Кремниевая форма жизни википедия: Возможна ли небелковая жизнь? Кремний, фосфор и метан как основа органики | Космос, Наука

Что такое дофаминовое голодание и чем оно может помочь

• Крис Стокел-Уокер
• BBC Worklife

23 ноября 2019

Подпишитесь на нашу рассылку ”Контекст”: она поможет вам разобраться в событиях.

Автор фото, Getty Images

«Дофаминовое голодание» перезагружает ваш мозг и позволяет снова получать удовольствие от простых радостей жизни, утверждают адепты. Но подкреплены ли их идеи научно?

Когда Джеймс Синка начинает дофаминовое голодание, он старается максимально отрезать себя от раздражителей современного мира.

Он прекращает есть и вместо этого только пьет воду. Он отключает телефон, не заглядывает в лэптоп и игнорирует остальные гаджеты. И, насколько это возможно, он старается ни с кем не разговаривать — и даже не встречаться глазами.

«Мне повезло — у меня очень понимающие друзья и члены семьи, — говорит предприниматель из Кремниевой долины. — Я их заранее предупреждаю: «17 ноября у меня дофаминовое голодание, извините, но со мной нельзя будет связаться. Это не потому, что я вас не люблю, просто мне это нужно». Поначалу это казалось несколько странным, но сейчас все уже привыкли. Посмеялись и приняли это как данность».

24-летний Синка — один из растущего числа работающих в высокотехнологическом секторе, кто применяет дофаминовое голодание. Таково последнее увлечение (или, если хотите, причуда) Кремниевой долины, обитатели которой, как считается, обращены в будущее и с готовностью поддерживают все оздоровительные инициативы.

• Почему в Кремниевой долине любят неудачников
• Может ли голодание повысить вашу работоспособность?
• Стыдно ничего не делать? Корейцы находят выход в «платной тюрьме»
• Cтать счастливым в три этапа: метод сотрудника Google

Но не пытаются ли выдать за что-то новое одну из форм древней медитации — только в современных одеждах? И что думает по этому поводу наука?

«Стоит того»

Дофамин (или допамин) — это нейромедиатор, вырабатываемый в мозге человека и служащий элементом «системы вознаграждения» мозга. Его часто (и неправильно!) называют гормоном радости, удовольствия.

«Его выработку в организме могут запускать внешние раздражители — особенно неожиданные важные события, — рассказывает Джошуа Берк, профессор неврологии и психиатрии из Калифорнийского университета (Сан-Франциско). — Они могут быть самыми разными — от внезапных неприятных звуков до стимулов, которые, исходя из прежнего опыта, стали ассоциироваться с вознаграждением».

Автор фото, Getty Images

Подпись к фото,

Кремниевая долина, битком набитая гигантскими компаниями и стартапами в сфере высоких технологий, — эпицентр взрыва популярности дофаминового голодания

Пропустить Подкаст и продолжить чтение.

Подкаст

Что это было?

Мы быстро, просто и понятно объясняем, что случилось, почему это важно и что будет дальше.

эпизоды

Конец истории Подкаст

Поклонники дофаминового голодания считают, что мы стали слишком зависимы от всевозможных радостей современной жизни, от дозы дофамина, который выделяется каждый раз, когда мы испытываем удовольствие от пищи, от пользования технологиями и соцсетями.

Они утверждают, что, умышленно избегая всех этих стимулов, мы можем снизить количество дофамина в мозгу. И потом, после «голодания», когда мы вновь начинаем пользоваться стимулами, нам это доставляет больше удовольствия и делает нашу жизнь лучше.

Синка считает, что постоянные дофаминовые «всплески» делают нас нечувствительными к этому нейромедиатору — точно так же, как у наркомана, принимающего ту или иную субстанцию, рано или поздно вырабатывается толерантность к ней.

Психолог Кэмерон Сепа, который работает со многими клиентами в Кремниевой долине, говорит, что дофаминовое голодание основано на методе поведенческой терапии, известном как «контроль над раздражителями» и помогающем больным с зависимостями, убирая триггеры.

Автор фото, Getty Images

Подпись к фото,

От кофе тоже придется отказаться…

Он уточняет: это способ оптимизировать здоровье и эффективность высших руководителей и венчурных инвесторов, с которыми он работает.

«Учитывая характер их работы, полной стрессовых ситуаций, когда ни на минуту невозможно отвлечься, когда надо быть постоянно на связи и всё контролировать, неудивительно, что они склонны к развитию зависимостей, с помощью которых надеются уменьшить стресс и избавиться от отрицательных эмоций», — объясняет Сепа.

