Открытие меняет подходы к химии батарей: в монокристаллах кобальт стабилизирует, а марганец усиливает повреждения. Дальнейшие шаги — поиск дешёвых альтернатив кобальту для улучшения долговечности и безопасности EV-батарей

Цзин Ван, научный сотрудник, работающая в Чикагской школе молекулярной инженерии имени Притцкера и Аргоннской национальной лаборатории, является первым автором новой статьи, в которой раскрываются некоторые из основных причин и способов смягчения наноскопических деформаций, которые могут привести к растрескиванию все более популярного типа батарей для электромобилей и других технологий. (Фото Джона Зича)

Ученые выявили скрытый механизм деградации батарей электромобилей: монокристаллические литий-ионные батареи разрушаются из-за внутренних напряжений, а не трещин на границах зерен, как в старых конструкциях. Это открытие, опубликованное 23 декабря в Nature Nanotechnology, может кардинально изменить подход автопроизводителей к безопасности и долговечности аккумуляторов.

Команда ученых из Национальной лаборатории Argonne и Чикагского университета, возглавляемая Jing Wang во время ее докторской работы в UChicago, применила синхротронные рентгеновские методы и высокорезолюционную электронную микроскопию, чтобы наблюдать за процессами внутри катодов батарей во время зарядки и разрядки. Они обнаружили, что реакции в монокристаллических частицах протекают неравномерно — разные области реагируют с разной скоростью, что вызывает внутренние напряжения внутри одной частицы, а не между множеством зерен.

В традиционных поликристаллических батареях повторные циклы заряд-разряд приводят к расширению и сжатию частиц на 5–10%, что расширяет границы между кристаллическими зернами, подобно тому, как циклы замораживания-оттаивания создают выбоины на дорогах. Когда трещины становятся достаточно большими, жидкий электролит проникает внутрь, запуская нежелательные химические реакции и выделение кислорода, что может привести к тепловому разгону.

Монокристаллические катоды были разработаны, чтобы устранить эти границы зерен, но они все равно деградировали. "Наша работа показывает, что основной механизм деградации монокристаллических частиц отличается от поликристаллических, что требует иных требований к составу материалов", — отметила Wang, ныне постдок в лаборатории. Исследование опровергает традиционные представления о материалах: в поликристаллических катодах кобальт способствует трещинам, но необходим для предотвращения других проблем. В монокристаллических конструкциях же марганец вызывает больше механических повреждений, а кобальт продлевает срок службы.

Однако кобальт дороже никеля и марганца. "Следующий шаг — найти более дешевые материалы, которые воспроизведут положительный эффект кобальта", — сказала Wang. Shirley Meng, директор Energy Storage Research Alliance в Argonne, добавила: "Для реализации полного потенциала монокристаллических катодов потребуются иные материалы". "Если люди не будут доверять батареям в плане безопасности и долговечности, они не выберут их", — подчеркнул соавтор исследования Khalil Amine, выдающийся научный сотрудник Argonne.

Примечание редакции блога 

"Монокристаллические батареи" — это не то же самое, что твердотельные.

[термин относится конкретно к монокристаллическим катодам,

 "single-crystal cathodes" или "single-crystal NMC particles" относится именно к активному материалу катода (например, LiNi_xMn_yCo_zO_2), а не к всей батарее. Полная литий-ионная батарея включает анод, жидкий электролит и сепаратор, на самом деле точнее говорить "батареи с монокристаллическими катодами".]

Монокристаллические катоды представляют собой единую кристаллическую структуру активного материала (например, NMC — никель-марганец-кобальт), которая устраняет границы зерен по сравнению с поликристаллическими аналогами, но использует жидкий электролит. Твердотельные батареи (solid-state) отличаются твердым электролитом (керамическим, полимерным или сульфидным) вместо жидкого, что повышает энергоемкость, безопасность и устраняет риск утечек, но сталкивается с другими вызовами, такими как интерфейсные сопротивления.

В контексте недавнего исследования Argonne, монокристаллы улучшают механическую стабильность в жидкоэлектролитных системах, но не заменяют твердотельные архитектуры.

Но исследование Argonne остается актуальным и в контексте перехода к твердотельным батареям.

