Если фотон с определенной длинной волны (а мы помним, что через постоянную Планка она связана с энергией) попадает в валентный электрон полупроводника, то он передает ему необходимое количество энергии, чтобы попасть на орбиталь повыше. Потусив там какое-то время, электрон возвращается обратно на более выгодный для себя энергетический уровень. Для этого ему нужно потерять энергию, что электрон и делает, испуская фотон обратно. Однако, из-за диссипации, этот фотон улетает прочь уже с меньшей энергией, а, значит, большей длиной волны. Это явление и называется Стоксовым сдвигом, про него уже было выше. Таким образом, если мы будем непрерывно облучать полупроводник светом с длиной волны Х поменьше, то он будет отвечать нам тем же, с длиной волны У побольше. Как правило люди используют Х из ультрафиолетовой части спектра, а У из видимой части спектра, и эти длины волн точны и уникальны для каждого полупроводника. А полупроводник, для которого характерны такие цыганские фокусы со светом, называют флуорофором. Класс, разобрались!

Теперь, что же такое тушение. Ну, тут как раз всё довольно просто! Тушением флуоресценции называют любые процессы, которые уменьшают интенсивность флуоресценции данного вещества. К тушению может приводить множество процессов: химические реакции, перенос энергии, образование комплексов и столкновения частиц. Главное, надо понимать, что все эти процессы так или иначе изменяют уровень энергии для электронной орбитали. Это значит, что изменяется ширина запрещенной зоны, и мало того, что меняется поведение электрона, так еще и свет, которым мы облучали полупроводник, больше не подходит. Уровень энергии, который он может сообщить электрону больше не приводит его на разрешенные уровни-орбитали, а, значит, электрон его тупо игнорирует. Ну вот и всё, не так уж это было и сложно, да? Да, ведь?..

На самом деле, применение флуорофоров в быту весьма широко, разнообразные сенсоры даже являются, пожалуй, самой неизвестной и незаметной частью. Начиная от биологии с медициной и заканчивая банальными красками и “оптическими отбеливателями ”, которые флуоресцируют светло-голубым цветом. Да-да, естественный цвет большинства тканей желтоватый, и только добавление флуоресцентного красителя заставляет их выглядеть белоснежными. Кстати, о биологии с медициной: на эффекте флуоресценции работает настолько много всего, что история о том, как ученые выжимали медуз ради секвенирования ДНК, заслуживает отдельной статьи, а то и лонга.

Если говорить честно, то годных флуорофоров я тогда в лаборатории не наварил. Растворимость страдала, к светимости были вопросики и тушились об молекулы взрывчатых веществ они как-то неубедительно. Да и с академической наукой мы как дельфин и русалка: они, если честно, не пара, не пара, не пара. Ну, как говорил Лосяш, я, по крайней мере, не притворяюсь, что у меня всё получилось, когда ничего не получилось. Однако, если, прочитав эту заметку, хоть кто-нибудь скажет: “а, так вот, что это была за хреновина!”, значит, мой диплом уже был написан не напрасно.

#Пахоуми
#физика
#химия
#Авторский_челлендж

Оригинал

15 авторов, 40 модификаторов и семь дней: завершился наш #Авторский_челлендж!

Мы очень рады его итогам — на канале стало больше текстов технических направлений, а кто-то попробовал себя в написании заметок в первый раз. Все авторы выложились на полную, и на самом деле у нас не было ни одной скучной заметки. Однако некоторые смогли раскрыть свои темы чуть интереснее, чем другие (а ещё и принесли свои работы вовремя). Вот полный список всех заметок челленджа (жирным выделены четыре победителя конкурса в нашем паблике в ВК и самая залайканная заметка в телеграме):