Однако если полностью прекратить пользоваться соцсетями и технологическими гаджетами, для их карьеры это станет самоубийством. Так что он советует кратковременное воздержание — чтобы восстановить баланс в жизни.

• Испытано на себе: почему полезно периодически поститься
• Наш мозг и вся правда о «таблетке для ума»

Сепа говорит, что его пациенты сообщают об улучшении настроения, способности концентрироваться и производительности. Дофаминовое голодание дает им больше времени на более здоровые привычки.

Джеймс Синка вспоминает свой первый опыт голодания, случившийся с ним, когда он был еще ребенком. Три дня он болел, а когда наконец почувствовал желание съесть что-нибудь, то откусил кусочек персика.

«Это было совершенно невероятно! Чувство вознаграждения, возникшее от съеденной пищи, было феноменальным, я запомнил его на всю жизнь».

Потом он эпизодически пробовал голодать, когда учился в университете, и теперь ежемесячное голодание вошло в распорядок его жизни. Регулярно Синка отказывается и от пользования современными технологиями — в течение прошлого года он устраивал себе дофаминовое голодание раз в три месяца.

Автор фото, Getty Images

Подпись к фото,

Закройте свой ноутбук — это один из многих раздражителей, от которых вам придется отказаться, если хотите попробовать дофаминовое голодание

«Дофаминовое голодание для меня — это синтез разных форм голодания, которые я пробовал в течение жизни. И как синтез оно дает многосторонний положительный эффект», — утверждает он.

Голодая, он сосредотачивается на уменьшении раздражителей в трех основных сферах: в окружении, в поведении и в пище. Он не слушает музыку, не пользуется электронными приборами, ни с кем не разговаривает. Он избегает зажигать свет, прекращает есть, не принимает лекарств или пищевых добавок.

Самое сложное — найти для этого время, когда жизнь заполнена деловыми встречами и телефонными переговорами с инвесторами или клиентами.

Но, по его словам, голодание стоит того.

Новая причуда или ребрендинг древней медитации?

Но далеко не все убеждены в пользе дофаминового голодания. «Имейте в виду: дофамин не имеет прямого отношения к «удовольствию» или «радости», — отмечает Берк.

По его словам, он не знает ни одного доказательства того, что «голодающие», не пользуясь современными технологиями и вкусной пищей, могут снизить уровень дофамина в мозгу.

«Это всего лишь увлечение, а не контролируемое исследование, — подчеркивает он. — Конечно, это звучит довольно правдоподобно: если прекратить на какое-то время то и дело проверять свой аккаунт в соцсетях и воздержаться от регулярных вечеринок, это действительно принесет вам пользу. Только вот маловероятно, что это как-то связано с дофамином».

«Трудно отрицать, что вы испытаете облегчение, когда сделаете перерыв в деятельности, приносящей стресс или сильно возбуждающей. Но это не то же самое, что отказаться от разговора с другом только потому, что у вас, видите ли, «дофаминовое голодание».

Эми Милтон, старший преподаватель психологии в колледже Даунинг (Кембридж), поддерживает Берка: «Я не убеждена, что всё это имеет отношение к системе выработки дофамина или к перезагрузке мозга, как пытаются нас убедить. Но я, конечно, не могу сказать, что это плохая затея — время от времени пересматривать свои привычки».

К тому же это невероятно похоже на другой способ поддержания психического здоровья, известный давным-давно: медитация випассана существует в буддизме более 2500 лет, а в последние 100 лет обрела популярность на Западе, благодаря 10-дневным курсам таких учителей, как Махаси Саядо и Сатья Нараян Гоенка.

• Может ли медитация замедлить наше старение?
• Кремниевая долина испытывает голод по религии

Тех, кто приходит на курсы випассаны, просят воздержаться «от убийства любых живых существ, воровства, секса, лжи и опьяняющих веществ». Поэтому многие считают дофаминовое голодание той же випассаной, замаскированной под нечто суперсовременное, под биохакинг Кремниевой долины.

Автор фото, Getty Images

Подпись к фото,

Кремниевая долина известна и тем, что здесь рождаются самые причудливые увлечения или методики

Одержимость общества всем, что исходит из Кремниевой долины, и убежденность в том, что там живут и работают люди, которые — на переднем фронте любых достижений, означают, кроме всего прочего, что мы склонны доверять чуть ли не любой инициативе, которая там рождается, даже если специалисты говорят, что научно она никак не обоснована.

Дэн Лайонс — скептик. Он — журналист, освещающий вопросы технологии, сценарист комедийного телесериала HBO «Кремниевая долина».