Монокристаллические катоды с жидким электролитом доминируют в текущих EV-батареях (NMC, LFP), и их улучшение напрямую продлевает жизнь миллионов существующих и ближайших моделей, снижая деградацию на 20–30% за счет правильного состава (кобальт для стабильности). Твердотельные батареи (Solid-State Batteries, SSB) пока в пилотных проектах (Toyota, QuantumScape планируют 2027–2028), сталкиваясь с проблемами интерфейсов и масштабирования, где монокристаллические катоды все равно используются как активный материал.

Открытие внутренних напряжений меняет дизайн катодов для обеих платформ: в SSB оно предотвратит аналогичные дефекты на твердом электролите, ускоряя коммерциализацию. Без таких фундаментальных insights переход к SSB рискует повторить ошибки жидких систем.

Открытие Argonne фундаментально новое, несмотря на использование монокристаллических катодов в электромобилях вроде Tesla 4680 или LG Chem NMC.Производители применяли их уже 2–3 года, ожидая устранения деградации за счет отсутствия границ зерен (как в поликристаллах), но батареи все равно теряли емкость быстрее прогнозов — на 15–25% за 500 циклов вместо ожидаемых 1000+. Исследование впервые выявило причину: неравномерное литирование внутри единой частицы создает внутренние напряжения и микротрещины, приводя к деформации на 3–5% (меньше, чем в поликристаллах, но достаточно разрушительно).Раньше проблема маскировалась "эмпирическими" добавками кобальта (5–10%), которые случайно стабилизировали, но без понимания механизма оптимизация была слепой — отсюда перерасход дорогого кобальта и неоптимальная химия (Mn вместо Co ухудшал). Теперь есть физическая модель для целенаправленного дизайна: Co снижает градиенты напряжений, открывая путь к Ni-rich катодам без жертв по долговечности (>2000 циклов при 80% емкости).Это как переход от "латаем дыры" к инженерии материала — актуально для 90% рынка Li-ion (2025: >1 ТВтч/год производства), включая SSB-прототипы.

"Потребуется иные материалы"

Дешёвые альтернативы кобальту в монокристаллических катодах (типа Ni-rich NMC) могут не обладать теми же стабилизирующими свойствами против внутренних напряжений.Кобальт уникален тем, что повышает структурную стабильность слоистой NMC-структуры (R-3m симметрия), минимизируя фазовые переходы H2→H3 и градиенты литирования во время циклов — это снижает деформацию на 2–4% и микротрещины. Альтернативы вроде повышенного никеля (Ni>80%) или марганца усиливают ёмкость/дешевизну, но провоцируют Jahn-Teller дисторсию (Mn³⁺) или кислородный релиз, ускоряя деградацию на 15–30% быстрее.Поэтому поиск (как отметил Wang) фокусируется не на полном замещении, а на допированных материалах: Ni-Mn с Al-добавками, градиентными катодами (Co снаружи, Ni внутри) или покрытиями (ZrO₂), чтобы эмулировать Co-эффект при цене <10$/кг. Без этого Ni-only катоды теряют 20% ёмкости за 500 циклов вместо 1000+.

Исследователи выяснили, почему материалы для батарей нового поколения трескаются и деградируют, обнаружив, что монокристаллические батареи выходят из строя совершенно иначе, чем ожидалось. Это открытие переворачивает устоявшиеся правила проектирования и может привести к созданию более безопасных и долговечных батарей для электромобилей. Фото: Shutterstock

https://www.sciencedaily.com/releases/2025/12/251227004144.htm

https://www.nature.com/articles/s41565-025-02079-9

https://pme.uchicago.edu/news/research-upturns-assumptions-about-battery-failure

https://www.anl.gov/article/single-crystal-cathode-mystery-solved

Исследователи обнаружили два различных биологических подтипа рассеянного склероза, используя ИИ

Исследователи обнаружили два различных биологических подтипа рассеянного склероза, используя искусственный интеллект для анализа снимков мозга и маркеров крови, что открывает новые надежды на персонализированные подходы к лечению, выходящие за рамки классификации на основе симптомов.Ученые из Queen Square Analytics и Университетского колледжа Лондона выявили эти подтипы — названные «ранний sNfL» и «поздний sNfL» — после анализа данных 634 пациентов с рассеянным склерозом, согласно исследованию, опубликованному в журнале Brain в декабре. В исследовании объединили измерения, полученные с помощью МРТ, с уровнями сывороточной легкой цепи нейрофиламента (sNfL) в крови — маркера повреждения нервных клеток — используя модель машинного обучения без учителя под названием SuStaIn.

