Одни из самых популярных — диоксид кремния, диоксид алюминия, бикарбонат натрия, карбонат кальция (мел), дикальцийфосфат, еще пользуются популярностью активированный уголь, каолин (список далеко не исчерпывающий).
Какие еще существуют способы воздействия на бактериальную биопленку?
Итак, еще раз оформлю главную мысль: основным фактором, из-за которого ухудшается состояние здоровья зубов, является патогенная микрофлора. Причем микрофлора очень устойчивая и под корень не выводимая даже антибиотиками.
Бактерии, живущие в сообществе биопленки друг с другом находятся в постоянном взаимодействии, конкурируя за питательные вещества (конкуренция), подавляя рост друг друга (антагонизм), помогая друг другу расти (синергетизм), нейтрализуя патогенность друг друга (т.е. влияние идет тольно на пагубное для нашего организма воздействие со стороны этих бактерий, так называемый нейтрализующий фактор) https://periobasics.com/dental-plaque/
Причем есть бактерии, которые любят углеводы (они же — карбогидраты, они же — крахмалы и сахара), это так называемые сахаролитические микроорганизмы и занимаются они сбраживанием углеводов, в результате чего появляются кислоты, главным образом — молочная. Преобладают они в наддесневом налете.
Кислоты, это очень плохо для эмали, от этого она становится более рыхлой, к ней легче прикрепляться так называемым «первичным колонизаторам», которые производят бактериальный «засев», а в перспективе эмаль от воздействия кислот становится проницаемой для бактерий и разрушается вовсе. В общем, кислоты, выделяемые бактериями (из кислой пищи и напитков, кстати, тоже) оказывают разрушительное воздействие на первый рубеж обороны наших зубов.
А есть еще бактерии асахаролитические, они живут в поддесневых участках и питаются уже не углеводами, а азотистыми соединениями из десневой жидкости, создавая нейтральный PH, богатый короткоцепочными жирными кислотами и аммиаком. Метаболизируя питательные для них аминокислоты, эти бактерии вырабатывают соединения серы, ответственные за неприятный запах изо рта. Среда, которую эти бактерии создают, способствует развитию множества патогенных микроорганизмов.
Кислоты, что от газировки или апельсинового сока, что появляющиеся из-за деятельности бактериальной биопленки, повышают проницаемость эмали и это может делать ее проницаемой для бактерий. При реминерализации таких проблемных зубов «поры» верхних слоев эмали суживаются до нормальных размеров, и инфекция становится как бы запечатана в подповерхностных слоях эмали, что может приводить к скрытому кариесу.
Раз кислоты, это так плохо для зубов, то может нам поможет щелочь? Например пищевая сода?
Но нет. Содовым раствором полоскать зубы тоже не следует (во всяком случае регулярно), поскольку сильное защелачивание среды в ротовой полости нарушает там экологическое равновесие и способствует вымыванию коллагена из дентина, особенно это актуально при оголенных шейках зубов https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5744347/ . К тому же есть патогенные бактерии (прежде всего асахоролитические), которые вполне комфортно воспримут повышение уровня PH.
Так, соду тоже отставляем в сторону, что тогда остается?
Одно из последних направлений в области защиты зубов от патогенных бактерий (избавиться полностью от которых невозможно) — это вмешательство в их метаболитические стратегии, проще говоря, влияние на то, какой продукт получается в процессе жизнедеятельности бактерии, поскольку именно эти продукты, а не сами бактерии как таковые, и представляет угрозу для зубов и комплекса тканей, окружающих зуб (парадонта).
Одно из самых, на данных момент, перспективных веществ здесь, это аминокислота аргинин, который может метаболизироваться сахаролитическими бактериями без выделения разрушающих зуб кислот, об этом написано много исследований, для краткого ознакомления можно посмотреть вот этот обзор: https://remedium.ru/doctor/stomatology/izmenenie-metabolizma. .
Вот в этом исследовании показан положительный для эмали эффект от применения аминокислот пролина (усваивается бактериями вместо белков слюны) и аргинина: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7855038/ .