Пивная эвтаназия улиток — #Биология #Небаковна — 3 место
Советский офтальмолог Фёдоров и его борьба с катарактой — #Медицина #Юдин — именно эта заметка, судя по реакциям, больше всего понравилась аудитории нашего канала
Что делают с невостребованными телами после смерти — #Юриспруденция #Корнев
Золотой стандарт и почему это не лучшая идея — #Экономика #Яковлев
Криминалистическая ферма трупов — #Криминалистика #Корнев
Нецензурная заметка об этимологии женских гениталий в английском языке — #Лингвистика #Старк
Нескучная теория множеств в математике — #Математика #Деточкин
О чём на самом деле "Война и мир" — #Литература #Хайдарова — 4 место
Что ждёт вселенную в конце — #Астрофизика #Карнаухов
Звуки смерти или пара слов об ударных волнах — #Физика #Грибоедов — 1 место
Связь математики и пива, узнав о которой вы не сможете смотреть на бокал пива прежним взглядом — #Математика #Вараксин
Кратко о мемах — #Социолингвистика #Апушкина
Компульсивный шоппинг — #Психология #kleoart
Как поставить психиатрический диагноз писателю по его тексту — #Психолингвистика #Канаева — 2 место
О флуорофорах, зонной теории и пылесосах — #Физика #Химия #Пахоуми

Одна заметка прошла вне конкурса в качестве эксперимента — один из авторов решил скормить модификаторы конкурса Chat-GPT и попросить нейросеть написать научно-популярную заметку. Получилось то что получилось.

Кроме того, наши постоянные авторы хотели бы отдельно отметить нескольких участников среди новичков, чьи темы показались им интересными:
1. Юрий #Деточкин
2. Илья #Пахомов
3. Сергей #Юдин
4. Сырно #Небаковна

Спасибо всем, кто был с нами! Это не первый и уж точно не последний авторский челлендж и мы с нетерпением ждём, что принесёт нам конкурс в следующий раз.

С сегодняшнего дня мы возвращаемся к прежнему формату постинга и уже сегодня вечером вас ждёт очень интересный #лонг!

Пятничная новость!

Новости! Группа учёных опубликовала в журнале "Foods" исследование на тему "Влияние разбавления на аромат виски: сенсорный анализ состава и летучие вещества", 17.03.2023 г.

Общепринятое мнение утверджает, что для раскрытия аромата виски нужно просто добавить воды. На молекулярном уровне Закон Генри гласит, что парциальное давление газов в свободном пространстве над жидкой смесью прямо пропорционально их концентрации в самой смеси. Что наводит на мысль, что любое разбавление водой снижает концентрацию любых ароматических соединений, делая их менее заметными. Однако, матрица виски не так проста. В ней замешаны гидрофобные и гидрофильные соединения, поведение которых и будет важно для наших рецепторов.

Любознательные учёные во имя науки в общей сложности затарили 25 сортов виски: шесть бурбонов, шесть односолодовых виски, пять купажированных виски, четыре ирландских виски и четыре ржаных виски. Для сенсорного анализа, а также для определения летучести, был выбран меньший выбор из шести сортов виски (три бурбона, три скотча) с одинаковым содержанием алкоголя (43%). Для такого дела собрали и компанию: 25 испытуемых (16 женщин, 8 мужчин, 1 гендерно нейтральный), которых предварительно обучили правильно дегустировать. Тут же не просто пьянка, в конце концов. Кстати, описать свои ощущения смогли только 20.

Помимо контрольного чистогана были представлены варианты, разбавленные в соотношении 80%, 60% и 40%. По 24 образца на каждого. Была определена чёткая схема употребления, всё по науке. И понеслась... Нотки дуба, кедра, ванили, резины, сено, опилки и прочие ароматы. Дополнительно умные и трезвые учёные проводили исследования, где фигурируют слова хроматография, микроэкстракция и прочие масс-спектрометрии.

Но вискарик греется, перейдём уже к выводам. Сразу обозначим, что результаты, полученные бездушными инструментами и сенсорным способом, не разошлись. Изменение аромата вы будете чувствовать разбавляя виски до 80%. Когда наши гидролюбивые соединения будут задерживаться в теле напитка, а гидрофобные - стремиться поскорее воспарить. Тогда дубовые нотки будут становиться кедровыми, а сложные водобоязненные эфиры односолодовых скотчей принесут нам фруктовые ароматы. Для любителей льда в виски стоит остановиться даже раньше. Уже при добавлении 20% воды вкусы и ароматы смазываются в рамках одного стиля, зато более резко начинают отличаться американские сорта (бурбон и ржаной) от шотландских и ирландских напитков. Дальнейшее разбавление можно рассматривать как вредоносное деяние и непотребство.

