Одной из главных проблем бума электромобилей является поиск источников труднодоступного сырья (например, лития), необходимого для производства батарей. В настоящее время Китай доминирует в цепочке поставок редкоземельных металлов — и Оттава, и Вашингтон считают, что ситуация изменится с предстоящим открытием Североамериканского литиевого проекта, шахты в Квебеке к северо-западу от Монреаля. Потенциальные технологические достижения правительство Канады связывает с научными разработками как университетов своей страны, так и кооперацией с университетами многих стран. В Канаде построят первый в мире микромодульный ядерный реактор. Установку разработала компания Global First Power. Местом строительства выбрали исследовательский центр Canadian Nuclear Laboratories (CNL) в деревне Чок-Ривер, а в будущем компания хотела бы питать энергией удаленные регионы на севере страны.  

На выставке CES представили медицинское зеркало MagicMirror для использования в поликлиниках, аптеках и фитнес центрах. Канадская компания NuraLogix представила на Международной выставке потребительской электроники (CES) в Лас-Вегасе умное зеркало MagicMirror («магическое зеркало»), предназначенное для оценки психического и физического здоровья. Устройство не собирает личные данные пользователей и не требует ввода данных, но на основе анализа изображения оценивает риски развития различных заболеваний. В основе разработки запатентованная технология компании, которая уже применяется в мобильном приложении Anura. Устройство анализирует кровоток на лице, чтобы проверить жизненно важные функции, такие как артериальное давление, и оценить риск сердечных заболеваний. Оно также «угадывает» возраст на основе снимков кожи и определяет, насколько пользователь подвержен стрессу.   

Чтобы начать использовать MagicMirror, достаточно сесть перед зеркалом и ненадолго зафиксировать лицо в овальной области на экране на 30 секунд, следуя подсказкам от устройства, пока зеркало сканирует изображение. Устройство не снимает видео, компания использует собственную технологию трансдермальной оптической визуализации — фотоплезмитография автоматически распознает лицо и определяет ключевые области для анализа кровотока. Собранные обезличенные данные передаются в облачное хранилище, где ИИ сопоставляет собранную информацию с данными, использованными при обучении модели. По словам представителей компании, это позволяет получить более 100 параметров здоровья. Например, устройство определяет давление, индекс массы тела, подверженность стрессу, нарушение метаболизма, риски развития депрессивных и тревожных расстройств, инсульта, гипертонии, диабета и других заболеваний. Представители компании заявляют, что по крайней мере на первом этапе зеркало не будет продаваться потребителям для использования дома. Устройство предназначено в качестве дополнительного способа скрининга здоровья для установки в спортивных залах, клиниках или на предприятиях.     

Многие двустворчатые синтезируют биссус — тонкие белковые нити, похожие на шелк. С их помощью моллюски, например дрейссены, крепятся ко дну и камням. Новое исследование посвящено уникальному белку «шелка» этих двустворок: его химическому составу, физическим свойствам и появлению в ходе эволюции. Двустворчатые — это своеобразный класс моллюсков, которые в ходе эволюции буквально потеряли голову и стали вести малоподвижный образ жизни внутри прочной раковины. Они способны производить жемчуг, а некоторые — еще и тонкие белковые нити, которые похожи на шелк и называются биссусом. Любопытно, что биссус одной из морских двустворок раньше использовали для того, чтобы ткать дорогую одежду из «морского шелка». Такой «шелк» очень прочен и используется моллюском для закрепления на твердых поверхностях вроде камней или дна. Его синтезирует особая железа, которая расположена на единственной ноге животного. «Шелк» моллюсков состоит из белка, но его химический состав сильно варьируется: он может состоять из креатина, полифенольных или других белковых молекул.