Кстати говоря, аминокислоты, также показали свою эффективность при лечении проблем пародонта (это окружающие и поддерживающие зуб ткани). Так, например, вот в этом патенте 1999 года https://patents.google.com/patent/US6270750B1/en описывается проведенное исследование, где пролин, глицин и лизин помогли получить «отличные результаты при лечении пародонтального кармана, а также при лечении после удаления зуба, как для заживления раны в слизистой оболочке, так и для формирования костной ткани повторного роста».
В составе эти аминокислоты будут обозначены, вероятнее всего, вот так: Glycine, Lysine, Proline, Arginine.
Еще один компонент, работающий на этом же поле, это КСИЛИТ (XYLITOL). Ингредиент популярнее, чем аминокислоты, и он определенно заслуживает внимания.
Ксилит влияет на метаболизм кариесогенной бактерии стрептококк мутанс (s.mutans), понижая экспрессию гена gtfB, что приводит к уменьшению размеров этих бактерии и их колоний (по сути — из-за голода) https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/22645015/ , также ксилит ограничивает выделение липких полисахаридов (это снижает адгезию к эмали) у s.mutans, что мешает им формировать устойчивую биопленку на поверхности эмали.
Кроме того, ксилит может образовывать комплексы с кальцием (но при определенных условиях, не в каждом случае), что положительно влияет на качество реминерализации. Об этом сказано в данном исследовании: https://link.springer.com/article/10.1007/s00284-008-9332-4. .
Ксилит, влияя на метаболитические цепочки многих бактерий зубного налета, способствует повышению уровня PH, поскольку метаболиты бактерий под его воздействием становятся менее кислотными, наилучшие результаты ксилит показывает в жевательных резинках, сиропах — он требует относительно длительной экспозиции.
Из любопытного. При использовании средств с ксилитом у беременных и недавно родивших женщин, снижался уровень вертикальной передачи кариеса ребенку.
Также ксилит хорош (наравне с другими несахарными подсластителями, например — сорбитом) с точки зрения повышения выделения слюны, богатой кальцием.
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4232036/
Интересный факт, рацион питания практически не влияет на образование биопленки. В ротовой полости достаточно питательных веществ для разведения вредных бактерий: https://www.sci-hub.ru/10.1111/j.1600-0757.2009.00339.x
Поэтому можно с уверенностью можно сказать, что сладкое не разрушает зубы так же, как это делает отсутствие ЕЖЕДНЕВНОГО правильного ухода за зубами, препятствующего разведению вредных бактерий на зубах (генетика тут тоже, к сожалению, играет далеко не последнюю скрипку).
Также, согласно данным Британского фонда питания, на здоровье эмали сказывается не количество употребляемого сахара, а частота его употребления. Поэтому съесть один десерт за раз, это лучше, чем по одной конфетке каждый час в течении всего дня.
https://sci-hub.ru/10.1111/j.1467-3010.1999.tb01133.x
Ну и тут вывод, с которым не поспоришь: чистить зубы после каждого приема сладкого — это очень хорошая идея.
Но вернемся к нашим баранам абразивным частицам. Несмотря на то, что влияние на метаболитические стратегии бактерий — это очень круто и действительно работает, зубная паста не будет эффективно бороться с налетом без абразива как ни крути.
На абразивы в составе зубной пасты может приходится до 40% массы.
Низкоабразивные или безабразивные зубные пасты удаляют биопленку и пятна значительно хуже, чем более абразивные средства. Причем для диоксида кремния оптимальным процентным содержанием в пасте, выше которого эффективность очищения практически не повышается, будет всего 4% ( https://www.semanticscholar.org/paper/Dental-stain-prevention-by-abrasive-toothpastes-:-A-Dawson-Walsh/b7e99db2ec73e16e1f472f20ed68d9916e2bc0f2 )
Одно из самых известных убеждений: «больше частица абразива — лучше чистящая способность, но больше истираемость эмали. Меньше частицы — полирует хуже, но зато безопасно».
На самом деле это не аксиома. Многое зависит от чувствительности зубов, состояния эмали, кислотности слюны, жесткости щетины зубной щетки, силы давления на зубную щетку.
(следующий абзац можно пропустить, это просто уточняющая информация о том, что исследования, подтверждающие «плохое» воздействие абразивов, на самом деле не всегда можно корректно применить к процессу чистки зубов щеткой)
Износ зубной эмали. Важный параметр RDA — Relative dentin abrasivity. Он показывает абразивность зубной пасты по отношению к относительно мягкому дентину, находящемуся под эмалью ( в очень редких случаях он может оголиться на шейке зуба, но не каждая оголенная шейка зуба, это именно голый дентин, там еще перекрытие цементом есть).