«Мы попадаемся на удочку, почему-то считая, что эти люди умнее, чем все остальные, — говорит он. — Что они уже живут в будущем, что они видят, что там, за поворотом. И всякие прочие штампы. Мы покупаемся на это, и они успешно продают это нам… Скажите, если бы такое увлечение родилось на автозаводах нынешнего Детройта, кто-нибудь вообще обратил бы на него внимание?»

Возможно, играет роль и сексизм. «Смотрите, как высмеяли Гвинет Пэлтроу — и заслуженно — с ее компанией Goop и всякими безумными вещами, которые она пропагандировала, — говорит Лайонс. — Во многом вся штука в том, что здесь [в Кремниевой долине] — богатые белые мужчины».

«Контроль над поведением»

Как считает Джеймс Синка, то, что он делает, — современная интерпретация медитации випассана, адаптированная к технологическим реалиям XXI века.

По его словам, критики высмеивают то, чего не понимают. Для него же дофаминовое голодание снова сделало притягательными повседневные дела.

«Каждый день мы погружаемся в перенаселенную, переполненную раздражителями реальность, тонем в шуме. И вот теперь мы способны отступить на шаг, подумать и снова включиться в этот мир, но уже на своих условиях».

Только не надо называть это дофаминовым голоданием, предупреждают некоторые эксперты. Милтон, которая называет это «интересной идеей», полагает, что главные преимущества метода в том, что он дает ощущение контроля над своей жизнью.

«Нам нравится управлять тем, что мы делаем. Когда вам кажется, что вы получили контроль над своим поведением и делаете шаги, помогающие справиться с проблемами, вы чувствуете себя лучше», — объясняет она.

Автор фото, Getty Images

Подпись к фото,

Верните контроль над своим поведением

—

Прочитать оригинал этой статьи на английском языке можно на сайте BBC Worklife.

Производство микропроцессоров 1: от песка до кремния

1. Получение кремния из кварца

Кремний – второй по распространенности элемент в земной коре после кислорода[i]. По массе он составляет 27.7% земной коры. В природе он обычно встречается в виде сложных силикатов, то есть соединений оксида кремния с оксидами металлов, составляющих до 90% массы земной коры, а также, более редко, в виде чистого SiO₂, кварца, Рис. 1[ii]. Тот же диоксид кремния, только мелкокристаллический, является основным компонентом обычного песка.

Именно переработкой такого песка и получают кремний, используемый в промышленности. Самым распространенным современным методом получения элементного кремния является восстановление диоксида кремния коксом в дуговых электрических печах, Рис. 2[iii]:

Смесь песка с коксом поступает в кратер печи, где она нагревается до 2000°С электрической дугой, образующейся между углеродными электродами. При таких температурах углерод кокса и электродов взаимодействует с оксидом кремния, превращаясь в газообразный монооксид углерода, и восстанавливает песок до элементного кремния:

SiO₂ + 2C → Si + 2CO

Получающийся расплавленный кремний стекает через специальное отверстие внизу печи. После первичной очистки от шлака и газов, кремнию дают остыть, а потом дробят до нужного размера. В результате, в зависимости от используемых на производстве методов очистки, получается кремний либо технической (95 – 98%)[iv] либо металлургической (98 – 99. 9%) чистоты, Рис. 3[v]. Основными примесями в получаемом кремнии являются углерод и другие элементы, содержавшиеся в исходном кремнеземе, такие как бор, фосфор, алюминий¸ железо[vi].

Главным побочным продуктом такого процесса является раскаленная смесь монооксида углерода и паров кремния. После выхода из печи полученные газы охлаждают, нагревая водяной пар, который далее используется для генерации электроэнергии, значительно снижая затраты на производство. Охлажденные же газы фильтруют, конденсируя кремниевые пары и получая дополнительно еще около 300 кг кремниевого конденсата на каждую тонну произведенного металлического кремния[vii].

2. Очистка технического кремния через силаны

Большая часть кремния технической чистоты используется далее в металлургических производствах, в качестве компонента сплавов, например, бронзы, при выплавке чугуна и сталей, а также в качестве легирующего элемента или модификатора свойств металлов. Только небольшая часть металлургического кремния очищается дальше для использования в полупроводниковой промышленности.

Очистка такого кремния происходит следующим образом. Измельченный в порошок металлургический кремний смешивают с соляной кислотой в отсутствие воды при 300 °С в специальном реакторе и получают трихлорсилан SiHCl₃.