Различные биологические траектории

Ранний подтип sNfL, на который приходилось 44% пациентов в обучающей когорте и 61% в валидационной когорте, демонстрировал повышенные уровни sNfL, повреждение мозолистого тела — области мозга, имеющей решающее значение для мышления и памяти, — и быстрое накопление очагов на ранней стадии заболевания. Этот паттерн отражает более активное воспаление и нейродегенерацию, происходящие параллельно.

В отличие от этого, поздний подтип sNfL продемонстрировал раннюю потерю объема в корковых и глубоких областях серого вещества до повышения уровней sNfL, что указывает на более коварную нейродегенеративную траекторию. Этот подтип был более распространен среди пожилых пациентов.

«Используя рутинные изображения мозга и биомаркер крови, указывающий на повреждение нервных клеток (легкую цепь нейрофиламентов), мы выявили две различные биологические траектории при рассеянном склерозе», — сказал ведущий автор исследования доктор Арман Эшаги из Института неврологии Королевской площади UCL. «Это помогает объяснить, почему люди, живущие с РС, могут следовать разными путями, и это шаг к более персонализированному мониторингу и лечению».

Ранний подтип sNfL показал на 144% повышенный риск образования новых очагов по сравнению с поздней группой sNfL, с более быстрыми темпами атрофии мозга и большей чувствительностью к лечению в отношении уменьшения очагов.

За пределами современных классификаций

Полученные результаты ставят под сомнение традиционные классификации РС — ремиттирующе-рецидивирующий, вторично-прогрессирующий и первично-прогрессирующий, — которые основаны на наблюдаемых симптомах, а не на биологической основе заболевания.

«Существующие обозначения ремиттирующе-рецидивирующего, вторично-прогрессирующего и первично-прогрессирующего типов не обеспечивают такой стратификации», — сказала доктор Эшаги. Работа в UCL и Queen Square Analytics «помогает изменить наше понимание и определение типов РС и их лечения в ближайшем будущем».

Кейтлин Эстбери, старший менеджер по научным коммуникациям в MS Society, сообщила Guardian, что существующие определения, основанные на клинических симптомах, «часто не отражают точно то, что происходит в организме, что может затруднить эффективное лечение». Она добавила, что машинное обучение позволяет исследователям объединять данные МРТ и биомаркеров для выявления биологических подтипов, которые лучше отражают механизмы заболевания.

Путь к персонализированной медицине

Исследование включало полученные с помощью МРТ показатели, в том числе объем лимбической коры, объем глубокого серого вещества и целостность ткани мозолистого тела наряду с уровнями сНЛЦ. Комплексный подход показал более сильные корреляции с показателями инвалидности, чем модели, основанные только на МРТ, как в обучающих, так и в валидационных когортах.

Рассеянный склероз поражает более 2,8 миллиона человек во всем мире и более 150 000 в Великобритании. Хроническое иммуноопосредованное заболевание вызывает повреждение защитной мембраны вокруг нервных клеток, что приводит к таким симптомам, как усталость, боль, спазмы и трудности при ходьбе.

«Чем больше мы узнаем об этом заболевании, тем больше вероятность того, что мы сможем найти методы лечения, способные остановить прогрессирование болезни», — сказал Эстбери.

https://academic.oup.com/brain/article/148/12/4578/8321558

Клетки-гибриды человека и растения раскрывают правду о «темной ДНК» в нашем геноме

Клетки, содержащие ДНК человека и растений, раскрывают нечто фундаментальное о нашем геноме.