Чем значение выше, чем выше абразивная способность. Условно говоря, RDA — 0 не очистит ничего, а RDA 300 и больше сотрет эмаль вместе с зубами. Шутка, не сотрет. На самом деле утверждения о безусловном вреде для эмали зубных паст с определенным значением RDA (кто-то говорит про вред RDA 150 и выше, кто-то про 80 и выше) не учитывают еще несколько важных параметров: сила нажима, тип и дисперсия щетины, длительность чистки.
RDA не разработан для определения абразивной безопасности зубной пасты. Все пасты с значением RDA менее 250 считаются безопасными для эмали https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0020653920358962?via=ihub
В реальной жизни прямой корреляции межу RDA и изнашиваемостью эмали нет и не может быть: https://sci-hub.ru/10.1016/j.jdent.2008.01.010 Например, как показано в этом исследовании, разницы для эмали в реальном применении между RDA 90 и RDA 204 нет никакой.
Исследование показывает, что да RDA 90 меньше истирает дентин, чем RDA 200, но на эмаль это не влияет НИКАК, они истирается минимально и точка. https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0300571210002125?via=ihub
А вот налет эффективнее удаляет все то, что имеет значение RDA 100 и выше.
Маркировку RDA можно найти не на каждой зубной пасте, поскольку определение этого параметра происходит в строгом соответствии с регламентом Американской ассоциацией стоматологов и стоит ОЧЕНЬ дорого.
ОЧЕНЬ ВАЖНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ, проведенное в 2007 году в Гамбурге (даю ссылку сразу на полнотекст со скайхаба).
https://sci-hub.ru/10.1016/j.jdent.2008.01.010
В исследовании говорится, что пленка на эмали, состоящая из специфичных белков слюны, чрезвычайно эффективно противостоит абразивному истиранию. То истирание эмали, которое фактически происходит на зубах, на макете (а оно и так не очень значительно для эмали даже по этим показателям) было бы ВЫШЕ В 7,7 (!!) РАЗ. Т.е. исследования «в стекле», не на реальных зубах с реальной слюнной белковой пленкой, очень сильно завышают показатели истираемости.
На реальном зубе абразив зубной пасты не сможет так процарапать эмаль, как это показано, например, вот на этих иллюстрациях:
Тут показано, как частицы диоксида кремния могут царапать эмаль. Но это исследование некорректно (вот оно https://sci-hub.ru/10.1016/j.wear.2020.203212 ), так как используемый аппарат (вот этот http://www.phoenix-tribology.com/at2/leaflet/te66 ), в котором металлический шарик (!) истирает некий эквивалент эмали, даже близко не имитирует работу зубной щетки по зубной эмали со слоем защитной слюнной пленки.
Считается, что оптимальный размер абразивных частиц не должен превышать 20 микрон. Так, размер химически осажденного карбоната кальция (мела), который используется в зубных пастах, находится в диапазоне 2-20 микрон, каолина (белая глина из минерала каолинита) — от 0,5 до 10 микрон. Диоксид кремния не зря считается очень щадящим абразивом, размер частиц обычно не превышает 0,05 микрона. С размером частиц бикарбоната натрия (это обычная пищевая сода) все неоднозначно — от 0,5 до 60 микрон, абразивность частиц этого вещества производители зубных паст не уточняют.
Активированный уголь. Вынесу отдельным абзацем. Говорят, что он может сильнее истирать зубную эмаль, чем другие абразивы (аналогичное можно услышать и про карбонат кальция, и про бикарбонат натрия). Но согласно множеству исследований, чистит он также, как и другие пасты с отбеливающим эффектом (т.е. обладающие не минимальной абразивностью). С углем или без угля — разницы нет, важен размер частиц. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC8404563 .
Преимущество активированного угля перед другими абразивами в зубной пасте, это маркетинговая уловка.
Применении антисептиков (хлоргексидин, триклозан, хлорид цетилпиридиния) не заменяет механической очистки. Биопленка не просто справляется с такой обработкой (хотя количество бактерий кратковременно и уменьшается), но и получает дополнительную пищу из погибших клеток своих бактериальных сородичей. Бактерии — они те еще каннибалы (по научному это называется — некротрофия).