Si + 3HCl → SiHCl₃ + H₂

В ходе этой реакции такие примеси, как Fe, Al, и B, образуют свои галоидные соединения (FeCl₃, AlCl₃, и BCl₃). Низкая температура кипения SiHCl₃, составляющая 31.8°С, используется для его очистки от примесей дистилляцией. В получившемся таким образом SiHCl₃ концентрация электрически активных примесей, таких как Al, P, B, Fe, Cu или Au, составляет меньше одного атома на миллиард атомов кремния[viii].

Для восстановления кремния в технологиях, использующих трихлорсилан, в основном применяется Сименс-процесс (называемый так из-за того, что в свое время был разработан компанией Siemens): в протоке смеси газообразных силанов и водорода на поверхности нагретых до 650−1300°С кремниевых стержней (либо крошек в кипящем слое) происходит восстановление силана и осаждение свободного кремния[ix].

SiHCl₃ + H₂ → Si + 3HCl

Эта реакция протекает в больших вакуумных камерах в течение 200−300 часов, в результате чего образуются бруски ультрачистого поликристаллического кремния диаметром 150−200 мм, Рис. 4[x]. Образующиеся в ходе реакции газообразные продукты уносятся протоком непрореагировавшей парогазовой смеси и после очистки и разделения могут быть использованы повторно.

Также иногда применяют другие модификации этого метода, использующие разложение силана SiH₄, тетрахлорсилана SiCl₄ или других галогенидов кремния, таких как фторид SiF₄. Они бывают удобными для удаления некоторых специфических примесей, а также, благодаря различным температурам кипения разных силанов, могут быть более выгодными по энергоемкости и материалоемкости по сравнению с Сименс-процессом[xi]. Тем не менее, на сегодняшний день основным методом получения поликристаллического кремния является именно восстановление трихлорсилана.

3. Получение монокристаллического кремния

Следующей стадией обработки кремния, предназначенного для использования в микроэлектронике, является получение монокристаллического кремния высокой чистоты. Вообще, кристаллический кремний высокой чистоты в зависимости от предназначения подразделяют на кремний солнечного качества и кремний электронного качества. Солнечный кремний содержит более 99.99% кремния по весу и используется для производства солнечных батарей. Электронный кремний – наиболее качественный, содержащий более 99.999% кремния по весу, используется для производства электронных приборов, микросхем, и т.д.[xii]. Для изготовления полупроводниковых пластин, на основе которых делают интегральные микросхемы, используется высокочистый электронный кремний с чистотой порядка 99.9999999% (т.н. «девять девяток»)[xiii]. Основная масса кристаллов кремния электронного качества является т.н. бездислокационными кристаллами, т.е. такими кристаллами, количество дефектов кристаллической решетки которых не превышает 10 штук на см², однако, в некоторых случаях, для изготовления электронных приборов также применяются слитки с двойниковой (т. е. основанной на двух монокристаллах) или даже поликристаллической структурой.

Самым известным методом получения монокристаллического кремния высокой чистоты является метод Чохральского[xiv].

Метод был разработан польским химиком Яном Чохральским и первоначально использовался им для измерения степени кристаллизации металлов (олово, цинк, свинец).

По некоторым сведениям, Чохральский открыл свой знаменитый метод в 1916 году, когда случайно уронил свою ручку в тигель с расплавленным оловом. Вытягивая ручку из тигля, он обнаружил, что вслед за металлическим пером тянется тонкая нить застывшего олова. Заменив перо ручки микроскопическим кусочком металла, Чохральский убедился, что образующаяся таким образом металлическая нить имеет монокристаллическую структуру. В экспериментах, проведенных Чохральским, были получены монокристаллы размером около одного миллиметра в диаметре и до 150 см длиной. Чохральский изложил суть своего открытия в статье «Новый метод измерения степени кристаллизации металлов», опубликованной в немецком журнале «Zeitschrift für Physikalische Chemie» (1918)[xv].