Es sarawuth/Shutterstock

Исследователи, анализирующие человеческие клетки, содержащие растительную ДНК, представили новые доказательства того, что большая часть геномной активности может быть бессмысленным шумом, вновь разжигая давние дебаты о том, является ли подавляющее большинство нашего генома функциональным или просто эволюционными остатками.В результатах, эксклюзивно представленных New Scientist, Бретт Эдей и Остен Ганли из Оклендского университета исследовали гибридные клетки человека и растения, содержащие приблизительно 35 миллионов пар оснований резуховидки Таля — модельного растительного организма. Их анализ показал, что растительная ДНК — фактически рандомизированная в результате 1,6 миллиарда лет эволюционной дивергенции — демонстрировала около 80 процентов транскрипционной активности по сравнению с некодирующей ДНК человека. Это предполагает, что большая часть биохимической активности, наблюдаемой в геномах, может быть фоновым шумом, а не свидетельством биологической функции.

Оспаривание утверждений ENCODE

Исследование напрямую оспаривает утверждения проекта ENCODE 2012 года, который заявил, что более 80 процентов человеческого генома были функциональными на основе наблюдаемой биохимической активности. «Большую часть можно просто объяснить фоновым шумом», — сказал Эйди изданию New Scientist, поддерживая спорную теорию «мусорной ДНК», согласно которой большая часть нашего генома не имеет специфической функции.[1][2][3][4]

Исследование реализует мысленный эксперимент, предложенный в 2013 году Шоном Эдди из Гарвардского университета, который предложил ввести случайную ДНК в клетки человека для установления базовых уровней активности. Созданные японцами гибридные клетки — первоначально разработанные исследователями из Университета Осаки и Университета Тоттори в 2016 году — предоставили то, что Эдди назвал крупнейшим «проектом случайного генома», проведённым на сегодняшний день.

«Это превосходная демонстрация того, насколько биология, по сути, шумна», — сказал Крис Понтинг из Эдинбургского университета. «Биохимическая активность, происходящая в этой последовательности, не даёт никакого преимущества человеческой клетке». Дэн Граур из Хьюстонского университета добавил, что исследование предоставляет «дополнительные экспериментальные доказательства, подтверждающие то, что было очевидно в течение многих лет: большая часть генома — это мусор».

Эволюционные последствия

Полученные результаты согласуются с предыдущими оценками, согласно которым только около 8-10 процентов генома человека находится под эволюционным ограничением и, следовательно, вероятно, является функциональным. Эта интерпретация помогает объяснить парадоксы размера генома, такие как то, почему лук обладает в пять раз большим количеством ДНК, чем человек, или двоякодышащая рыба — в тридцать раз больше.

Гэнли отметил, что хотя идеально спроектированные системы устраняли бы шум, эволюция производит несовершенные решения. «В этих несовершенных системах со значительным шумом этот шум может фактически приводить к интересным изменениям, которые затем могут быть благоприятствованы естественным отбором», — сказал он. Команда из Окленда в настоящее время использует методы машинного обучения для различения потенциально значимой геномной активности от фонового шума, хотя они ещё не опубликовали свои результаты в рецензируемом журнале.

https://www.newscientist.com/article/2508876-human-plant-hybrid-cells-reveal-truth-about-dark-dna-in-our-genome/

Алмазы как квантовые суперматериалы: qubits, нейронные датчики и автономная навигация без GPS

Учёные превращают алмазы из роскошных драгоценных камней в критически важные квантовые технологии, создавая атомные дефекты, которые делают возможными сверхчувствительные сенсоры и вычислительные устройства, что потенциально может изменить как переживающую трудности алмазную промышленность, так и современные технологии.

Financial Times и European Business Magazine сообщили 28-29 декабря 2025 года, что исследователи внедряют крошечные несовершенства, называемые азотно-вакансионными центрами, в алмазные решётки для создания квантовых сенсоров, способных обнаруживать магнитные поля, изменения температуры и электрические сигналы на ранее недостижимых уровнях. Технология работает при комнатной температуре, в отличие от большинства квантовых систем, требующих экстремального охлаждения, что делает практическое применение более осуществимым.

Появляются медицинские и оборонные применения

Созданные искусственные алмазные сенсоры могут обнаруживать слабые магнитные поля от активирующихся нейронов, позволяя врачам картировать активность мозга без инвазивных процедур для диагностики неврологических расстройств. В навигации квантовые алмазные магнитометры и акселерометры могут позволить подводным лодкам, летательным аппаратам и автономным транспортным средствам определять положение без спутников GPS, решая растущие проблемы глушения и подмены сигналов.