Большая часть того, что мы знаем о биссусе, относится к морским видам двустворчатых вроде мидий. Поэтому у чёные решили изучить «шелк» обитателей пресных вод — дрейссен (Dreissenidae). Это тем более важно, что дрейссены представляют собой инвазивные виды, которые активно захватывают озера и реки Северной Америки. Ученые сочетали методы спектроскопии, рентгеноструктурный анализ и протеомику, чтобы узнать химический состав и структуру биссуса дрейссенид. Белок в его основе оказался уникальным: он состоит главным образом из структурных единиц, которые называют кристаллиновыми бета-листами, и они характерны для белка паучьего шелка. При этом исходно в ноге дрейссены синтезируется другой белок, имеющий структуру типа спиральной катушки (coiled coil). Более того, он оказался самым крупным из известных белков соответствующей группы. Далее этот белок-предшественник меняет свою структуру из-за механического воздействия (процессинга) и лишь затем превращается в тот, что похож на белок паука. В дальнейшем он и помогает моллюску закрепиться на дне. Не менее удивительно происхождение уникального белка дрейссен. Учёные из Канадского университета Mc Gill полагают, что им моллюски обязаны бактериям. Примерно 12 миллионов лет назад кодирующий его ген попал в ДНК дрейссен путем горизонтального переноса. Механизм сплошь и рядом используют бактерии для обмена генами между собой, но изредка в нем также участвуют растения или животные. Новое исследование помогает понять, как лучше «откреплять» опасных инвазивных моллюсков и защитить от них экосистемы. С другой стороны, уникальный белок дрейссены вполне может быть использован для создания новых, прочных и устойчивых в воде материалов и биосовместимых полимеров.

Скандий первый и единственный известный науке элемент, который остается сверхпроводящим при температуре выше 30 К. Это открытие совершили исследователи из Канады (Department of Physics, University of Saskatchewan), Китая, Японии и которые подвергли скандий давлению в 283 ГПа — примерно в 2,3 млн раз больше, чем атмосферное давление на уровне моря. Многие материалы при крайне низких температурах становятся сверхпроводниками, то есть, проводят электричество без сопротивления. Первым из них, который открыли ученые, была ртуть, которая перешла в сверхпроводящее состояние, когда ее заморозили почти до абсолютного нуля.В конце 50-х теорема БШК (Бардина — Купера — Шриффера) объяснила этот переход, при котором электроны преодолевают взаимное отторжение и образуют «куперовские пары», которые затем беспрепятственно движутся сквозь материал. Но с конца 80-х появился новый класс сверхпроводников, которые теорема БШК объяснить не могла. У них критическая температура была выше точки кипения жидкого азота (77 К), и они не были металлами. Это были диэлектрики с оксидами меди. Они заронили надежду на достижение сверхпроводимости при еще более высоких температурах.     

В поисках такого сверхпроводника особую роль играют элементарные материалы, облегчающие изучение сверхпроводимости. На сегодня известно около 20 элементов, достигающих сверхпроводящего состояния при давлении окружающей среды. У ниобия наивысшая температура перехода — около 9,2 К. Еще 30 элементов становятся сверхпроводниками при высоком давлении. Здесь рекорд принадлежит титану — 26 К. Вернее, принадлежал. Ранее ученые уже экспериментировали со скандием и зафиксировала фазовые переходы под давлением 23, 104, 140 и 240 ГПа, получив Sc II, Sc III, Sc IV и Sc V, соответственно. Однако прежде он никогда не приближался к границе между фазами Sc II и Sc III. В этот раз, однако, исследователи увеличили давление до 238 ГПа и обнаружили критическую температуру выше 30 К в фазе V этого элемента. Результат означает, что скандий — единственный известный ученым элементарный сверхпроводник с критической температурой в диапазоне 30 К. По мнению исследователей, температуру можно поднять еще выше, если увеличить давление.     

Ученые из Канады и США разработали прототип устройства для домашнего использования, способного измерять уровень глюкозы в слюне всего за 30 секунд. В нем используется биосенсор на основе электрохимического аптамера. Эти аптамеры связываются с глюкозой, после чего датчик выдает электрохимический сигнал, позволяя точно измерить уровень глюкозы. Разработка может облегчить жизнь диабетикам, которым необходимы ежедневные анализы крови. Концентрации глюкозы (и некоторых других химических веществ-биомаркеров) в слюне человека пропорциональны концентрациям в его кровотоке. Но уровень глюкозы в слюне намного ниже, поэтому для его точного измерения требуется специализированное лабораторное оборудование. Исследователи из Университета Шербрука и компании Colgate-Palmolive обратились к существующему инструменту, известному как биосенсор на основе электрохимического аптамера (E-AB). Такие устройства включают в себя специально созданный участок ДНК — аптамер. Он связывается с целевым биомаркером в образце. Когда это происходит, датчик выдает измеримый электрохимический сигнал.