Выращивание монокристаллов методом Чохральского происходит следующим образом, Рис. 5[xvi]:

1. Дробленый поликристаллический кремний (шихту) закладывают в кварцевый тигель.
2. В установке создается атмосфера с необходимыми параметрами. Для монокристаллического кремния – это нейтральная аргоновая атмосфера с давлением не более чем 1/25 атмосферного. Изменяя давление и состав атмосферы можно регулировать содержание летучих легирующих компонентов в получающемся монокристалле.
3. Навеска шихты нагревается до температуры порядка 1500 ˚С, расплавляется, при этом подвод энергии ведется преимущественно снизу и с боков контейнера. Плавление и дальнейшее выдерживание расплавленного кремния производится в соответствии с определенными условиями, необходимыми для стабилизации потоков и равномерного распределения температуры.
4. Далее затравочный монокристалл, закрепленный на подвеске, опускают вниз и приводят в контакт с поверхностью расплава, где он оплавляется для удаления дефектов и обеспечения равномерного роста кристалла.
5. После этого начинается вытягивание кристалла наверх в холодную зону, Рис. 6. Размер получаемого кристалла регулируют, изменяя температуру расплава и скорость вытягивания. Также нужно учитывать, что при выращивании кристаллов из тигля происходит загрязнение расплава материалом тигля. Так, для кремния, выращиваемого из кварцевого тигля, главными загрязняющими элементами будут содержащиеся в кварце кислород, бор, фосфор, алюминий и железо. С другой стороны, в расплав также можно добавлять и легирующие компоненты, изменяющие в нужную сторону полупроводниковые свойства получаемого монокристалла. Интересно, что примесный кислород, попадающий в кристалл из кварца тигля, предотвращает загрязнение монокристалла атомами металлов, негативно влияющих на полупроводниковые свойства кремния, а также увеличивает его прочность.

Для обеспечения более равномерного распределения температуры и примесей по объему расплава затравочный кристалл и тигель с расплавом вращают, причем обычно в противоположных направлениях. Несмотря на это, вращения в заведомо неоднородно нагретой среде всегда приводят к появлению на поверхности слитка мелкой винтовой нарезки. Более того, в случае неблагоприятных условий роста, помимо винтовой нарезки на поверхности, сам слиток может начать расти в форме штопора. Аналогичная картина и с распределением примесей: несмотря на вращения, вдоль фронта кристаллизации всегда остается неподвижная область расплава переменной толщины, в которой перенос примесей осуществляется медленно, исключительно за счет диффузии. Это обусловливает неравномерность распределения компонентов расплава по диаметру слитка.

С другой стороны, метод Чохральского отличается наличием большого объема расплава, который по мере роста слитка постепенно уменьшается за счет формирования монокристалла. При росте кристалла расплав постепенно обедняется компонентами, интенсивно встраивающимися в кристалл, и обогащается компонентами, оттесняемыми при росте кристалла. По мере роста концентрации компонента в расплаве его концентрация повышается и в кристалле, поэтому распределение компонентов по длине слитка неравномерно (для кристаллов кремния характерно повышение концентраций углерода и легирующих примесей к концу слитка).

1. После вытягивания кристалла нужного размера, температуру повышают, скорость вытягивания увеличивают, в результате кристалл сужается, после чего производится отрыв слитка от расплава и его постепенное охлаждение.

Все режимные параметры каждого из этапов процесса являются, как правило, ноу-хау конкретного производителя. В результате получаются цилиндрические слитки моно- или поликристаллической структуры с диаметром до 40 см, Рис. 7.

Несмотря на то, что метод Чохральского повсеместно используется для выращивания подложек в промышленных масштабах, полученный с его помощью кремний обладает некоторыми недостатками, которые не желательны, если ваша цель — максимально возможный КПД, как, например, в лабораториях или при изготовлении элементов для солнечных батарей.

Подложки Чохральского содержат большое количество кислорода. Кислород уменьшает время жизни неосновных носителей заряда, таким образом снижая напряжение, ток и КПД. Кроме того, при больших температурах кислород или соединения кислорода с другими веществами могут стать активными, что делает подложки чувствительными к высокотемпературной обработке. Чтобы избавиться от этих проблем, используют метод зонной плавки[xvii].

Обработке таким методом, как и в случае с методом Чохральского, подвергается поликристаллический кремний солнечного или электронного качества, полученный в результате силановой очистки. Суть метода заключается в том, что область, расплавленная с помощью индукционной катушки, медленно движется вдоль поликристаллического кремниевого слитка, Рис. 8. Примеси при этом не кристаллизируются, а концентрируются в расплавленной области. Также из-за отсутствия примесей в пройденной области, слиток может формировать идеальный монокристалл, если в его начало поместить затравочный кристалл для инициации направленного роста. Таким образом, после прохождения катушки, примеси оказываются собранными в одной части получившегося монокристалла, которую потом удаляют[xviii].

После этого выращенные монокристаллы кремния подвергаются механической обработке. Как правило, механическая обработка слитков кремния ведется с использованием алмазного инструмента: ленточных пил, пильных дисков, шлифовальных профилированных и непрофилированных дисков, чаш. На текущий момент в оборудовании наблюдается постепенный переход с ленточных пил на проволочную резку алмазно-импрегнированной проволокой, а также проволочную резку стальной проволокой в карбид-кремниевой суспензии.