В сентябре 2025 года IonQ и Element Six, дочерняя компания De Beers, объявили о прорыве в создании алмазных плёнок квантового уровня, совместимых со стандартным производством полупроводников. Это достижение обеспечивает массовое производство квантовых запоминающих устройств на основе алмаза и фотонных межсоединений с использованием устоявшихся процессов изготовления микросхем.

Спасательный круг для испытывающего трудности алмазного рынка

Технологический сдвиг происходит на фоне падения продаж ювелирных изделий с натуральными бриллиантами после COVID-19, при этом выращенные в лабораториях камни теперь часто дешевле кубического циркония. De Beers и традиционные добывающие компании столкнулись с кризисом, поскольку цены на синтетические бриллианты упали до 96% с 2018 года. «Технологические алмазы», ценящиеся за точность, а не за блеск, предлагают потенциальный путь роста, так как квантовые применения ценят искусственно созданные дефекты выше чистоты, к которой стремятся в ювелирном деле.

Европейские научно-исследовательские институты в Германии, Нидерландах и Великобритании возглавляют разработку алмазных квантовых сенсоров для биомедицинской визуализации, навигации и тестирования материалов. Европейский союз определил квантовые технологии как стратегический приоритет с миллиардным финансированием исследований.

Основные проблемы остаются в производстве алмазов квантового уровня в промышленных масштабах при сохранении постоянства дефектов, а также в миниатюризации вспомогательных лазеров и детекторов для полевого развертывания. Однако затраты снижаются, и первые коммерческие устройства достигают потребителей.

https://europeanbusinessmagazine.com/business/diamonds-reborn-how-a-luxury-stone-is-becoming-a-quantum-super-material/

https://www.ft.com/content/0b309cd2-aa74-428e-b37b-067665ef17ea

Контекст 

https://www.technologyreview.com/2025/12/16/1129887/quantum-navigation-militarys-gps-jamming-problem/

Молекула, вырабатываемая нашим организмом, может помочь защитить от болезни Альцгеймера: исследование медицинского факультета NUS

Доктор Шиджа Наваккоде и профессор Брайан Кеннеди в лаборатории программы Healthy Longevity TRP. 

Исследователи из Национального университета Сингапура объявили о результатах, показывающих, что естественно встречающаяся в организме человека молекула может восстановить связанные с памятью функции мозга, нарушенные болезнью Альцгеймера, согласно исследованию, опубликованному в сентябре 2025 года в журнале Aging Cell.

Исследование, возглавляемое профессором Брайаном К. Кеннеди из Медицинской школы Йонг Лу Лин, демонстрирует, что альфа-кетоглутарат кальция (CaAKG) — безопасный метаболит, уже изучаемый за его роль в здоровом старении — успешно восстановил ослабленные нейронные сигналы и восстановил ассоциативную память у мышей APP/PS1, широко используемой животной модели для исследований болезни Альцгеймера.

Новый путь позволяет избежать распространенного препятствия при болезни Альцгеймера

Alpha‐ketoglutarate (AKG), a key metabolite in the tricarboxylic acid (TCA) cycle.

Исследование выявило ранее неизвестный механизм, посредством которого CaAKG действует в мозге. Соединение активирует L-типа кальциевые каналы и проницаемые для кальция AMPA рецепторы, обходя при этом NMDA рецепторы, которые обычно нарушаются при накоплении амилоида у пациентов с болезнью Альцгеймера.

«Наши результаты раскрывают захватывающий потенциал соединений долголетия в борьбе с болезнью Альцгеймера», — заявил Кеннеди в заявлении, опубликованном университетом 29 декабря. «Поскольку AKG уже присутствует в наших организмах, воздействие на эти пути может предложить меньше рисков и более широкую доступность».

Исследователи измерили долговременную потенциацию (LTP) — процесс, который позволяет нейронам укреплять свои связи и формировать устойчивые воспоминания. LTP серьёзно нарушается при болезни Альцгеймера, но CaAKG вернул этот процесс усиления сигнала до нормального уровня в модели мышей. Лечение также усилило аутофагию — систему мозга по удалению повреждённых белков и поддержанию здоровья нейронов.