По этой же причине пасты с низкой абразивностью могут не просто не помогать бороться с биопленкой, а напротив — помогать формироваться питательной для бактерий среде.
Поэтому чистим зубной щеткой с пастой и потом хорошо полоскаем. Лучше ополаскивателем. Полоскаем хорошо, чтобы вымыть все бактериальные ошметки.
Еще один факт. И он поистине удивителен. Я оставлю его без комментариев. Потому что он, с одной стороны развенчивает одно популярное убеждение, а с другой — это ничего не меняет:)
ЗУБНЫЕ ЩЕТКИ С МЯГКОЙ ЩЕТИНОЙ СПОСОБСТВУЮТ БОЛЬШЕЙ ИСТИРАЕМОСТИ ЭМАЛИ
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/29457353/
Вот такие дела. Не в абразиве дело, как уже и писалось выше. То, что мягкая щетина безопаснее для эмали, это миф. Однако, она безопаснее для десен.
Но, если вспомнить абзац про реальные зубы и белковую биопленку, то можно не беспокоиться. Исследование делали in vitrio, т.к. «в стекле», поэтому показания стираемости эмали из него можно делить на 7,7.
Таким образом, получаем, что хотя мягкая щетина и хуже для «сухой» эмали, в реальной жизни этим можно пренебречь, тогда как с точки зрения риска травмирования десен все-таки предпочтительна именно мягкая щетина.
Поэтому, хотя утверждение, что мягкая щетина деликатнее для эмали, оказывается ложным, тем не менее, мягкая щетина с меньшей вероятностью повредит десны.
Лучший абразив для чистки зубов, барабанная дробь, — каолин, это специальная очищенная косметическая глина. Он обладает отличными очищающими и осветляющими способностями при относительно небольшом размере частицы https://www.researchgate.net/publication/49807515_Abrasion_p.
Хотя и другие абразивы чистят не плохо, там нет явных аутсайдеров.
Просто интереса ради. Фото тех невидимых глазу трудяг, которые помогают счищать бактериальную биопленку с наших зубов.
Так выглядят частицы диоксида кремния:
Вот так, карбоната кальция:
Вот так выглядят частицы каолина:
И это тоже частицы каолина:
Его частицы похожи на плоские плюс-минус шестигранные чешуйки, вероятно именно этой формой и обусловлены его, превосходящие другие абразивы, показатели очищения эмали.
Ну что же. Текст получился огромным. Надеюсь, что тем, кто осилил и дочитал, этот материал был интересен.
Писать ли пост про непосредственно муки создания зубной пасты (хотя основные муки — это поиск исследований, которые бы точно помогли понять целесообразность применения компонентов, и это уже сделано)?
Хочет ли кто-то принять участи в тесте продукта (уже почти все готово для изготовления зубной пасты, полоскалки, безопасной при проглатывании пасты для аппликаций)? Я пока не представляю как это все организовать и будет ли вообще возможно по бюджету, поэтому пока —
это чисто гипотетический вопрос, в первую очередь, вероятно, это будет возможно как-то сделать для тех, кто живет в Питере.
Телеграм канала нет и не будет, но очень могу порекомендовать к прочтению книгу Александра Маркова «Рождение сложности» https://skepdic.ru/wp-content/uploads/2013/10/Rozhdenie_sloz.
Она правда классная и написана очень доступно. Не реклама, просто рекомендация хорошей книги)
Основы радиолокации
1921 Шведский физик Генрих Грейнахер (Heinrich Greinacher) попытался использовать диодную лампу с цилиндрическим анодом в магнитном поле, силовые линии которого параллельны оси анода, для измерения массы электрона. Попытка была неудачной из-за недостаточного уровня вакуума в лампе. Однако в ходе этого исследования Г. Грейнахером были разработаны математические модели, описывающие движение электронов в магнитных полях.
1921 Альберт В. Халл (Albert W. Hull) , основываясь на результатах Г. Грейнахера, исследовал движение электронов под воздействием магнитного поля. Халлом была выявлена возможность управления потоком электронов при помощи изменяющегося магнитного поля. Работы Халла в этот период были направлены на поиск альтернативы триоду с сеточным управлением, разработанному компанией Western Electric . В результате Халлом были созданы образцы ламп с магнитным управлением и возможностью высокочастотным генерированием. Халл назвал этот новый электровакуумный прибор магнетроном (Рисунок 1).