При механической обработке сначала из слитка вырезают части пригодные (по своим структурным, геометрическим и электрофизическим свойствам) для изготовления приборов. Затем монокристаллический кремний, предназначенный для изготовления электронных приборов (электронный кремний), подвергается калибровке под заданный диаметр[xiii]. После предварительной подготовки слиток нарезается на пластины диаметром до 45 см и толщиной в несколько сот микрометров[xix].

[i] http://books.google.ru/books?id=MrlUAAAAYAAJ&pg=SL1-PA54&redir_esc=y#v=onepage&q&f=false

[ii] http://en.wikipedia.org/wiki/Silicon

[iii] http://www.quartz-crusher.com/blog/silicon-quartz-processing-plant.html

[iv] http://only4students.ru/poluchenie-kremniya/

[v] http://ukrbascompany. at.ua/2009_4_4_15_22_6_2760.jpg

[vi] http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9A%D1%80%D0%B5%D0%BC%D0%BD%D0%B8%D0%B9

[vii] http://www.quartz-crusher.com/blog/silicon-quartz-processing-plant.html

[viii] http://pvcdrom.pveducation.org/RU/index.html

[ix] http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9F%D0%BE%D0%BB%D0%B8%D0%BA%D1%80%D0%B8%D1%81%D1%82%D0%B0%D0%BB%D0%BB%D0%B8%D1%87%D0%B5%D1%81%D0%BA%D0%B8%D0%B9_%D0%BA%D1%80%D0%B5%D0%BC%D0%BD%D0%B8%D0%B9

[x] http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/5/59/Polycrystalline_silicon_rod.jpg?uselang=ru

[xi] http://cnx.org/content/m23936/latest/

[xii] http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9A%D1%80%D0%B8%D1%81%D1%82%D0%B0%D0%BB%D0%BB%D0%B8%D1%87%D0%B5%D1%81%D0%BA%D0%B8%D0%B9_%D0%BA%D1%80%D0%B5%D0%BC%D0%BD%D0%B8%D0%B9

[xiii] «Semi» SemiSource 2006: A supplement to Semiconductor International. December 2005. Reference Section: How to Make a Chip. Adapted from Design News. Reed Electronics Group.

[xiv] http://ru.wikipedia. org/wiki/%D0%9C%D0%B5%D1%82%D0%BE%D0%B4_%D0%A7%D0%BE%D1%85%D1%80%D0%B0%D0%BB%D1%8C%D1%81%D0%BA%D0%BE%D0%B3%D0%BE

[xv] http://en.wikipedia.org/wiki/Jan_Czochralski

[xvi] http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/6/6e/Czochralski_Process.svg/1000px-Czochralski_Process.svg.png?uselang=ru

[xvii] http://pvcdrom.pveducation.org/RU/

[xviii] http://en.wikipedia.org/wiki/Zone_melting

[xix] http://books.google.ru/books?id=Qi98H-iTgLEC&pg=PA70&dq=wafer+flat+and+notch&redir_esc=y#PPA71,M1

Nerdfighteria Wiki — Жизнь на основе кремния: могут ли существовать живые камни?

• Информация
• Описание
• Стенограмма

Категории

Статистика

Возможно, жизнь могла бы сформироваться на основе элементов, отличных от углерода, но они будут сильно отличаться от той жизни, к которой мы привыкли.

Ведущий: Кейтлин Хофмайстер

———-

Поддержите SciShow, став покровителем на Patreon: https://www.patreon.com/scishow

———-

Dooblydoo благодарит следующих сторонников Patreon — без них мы не смогли бы сделать SciShow! Приветствую Патрика Мерритью, Уилла и Соню Марпл, Томаса Дж., Кевина Билера, Криса Питерса, Чарльза Джорджа, Кэти и Тима Филипа, Тима Кервика, Бадера Аль-Гамди, Джастина Ленца, Патрика Д. Эшмора, Марка Террио-Камерона, Бенни, Фатима Икбал, Аккалия Элементия, Кайл Андерсон и Филипп фон Берген.

———-

Нравится SciShow? Хотите помочь поддержать нас, а также получить вещи, которые можно повесить на стены, прикрыть туловище и хранить жидкости? Ознакомьтесь с нашими замечательными продуктами на DFTBA Records: http://dftba.com/scishow

———-

Ищете SciShow в другом месте в Интернете?