Борьба с возрастным упадком

Уровни альфа-кетоглутарата естественным образом снижаются с возрастом, что делает его прием потенциальной стратегией для поддержания более здорового старения мозга. Предыдущие исследования показали, что CaAKG может продлевать продолжительность жизни и улучшать показатели здорового долголетия у мышей, причем в одном исследовании сообщалось об увеличении продолжительности жизни на 12% и улучшении показателей здорового долголетия более чем на 40%.

«Нашей целью было определить, может ли соединение, первоначально изучавшееся для продления здоровой продолжительности жизни, быть полезным при болезни Альцгеймера», — сказала доктор Шиджа Наваккоде, первый автор исследования и научный сотрудник Программы трансляционных исследований здорового долголетия в Медицинской школе Национального университета Сингапура.

Полученные результаты позиционируют CaAKG среди появляющихся подходов, которые нацелены на саму биологию старения, а не на отдельные симптомы заболевания. Одобренные FDA методы лечения болезни Альцгеймера в настоящее время включают анти-амилоидные иммунотерапии, такие как леканемаб и донанемаб, которые замедляют когнитивное снижение путем очистки амилоидных бляшек, а также симптоматические методы лечения, такие как ингибиторы холинэстеразы и мемантин.

Пресс-релиз от 29 декабря 2025 года выпустила Национальная университетская больница Сингапура (NUS Medicine) для популяризации свежих выводов из этой статьи, и он доступен в формате PDF на их официальном сайте

https://medicine.nus.edu.sg/wp-content/uploads/2025/12/2025-12-29-Press-release_Treating-Alzheimers-with-bodys-own-molecules.pdf

https://medicine.nus.edu.sg/news/a-molecule-our-bodies-produce-may-help-defend-against-alzheimers-disease-nus-medicine-study/

***

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/40959937/

https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC12610948/

https://www.eurekalert.org/news-releases/1111097

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/acel.70235

Активация Piezo1 без спорта: новый путь лечения потери костной массы

В HKUMed был раскрыт механизм, лежащий в основе прочности костей, что открывает путь к новым методам лечения остеопороза. Исследование возглавили профессор Сюй Аймин (второй справа) и доктор Ван Байле (второй слева, первый ряд) с кафедры медицины, Школы клинической медицины HKUMed.

Химические активаторы Piezo1 лечат остеопороз, имитируя упражнения без нагрузки

Исследователи из Университета Гонконга идентифицировали белок, который действует как внутренний детектор физических упражнений в организме, открывая путь к разработке препаратов, способных имитировать укрепляющее кости действие физической активности для миллионов людей, не способных заниматься физическими упражнениями.Исследование, опубликованное в журнале Signal Transduction and Targeted Therapy, определяет Piezo1 как механочувствительный белок на стволовых клетках костного мозга, который воспринимает физическое движение и предотвращает возрастное разрушение костей. Это открытие может преобразовать лечение для пожилых пациентов, лежачих больных и людей с хроническими заболеваниями, которые сталкиваются с повышенным риском переломов, но не могут заниматься традиционной физиотерапией.

Расшифровка того, как движение укрепляет кости

При активации в результате физической активности белок Piezo1 способен уменьшать накопление жира в костном мозге и способствовать образованию новой костной ткани.

Используя мышиные модели и человеческие стволовые клетки, исследовательская группа обнаружила, что Piezo1 функционирует как молекулярный переключатель в мезенхимальных стволовых клетках костного мозга. При активации механическими сигналами от физических упражнений белок уменьшает накопление жира в костном мозге, одновременно способствуя образованию новой костной ткани. Без Piezo1 стволовые клетки преимущественно превращаются в жировые клетки, а не в костную ткань, что вызывает усиленную потерю костной массы.

«Мы по сути расшифровали, как организм преобразует движение в более крепкие кости», — сказал профессор Сюй Аймин, руководивший исследованием на кафедре медицины HKUMed. «Активируя путь Piezo1, мы можем имитировать преимущества физических упражнений, эффективно обманывая организм, заставляя его думать, что он тренируется, даже при отсутствии движения».