Неутомимая команда (увековечим их имена: П. Лейтон Эшмор, Обри Дюбуа, Элизабет Томасино, Джеймс Ф. Харбертсон и Томас С. Коллинз) представят это исследование и текущие свои работы на Всемирной конференции по производству дистиллированных спиртных напитков в Эдинбурге, Шотландия, которая состоится 9-11 мая.

А вы предпочитаете виски со льдом или "на камне"?
Хороших майских, будьте умеренны. Муркнула вас.

#Зюбанова
#химия

Оригинал

Шалом, хатулим. Представьте себя роскошным испанским идальго, который шагнул со своего величественного корабля на на неизведанные индийские земли, которые позже назовут Америкой. Вы ступаете надменно и вальяжно, ведь вы несете слово Божие и свет цивилизации этим немытым дикарям. Вы даже готовы поделиться с ними ее дарами, но... В вашу утонченную хлеборезку прилетает упругий и крайне увесистый мяч.

Поздравляю, вы заполучили кусок натурального каучука. Когда-нибудь потом он озолотит Бразилию, пинком ускорит научно-технический прогресс и станет причиной добровольного падения рождаемости, но пока что индейцы гоняют им в футбол и им завсегда везде ништяк. А вы стоите, сжимаете в руках кусок вонючей смолы, и в вашей душе костром инквизиции пылает одно только желание конкисты.

Третью неделю подряд мы в ударе и выпускаем огненные лонги — в этом Илья Пахомов расскажет историю каучука и с чем его едят.

https://telegra.ph/Ob-izopreniyah-plashchah-i-samom-klyukvennom-sinteze-07-05

#Пахомов
#химия
#лонг

О любви, сексе и пригоршне гормонов.

Шалом, хатулим. Пока остальные авторы снимают штаны и зрят в корень, давайте посмотрим чуть глубже, туда, где любовь идет по проводам, а дорогу ей прокладывают нейромедиаторы и гормоны. Сегодня мы проследим, что происходит между двумя людьми от первого взгляда до последнего оргазма с точки зрения биохимии, и попытаемся дать объяснение парочке популярных стереотипов и феноменов. Весь процесс можно разделить на условные три этапа, так что начнем по порядку.

https://telegra.ph/O-lyubvi-sekse-i-prigorshne-gormonov-08-01

#Пахомов
#химия
#биология
#Кэтсекс
#темнеделя

Немножко напишу про проблему свинца в воздухе городов на примере Лондона.

На данный момент считается, что свинец в любых количествах, которые только можно обнаружить в крови людей, негативно влияет на их здоровье. Дети от самых малых количеств свинца неиронично тупеют - это самый опасный из загрязнителей с такой точки зрения.

Самым опасным применением свинца с точки зрения его попадания в организм человека были антидетонационные металлорганические присадки типа тетраэтилсвинца Pb(C2H5)4 (рисунок 1). Их использовали, например, в Великобритании уже с 1930-х годов. Они повышали октановое число бензина и увеличивали эффективность бензиновых моторов.

При сгорании этилированного бензина свинец выбрасывается в атмосферу в виде мельчайших частиц различных неорганических солей свинца. А содержание свинца в крови горожан коррелирует с его количеством в городской пыли. Происхождение атмосферного свинца из этилированного бензина было показано путем исследования соотношения различных изотопов свинца в этой самой пыли. Этилированный бензин отличается от всех прочих возможных источников свинца специфическим соотношением изотопов, отличающимся от природного радиогенного. Свинец является конечным продуктом распада значительной части природных радиоактивных элементов, это приводит к связи изотопного состава природного свинца с содержанием различных элементов в земной коре.

Для определения небольших количеств свинца и его изотопов по отдельности используется масс-спектрометрия с индуктивно связанной плазмой и различные варианты на тему. Идея метода в ионизации образца с получением атомарных ионов (рисунок 2). Поток ионов помещается в магнитное поле, где под действием силы Лоренца их траектории разделяются в зависимости от отношения массы к заряду. Такие методы позволяют определять трилионные доли в крошечных образцах, причем точность определения позволяет определять различные изотопы разных элементов по отдельности.

Примерно из этих соображений в конце XX века было запрещено использование этилированного бензина в автомобилях. Бан привел к изменению происхождения свинца в атмосфере вместе со снижением его содержания: от выхлопов машин к промышленным источникам и подъему дорожной пыли в атмосферу.