1924 Использование магнетрона для генерирования высокочастотных колебаний независимо друг от друга исследовали Эрих Хабан (Erich Habann) в Йене (Германия) и Напсал Август Зазек (Napsal August Zázek) в Праге (Чехия).
Хабан корректно сформулировал условия возникновения отрицательного сопротивления, обеспечивающего компенсацию затухания, вызванного потерями в резонансной цепи. В отличие от Халла, Хабан использовал постоянное магнитное поле. Такой метод управления потоком электронов используется и в современных магнетронах. Ему удалось добиться генерирования колебаний на частотах около 100 МГц (Рисунок 2).
Зазек разработал магнетрон с цилиндрическим анодом, способный генерировать колебания с частотой до 1 ГГц.
1929 Происходит прорыв в генерировании волн сантиметрового диапазона. В этот период Киндзиро Окабе (Kinjiro Okabe) из университета Тхоку в Сендае (Япония) использовал магнетрон со щелевым анодом для работы на частоте 5,35 ГГц.
1935 Ханс Эрих Холлманн (Hans Erich Hollmann) подал заявку на патент на многорезонаторный магнетрон (Рисунок 3) в Германии 27 ноября 1935 года. Соответствующий патент США 2123728 был выдан 12 июля 1938 года, намного раньше результатов работ Джона Рэндалла (John Randall) и Генри Бута (Henry Boot) в феврале 1940 года.
1940 Двумя инженерами из университета в Бирмингеме, Джоном Рэндаллом (John Randall) и Генри Бутом (Henry Boot) создан многорезонаторный магнетрон. Они просто построили магнетрон с более чем четырьмя резонаторами (как в патенте Холлманна) для повышения эффективности генерирования высокочастотных колебаний (Рисунок 4). Затем опытный образец был улучшен, он получил восемь концентрических резонаторных полостей и водяное охлаждение. На его основе был построен относительно небольшой и легкий передатчик, обеспечивающий генерирование высокочастотных импульсов мощностью 15 кВт на частоте 3 ГГц. Радиолокаторы с такими передатчиками устанавливались на самолеты В-17.
Этот небольшой, но мощный радиолокатор обеспечивал существенное преимущество в борьбе с подводными лодками противника. Высокая (для того времени) частота радиолокатора определяла сравнительно невысокие размеры антенной системы и, в то же время, довольно высокую ее эффективность. Поскольку значение коэффициента усиления антенны обратно пропорционально квадрату длины волны, антенна тех же размеров, что и ранее, имела более выраженные направленные свойства. Ширина основного луча антенны обратно пропорциональна длине волны и поэтому такой радиолокатор (с меньшей длиной волны) обеспечивает более высокую точность измерения и разрешающую способность по угловым координатам.
Незадолго до оккупации Франции результаты исследований Генри Гаттона (Henry Gutton) об использовании в многорезонаторных магнетронах катодов из оксида бария были вывезены в Англию Морисом Понте (Maurice Ponte) из Общества беспроводной телеграфии. Эти результаты были использованы Рэндаллам и Бутом. Катоды из этого материала обладают более длительным сроком службы по сравнению с вольфрамовыми катодами, поскольку обеспечивают такую же эмиссию электронов при меньшей температуре накала.
Генри Тизард (Henry Tizard) был во главе британской делегации, которая доставила в Соединенные Штаты Америки полученные в Англии результаты. Это дало возможность развернуть массовое производство магнетронных ламп для военных нужд.
1942 В немецких радиолокационных устройствах в то время использовались клистроны, поскольку они имели лучшую стабильность частоты, чем магнетроны. Преимущества высокочастотного диапазона, в котором работали магнетроны, было обнаружено только под конец Второй мировой войны благодаря изучению захваченных образцов техники. Однако времени для реализации полученных данных уже не оставалось.
Издатель: Кристиан Вольф, Автор: Андрій Музиченко
Текст доступен на условиях лицензий: GNU Free Documentation License
а также Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported License,
могут применяться дополнительные условия.
(Онлайн с ноября 1998 года)