Исследование также выявило, что дефицит Piezo1 способствует высвобождению провоспалительных сигналов — Ccl2 и липокалина-2 — которые ускоряют превращение стволовых клеток в жир и препятствуют формированию костной ткани. Блокирование этих сигналов помогло восстановить здоровье костей в экспериментальных моделях.

Срочная необходимость в новых подходах

Исследовательская группа определила четкие цели вмешательства для лечения остеопороза, что способствует разработке лекарств, имитирующих пользу от физических упражнений. Это открывает потенциал для целенаправленного лечения уязвимых групп населения, таких как лежачие больные или люди с ограниченной подвижностью, обеспечивая преимущества, сопоставимые с пользой от физической активности.

По данным Всемирной организации здравоохранения, примерно одна из трех женщин и один из пяти мужчин в возрасте старше 50 лет страдают от переломов из-за ослабленных костей. В Гонконге, где население быстро стареет, 45% женщин и 13% мужчин в возрасте 65 лет и старше страдают остеопорозом.

«Это открытие особенно значимо для пожилых людей и пациентов, которые не могут заниматься физическими упражнениями из-за слабости, травм или хронических заболеваний», — сказал доктор Ван Байле, научный ассистент профессора, возглавлявший исследование. «Наши результаты открывают путь к разработке "миметиков физических упражнений" — препаратов, которые химически активируют путь Piezo1 для поддержания костной массы и сохранения независимости».

Профессор Эрик Оноре из Французского национального центра научных исследований, также возглавлявший исследование, отметил, что работа предлагает «перспективную стратегию помимо традиционной физиотерапии», которая может существенно снизить риск переломов в уязвимых группах населения. Исследовательская группа в настоящее время работает над тем, чтобы перенести эти результаты в клиническую практику.

  https://www.nature.com/articles/s41392-025-02455-w

https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC12559722/

Прямой источник

https://www.hku.hk/press/press-releases/detail/28857.html

В пустыне Гоби Китай запускает крупнейшую в мире «сверххолодную воздушную батарею».Электростанция работает 10 часов подряд и будет производить 180 миллионов киловатт-часов электроэнергии в год, обеспечивая электроэнергией 30 000 домов.

В пустыне Гоби Китай запускает крупнейшую в мире «сверххолодную воздушную батарею».

Электростанция работает 10 часов подряд и будет производить 180 миллионов киловатт-часов электроэнергии в год, обеспечивая электроэнергией 30 000 домов.

Революционная установка по хранению энергии на жидком воздухе в пустыне Гоби в Китае вступила в завершающую стадию ввода в эксплуатацию, что знаменует собой важный шаг вперёд в стремлении страны интегрировать прерывистые возобновляемые источники энергии в свою энергосистему. Объект, расположенный вблизи Голмуда в северо-западной провинции Цинхай, практически готов к эксплуатации по состоянию на конец декабря 2025 года, хотя полный ввод в эксплуатацию ожидается в 2026 году.

Установка мощностью 60 мегаватт, известная как Суперэнергобанк на сжатом воздухе, представляет собой крупнейшую в мире систему хранения энергии на жидком воздухе. Построенный China Green Development Investment Group в партнёрстве с Техническим институтом физики и химии Китайской академии наук, объект может вырабатывать до 600 000 киловатт-часов электроэнергии за один цикл разрядки, работая в течение 10 часов подряд. После ввода в эксплуатацию он будет вырабатывать приблизительно 180 миллионов киловатт-часов в год — этого достаточно для энергоснабжения 30 000 домов.

Технология экстремального холодного хранения

Технология работает путем сжатия и охлаждения воздуха до минус 194 градусов Цельсия (минус 317 по Фаренгейту), превращая его в жидкость, хранящуюся в гигантских белых резервуарах. Когда спрос на электроэнергию возрастает, жидкий воздух нагревается и расширяется более чем в 750 раз по сравнению с первоначальным объемом, приводя в действие турбины для выработки электроэнергии. Система достигает эффективности холодного хранения, превышающей 95%, и общей эффективности цикла более 55%.