Для понимания масштабов трындеца: на пике потребления этилированного бензина в начале 80-х в год в атмосферу Великобритании улетало порядка 7 тысяч тонн свинца. В Лондоне в атмосфере было 500-600 нанограмм свинца на кубометр воздуха.К началу 2010-х концентрации упали до порядка 10 нанограмм на куб и остаются стабильными до сих пор.

С баном этилированного свинца соотношение его изотопов в городской пыли начало сдвигаться в сторону природного. Однако на данный момент изотопный состав свинца в Лондоне остановился на промежуточном значении между характерным для свинца из этилированного бензина и из околоприродных источников. Это можно считать признаком удержания старого свинца из бензина в городской пыли.

Таким образом, даже после запрета этилированного бензина для машин свинец продолжает висеть в городском воздухе. Что с этим делать - непонятно, ну если только захоранивать всю старую городскую почву (по типу того, что вокруг Чернобыля делали).

#химия
#Прихно

Чем бы вы занялись, если бы внезапно перенеслись в Америку где-то в начале 19-го века? Отправились бы первым добывать золото, конечно! Нужны ведь всего то - лопата, шляпа и чутье... или нет?

Сергей #Махов о непростой технологии добычи серебра и золота.

https://telegra.ph/Serebro-i-zoloto-12-13

#Технологии
#Химия
#лонг

Симулятор «цифровой химии»

Хочу рассказать об эксперименте, целью которого было продемонстрировать, что с помощью небольшого набора правил можно создавать сложные, интересно устроенные виртуальные миры прямо в окне браузера.

Это своего рода симуляция «цифровой химии» — межатомных взаимодействий в 2D- и 3D-пространствах:

— коллизии и отскоки частиц при контакте;
— силы притяжения и отталкивания между частицами;
— связи между частицами и влияние других частиц на эти связи;
— влияние температуры и других факторов среды (макропараметров) на поведение частиц.

Частицы разных типов визуализируются разными цветами. От типа частицы зависят их свойства, представленные в конфигурации мира:

1. Матрица коэффициентов гравитации несвязанных частиц показывает, будет ли частица одного типа притягиваться или отталкиваться от частицы другого типа в случае, когда они не связаны между собой, и с какой силой.
2. Матрица коэффициентов гравитации связанных частиц показывает, будет ли частица одного типа притягиваться или отталкиваться от частицы другого типа в случае, когда они связаны между собой, и с какой силой.
3. Список лимитов связей показывает, какое максимальное количество связей могут иметь частицы каждого типа.
4. Матрица лимитов связей показывает, какое максимальное количество связей могут иметь частицы каждого типа с частицами разных типов.
5. Матрица влияния частиц на связи своих соседей.

На последнем пункте остановимся поподробнее. Без этого правила почти все сгенерированные вселенные через какое-то время застывали или приходили в вечное движение, но без регулярного образования новых связей. Для решения этой проблемы я ввел правило, по которому частица каждого типа имеет возможность повлиять на максимальную длину связей частиц разных типов в сторону увеличения или уменьшения. Таким образом получилось достичь эффекта непрекращающегося синтеза и распада сложных «молекулярных» соединений.

Всеми основными параметрами симуляции можно управлять через пользовательский интерфейс, меняя таким образом «физику» мира. Кроме того, за счет настраиваемой рандомизации можно создавать практически неограниченное количество уникальных новых «вселенных» со своими неповторимыми законами. В общем, получилась занимательная и залипательная штука.

Для высокопроизводительной обработки взаимодействий между тысячами частиц пришлось применить множество приемов оптимизации. Расти в этом направлении еще есть куда, но эту работу я уже буду продолжать на Python с использованием Numpy и Numba, потому что браузер позволяет использовать только одно ядро процессора на одну открытую вкладку, что сильно ограничивает возможности масштабирования.

Потыкать и почувствовать себя демиургом можно здесь: https://smoren.github.io/molecular-ts/
Исходный код живет на гитхабе: https://github.com/Smoren/molecular-ts
Имплементацию с параллельными вычислениями на питоне можно посмотреть здесь: https://github.com/Smoren/molecular-python3
Поделиться ссылкой на интересную конфигурацию можно здесь, в комментариях, или на гитхабе: https://github.com/Smoren/molecular-ts/issues/1

Кстати, встретив интересный набор законов, не хочется, чтобы он канул в лету после закрытия окна браузера, — поэтому я внедрил кнопку создания ссылки на запуск симуляции с заданным набором параметров. А поделиться ссылками на интересные конфигурации можно в специальном issue либо здесь, в комментариях.