Facebook: http://www.facebook.com/scishow

Твиттер: http://www.twitter.com/scishow

Тамблер: http://scishow. tumblr.com

Инстаграм: http://instagram.com/thescishow

———-

Источники:

http://www.sciencemag.org/news/2016/03/researchers-take-small-step-toward-silicon-based-life

http://www.airspacemag.com/daily-planet/is-silicon-based-life-possible-5120513/

https://www.cfa.harvard.edu/~ejchaisson/cosmic_evolution/docs/fr_1/fr_1_future5.html

http://news.nationalgeographic.com/news/2012/07/120709-arsenic-space-nasa-science-felisa-wolfe-simon/

http://www.startrek.com/database_article/devil-in-the-dark-the

https://www.sfu.ca/colloquium/PDC_Top/OoL/whatislife.html

http://www.sciencemag.org/news/2015/02/shadow-biosphere-might-be-hiding-strange-life-right-under-our-noses

http://jwst.nasa.gov/index.html

https://bigpictureeducation.com/possibility-silicon-based-life

Изображения:

https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Deoxycholic_acid_3D_ball.png

https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Melatonin_molecule_ball. png

https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Ascorbic-acid-from-xtal-1997-3D-balls.png

https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Silicate-double-chain-3D-balls.png

https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Quartz_2(США).jpg

[Играет интро SciShow]

Кейтлин: Люди все время говорят о поиске инопланетной жизни: почему мы еще не нашли ее и что нам следует искать. Но где-то там, во Вселенной, могут быть существа, настолько отличные от нас, что мы даже не признаем их живыми.

Все живые существа, о которых мы знаем, имеют некоторые общие черты: они растут, размножаются, реагируют на раздражители в окружающей среде и эволюционируют с течением времени. Все они также имеют одну и ту же базовую биохимию: они состоят из длинных цепей молекул углерода, которые висят в водной среде. Но также возможно, что существует жизнь, не основанная на углероде. И это будет сильно отличаться от того, к чему мы привыкли.

Способность углерода образовывать длинные цепочки делает его идеальной основой для построения молекул, достаточно сложных, чтобы поддерживать живое существо. .. живым. Но хотя углерод отлично подходит для создания этих больших сложных молекул, это не единственный элемент, способный на это. Кремний, который в периодической таблице находится под углеродом, обладает многими схожими химическими свойствами. Как и углерод, внешний слой атома кремния имеет четыре неспаренных электрона, готовых к образованию связей, образующих молекулы.

Кремний также может образовывать длинные цепи и связываться с кислородом — опять же, как и углерод. Но многие связи, образованные кремнием, слабее, чем связи, образованные углеродом, особенно связи кремний-кремний, необходимые для создания этих длинных цепей. И даже когда связи кремний-кремний формируются, они, как правило, нестабильны, если вокруг есть кислород. Тем не менее, поскольку углерод и кремний имеют так много общего, некоторые ученые считают, что жизнь на основе кремния теоретически возможна, хотя мы так и не нашли ее.

Как и жизнь на основе углерода, жизнь на основе кремния будет расти, воспроизводиться, реагировать на раздражители в окружающей среде и эволюционировать с течением времени. Но поначалу мы можем даже не признать это жизнью. Кремниевая форма жизни может больше походить на груду камней, чем на растение или животное, и, вероятно, будет делать довольно странные вещи.

Например, когда кремний вступает в реакцию с кислородом, он превращается в кварц, поэтому организмы на основе кремния, которые дышат кислородом, выдыхают кварц! Связи на основе кремния наиболее стабильны при высоких температурах, поэтому, если жизнь на основе кремния действительно существует, лучше всего искать ее в очень жарких местах, например, глубоко под поверхностью планеты. Но жизнь на основе кремния, вероятно, не будет очень сложной из-за нестабильных связей.

Тем не менее, писатели-фантасты очень позабавились с этой идеей, например, в одном из эпизодов оригинального сериала «Звездный путь» Кирк и Спок сталкиваются с живущим в туннелях существом на основе кремния, которое терроризирует шахтеров на чужой планете. Но организмы с такой разной биохимией может быть трудно даже обнаружить — они могут больше походить на камни или кристаллы, чем на что-либо, что мы признаем живым. Итак, некоторые ученые выдвинули идею о том, что прямо здесь, на Земле, рядом с нами может существовать так называемая «теневая биосфера» неуглеродной жизни.

Ведь кремний — второй по распространенности элемент в земной коре после кислорода. Но этот кремний связан в горных породах, где организмам было бы трудно включить его в свою биохимию. Если жизнь на основе кремния действительно существует на Земле, она может быть в форме микробов на основе кремния, живущих в магме глубоко внутри мантии Земли.