«Фотоэлектрическая и ветровая энергия обладают характеристиками случайности и прерывистости, что затрудняет покрытие пиков и спадов потребления, влияя на стабильность», — сказал Ван Цзюньцзе, научный сотрудник TIPC-CAS, в интервью Beijing Daily в мае. Объект предназначен для накопления энергии в периоды высокой выработки возобновляемой энергии и высвобождения ее при увеличении спроса, решая проблему непредсказуемости, присущей ветровой и солнечной энергии.

Глобальная гонка за долгосрочное хранение энергии

Проект Китая появляется в то время, когда страны по всему миру ищут альтернативы литий-ионным батареям для хранения энергии в масштабах электросети. В Великобритании компания Highview Power строит установку жидкого воздуха мощностью 300 мегаватт-часов в Каррингтоне, Манчестер, завершение строительства запланировано на 2026 год. Тем временем Институт машиностроения и материалов Южной Кореи осуществил первую в стране крупномасштабную операцию с жидким воздухом в 2025 году, производя 10 тонн ежедневно.

Недавнее исследование MIT показало, что хранение энергии на жидком воздухе может стоить приблизительно $60 за мегаватт-час — примерно треть стоимости литий-ионных батарей и половину стоимости гидроаккумулирующих станций. Технология предлагает преимущества, включая отсутствие географических ограничений, отсутствие токсичных материалов и срок службы оборудования от 30 до 40 лет.

Объект в Голмуде подключен к фотоэлектрической ферме мощностью 250 000 киловатт, простирающейся в пустыню Гоби, что позволяет «воздушной батарее» заряжаться от возобновляемых источников. Китай представил план действий в сентябре 2025 года, нацеленный на 180 гигаватт новых мощностей хранения энергии к 2027 году, при этом установка жидкого воздуха позиционируется как демонстрационный проект для крупномасштабной интеграции возобновляемой энергии в пустынных регионах.

Китайская установка в пустыне Гоби не является первой в мире. Технология жидкостного воздушного хранения энергии (LAES - Liquid Air Energy Storage) уже используется в коммерческих проектах, начиная с 2018 года.

Первые установки

Первая в мире полномасштабная демонстрационная LAES-установка мощностью 5 МВт/15 МВт·ч открылась в 2018 году в Бурy близ Манчестера (Великобритания) компанией Highview Power.

Эта станция работает на свалке Pilsworth и использует тепло от газовых двигателей для повышения эффективности.

Текущий статус

Highview Power эксплуатирует первую коммерческую промышленную LAES-станцию в Манчестере мощностью 50 МВт/300 МВт·ч.

В апреле 2025 года компания ввела в эксплуатацию новую коммерческую установку на 250 МВт·ч в Великобритании.

Китайский проект в Голмуде , о котором идёт речь в публикации (60 МВт, 600 МВт·ч за цикл) позиционируется как самая крупная в мире, но вводится в 2026 году.

Другие проекты

В Южной Корее Институт машиностроения и материалов (KIMM) запустил в 2025 году первую крупномасштабную LAES-систему, производящую 10 тонн жидкого воздуха в день.

 Highview строит в Каррингтоне (Манчестер) установку на 50 МВт/300 МВт·ч с запуском в 2026 году.

США

Highview Power/DOE: пилотные станции 5–10 МВт, некоммерческая эксплуатация/тестирование (с 2020-х).

Highview Power — британская компания, но в США она ведёт пилотные LAES-проекты (5–10 МВт) в партнёрстве с DOE и местными энергокомпаниями, без собственных крупных станций.

Уточнение по Highview

Великобритания: 

Pilsworth (5 МВт/15 МВт·ч, с 2018, демонстрационная), Carrington (50 МВт/300 МВт·ч, стройка к 2026), новая 250 МВт·ч (апрель 2025).

(Дело том, что у Highview Power в Великобритании несколько проектов LAES: Pilsworth (уже работает), Carrington (строится) и ещё одна коммерческая станция на 250 МВт·ч, запущенная в апреле 2025 года.)

США: 

Филиал Highview участвует в DOE-тестах и демо с американскими партнёрами, некоммерческая эксплуатация

Япония

NIMS/Mitsubishi: пилотные 1–5 МВт в R&D, разработка/гибридные тесты, не эксплуатируются коммерчески.

Источник публикации 

https://www.scmp.com/news/china/science/article/3337802/china-power-worlds-largest-super-cold-air-battery-gobi-desert