Спасибо за внимание!

#Фрилайт
#химия
#физика

"Как можно узнать возраст чего-то, что умерло 50 тысяч лет назад?! Вы же тогда не жили!". Именно это восклицание можно частенько услышать от разного рода невежд, не сведущих в методах определения датировки ископаемых останков. Поэтому сегодня я постараюсь в силу своей компетенции рассказать Вам про один из самых старых, но вместе с тем самых популярных методов. Прошу любить и жаловать - радиоуглеродное датирование.

Но для начала немного истории. Данный метод был доведён до ума американским учёным по имени Уиллард Франк Либби. Именно он, работая в Чикагском институте и проводя ядерные исследования, впервые описал данный затейливый процесс, за что в 1960-м году ему даже присудили Нобелевскую премию. Как сказал один из учёных, выдвигавших Либби на Нобелевку : «Редко случалось так, что одно открытие в области химии оказывало такое влияние на разные области человеческих знаний. Очень редко отдельное открытие привлекало столь широкий интерес».

Дальше пойдут мои вялые попытки описать неописуемое и впихнуть невпихуемое, поэтому, если я накосячу (а я, скорее всего, накосячу) с формулировками - наш великий и ужасный штатный химик Ваня Прихно надаёт мне по башке. Итак, приступим. В чём же заключается суть данного метода?

Стоит отметить то, что в земной атмосфере содержатся такие изотопы углерода, как С12, С13 и С14, последний из которых является радиоактивным, было открыто ещё до Либби учёным Сержем Корффом ажно в 1939 году. Открытие было в том, что С14 постоянно стабильно распадается с одинаковой скоростью. Радиоизотоп углерода С14 испытывает β−распад с периодом полураспада T1/2 = 5,70 ± 0,03 тыс. лет, постоянная распада λ = 1,216·10−4 год−1 (прим. от химика - постоянная распада, как несложно догадаться, взглянув на ее значение и единицу измерения - просто обратная величина от периода полураспада, с ней просто при расчетах удобнее работать).

Либби же доработал теорию и допетрил до того, что соотношение этих самых изотопов в организмах живых существ всегда равно их процентному соотношению в атмосфере периода их жизни. А вот уже при смерти организм перестаёт их накапливать. Таким образом, поскольку первоначальное отношение изотопов С12 и С14 является геологической постоянной, возраст образца можно определить, измерив количество остаточного изотопа С14. Однако постоянной оно является только для фиксированного момента времени, на временной шкале там необходима калибровочная кривая зависимости соотношения изотопов от времени, и ее построение - отдельный дикий геморрой.

Так же возраст образцов старше 50 тысяч лет определить уже практически невозможно в силу того, что изотоп С14 просто-напросто почти целиком распадётся. По фану даже можно посчитать, какое количество С14 останется в образцах, но у меня скорее жопа треснет, чем я смогу это сделать, даже имея формулу, а посему призываю в комменты химиков разных мастей, цветов и гендерных ориентаций.

Как же учёные могут скорректировать эти несовершенства? Например, узнать содержание С14 в образцах с уже установленной датировкой (например, органика из различных древних захоронений). Так можно немного подправить получаемые результаты, впрочем, даты, полученные радиоуглеродным методом, не принято считать абсолютными в силу различных факторов среды и т.д. По канонам для определения датировки надо получить n более-менее сходящихся дат от различных методов датирования.

Однако не стоит обесценивать данный способ, ведь благодаря нему мы можем точно понять, что образцам куда меньше зачастую приписываемых им миллионов лет. Да и потом, вспомните, когда он вообще был открыт и вопросы отпадут сами собой.

Отакие дела, котятки. Теперь Вы тоже сможете разбивать аргументы мифолюбов. Радиоуглеродный метод - в принципе первый из офигеннейше широкого круга методов, базирующихся на изотопных соотношениях и применяемых не только в археологии, но и в различных направлениях геологии, хотя иногда встречаются сторонники всяких рептилоидных заговоров, поэтому всегда держите наготове номер неотложной психиатрической помощи.

#Корнев
#Археология
#Химия
#архив