Но реальных подтверждений этому никто так и не нашел. Лучшим вариантом для поиска жизни на основе кремния, вероятно, будет просто поискать где-нибудь еще. Телескоп Джеймса Уэбба, запущенный в 2018 году, будет искать признаки жизни в атмосферах планет за пределами нашей Солнечной системы.

Фотосинтез и дыхание влияют на количество кислорода и углекислого газа в воздухе Земли. Организмы на основе кремния могут оставлять следы своего существования и в атмосферах своих планет. Между тем, некоторые ученые работают над созданием собственной версии жизни на основе кремния — или, по крайней мере, над первыми шагами к ней.

В марте ученые Калифорнийского технологического института объявили, что они обнаружили разновидность термофильных бактерий — бактерий, которые процветают в условиях сильной жары — с ферментом, который в очень редких случаях включает молекулы кремния в свои молекулы на основе углерода, своего рода химическое вещество. несчастный случай. Используя искусственный отбор, они смогли модифицировать бактерии в лаборатории, чтобы производить молекулы с кремнием в них в 2000 раз чаще. Когда-нибудь искусственно созданные микробы, подобные этому, можно будет использовать для производства сложных молекул кремния, которые химические компании смогут превращать в клеи и герметики.

И, что еще интереснее, подобные исследования также помогают ученым лучше понять, как жизнь может использовать кремний. Так что в следующий раз, когда вы окажетесь на улице и остановитесь, чтобы посмотреть на крутой камень, вам, возможно, захочется поискать признаки жизни. Ты никогда не узнаешь.

Спасибо за просмотр этого эпизода SciShow Space, и особенно спасибо нашим покровителям на Patreon, которые помогают сделать это шоу возможным. Если вы хотите помочь нам продолжать выпускать такие выпуски, вы можете перейти на Patreon.com/SciShow и не забудьте зайти на YouTube.com/SciShowSpace и подписаться!

Вопросы? Проблемы? Эл. адрес
[email protected].

Чтобы связаться с Джоном или Хэнком, посетите
hankandjohn.com.

Условия использования |
Политика конфиденциальности

Marvell Technology, Inc. | Основные технологии, все сделано правильно

Рынки

Решения Marvell для операторов беспроводной связи 5G

CARRIER

Ускорение следующего миллиарда подключений

Взрывной рост объемов мобильных данных заставляет операторов перестраивать свою инфраструктуру в пользу распределенных интеллектуальных 5G-архитектур, увеличивая возможности, производительность и плотность при одновременном снижении общих затрат. Решения Marvell для вычислительных, сетевых и защитных платформ предлагают уникальное сочетание программируемости, масштабируемости и производительности, что позволяет операторам связи внедрять инновации на этом передовом рубеже

Узнать больше

Автомобильные продукты и решения Marvell

АВТОМОБИЛЬНАЯ ТЕХНИКА

Безопасное будущее

Современные автомобили становятся мобильными центрами обработки данных. Расширенные новые функции, такие как обнаружение столкновений, предупреждения о выезде за пределы полосы движения и автономное вождение, требуют огромных объемов безопасной обработки данных, сети и хранилища. Тесно сотрудничая с ведущими производителями автомобилей и технологическими партнерами, Marvell предлагает инновационные автомобильные чипсеты для более безопасного будущего.

Узнать больше

Корпоративные решения Marvell

ENTERPRISE

Вовлечение кампуса без границ

Мобильность и облачные технологии позволили создать предприятие без границ и создали огромную нагрузку на ИТ-организации, работающие над его управлением. Надежное предоставление высокопроизводительной полосы пропускания с безопасностью и аналитикой теперь имеет решающее значение. Портфолио Marvell в области сетей, безопасности, вычислений и хранения данных обеспечивает инновационный интеллект и ключевые технологии, необходимые для решения проблемы растущего безграничного кампуса.

Узнать больше

Решения Marvell для центров обработки данных

ЦЕНТР ДАННЫХ

Безопасное и эффективное масштабирование

По мере того, как центры обработки данных выходят за пределы местоположения с увеличением числа клиентов и приложений, критически важно оптимизировать инфраструктуру данных для безопасного и эффективного масштабирования. Широкий портфель решений Marvell для хранения, вычислений, безопасности и сетей предлагает лучшие в своем классе строительные блоки и архитектуры для удовлетворения потребностей вашей инфраструктуры с оптимальной совокупной стоимостью владения.