Обычно аптамеры, используемые в биосенсорах, недостаточно чувствительны, чтобы надежно выявлять глюкозу в слюне. Поэтому ученые повысили чувствительность аптамеров, которые уже доказали свою эффективность при измерении уровня глюкозы в крови. Эти модернизированные аптамеры установили на золотой электрод внутри биосенсора E-AB, который впоследствии погрузили в слюну, собранную у группы испытуемых. Устройство не только быстро (всего за 30 секунд) и точно измеряло уровень глюкозы, но и поддерживало чувствительность в течение недели, пока его промывали и хранили в фосфатно-солевом растворе после каждого использования. Технологию также можно применять для обнаружения других биомаркеров с использованием различных аптамеров. По сути, ученые создали альтернативную версию устройства, которое измеряет уровень аденозинмонофосфата в слюне — биомаркера, связанного с заболеванием десен.  

Канадские ученые выявили связь между дефицитом полезных микроэлементов в организме в раннем возрасте и устойчивостью к антибиотикам в более зрелые годы. Исследование проведено на мышах, тем не менее специалисты считают, что оно может пролить свет на одну из причин роста антибиотикорезистентности у людей, который сегодня наблюдается по всему миру. Проблему устойчивости патогенных микроорганизмов к антибиотикам связывают с чрезмерным использованием последних. Ученые из Университета Британской Колумбии (Канада) решили подойти к проблеме под другим углом и изучили, как нехватка важнейших микроэлементов (витамина А, В12, фолиевой кислоты, железа и цинка) влияет на сообщество бактерий, вирусов и грибков, обитающих в пищеварительном тракте мышей. По данным ученых, в мире примерно 340 миллионов детей в возрасте до пяти лет страдают от дефицита различных питательных микроэлементов, которые не только влияют на рост организма, но и значительно изменяют микробиом кишечника. Самое интересное то, что в связи с недостаточным поступлением в организм питательных веществ таким детям зачастую назначают антибиотики. По иронии судьбы кишечный микробиом может обладать повышенной устойчивостью к препаратам из-за дефицита питательных микроэлементов.

Топливные ячейки считаются многообещающим источником «зеленой» энергии. Они могут изменить различные отрасли, включая транспортировку и производство энергии, так как генерируют электричество посредством химической реакции, при которой образуются только вода и тепло. До сих пор большинство исследований в этой области сосредотачивались на ячейках, которые используют платину как катализатор для приведения химической реакции в действие, однако платина — дефицитный и дорогостоящий ресурс. Создание коммерчески жизнеспособного продукта оказалось сложной задачей. Исследователи из Университета Западного Онтарио обнаружили, что интеграция других металлов — палладия и кобальта, снижает необходимое количество платины для производства энергии и создает более стабильный катализатор для топливных ячеек. Цзун-Конг Шам, Сюэлянг Сун, Али Фейзабади и их коллеги из Химического факультета и факультета механики и материаловедения Университета Западного Онтарио использовали Канадский синхротронный источник (CLS) университета Саскачевана (USask), чтобы разработать и протестировать свой новаторский подход.

На CLS мы успешно провели анализ новых наноматериалов в реальном времени, получив информацию о взаимодействии кислорода с платиной. Также мы многое узнали об эффективности и производительности катализатора при передаче электронов между платиной и другими металлами. Усовершенствование производительности платины и повышение устойчивости катализатора позволяет не только снизить зависимость от дефицитных и дорогих материалов, но и повысить общую эффективность и срок службы протонно-обменных мембранных топливных ячеек. Этот прорыв может сделать топливные ячейки более экономически целесообразными и экологически чистыми, способствуя более широкому внедрению технологий чистой энергии, — Али Фейзабади, член команды из Университета Вестерн. Исследователи в восторге от результатов, полученных в ходе исследования, и от значения их работы в области коммерциализации альтернативного источника энергии. Наши исследования представляют собой значительный шаг в решении проблем в области устойчивой энергетики. Они убирают ограничения, связанные с топливными ячейками, увеличивая их эффективность, снижая расходы и улучшая экологический след. Путем смягчения этих проблем мы надеемся ускорить переход к чистой энергии и внести вклад в борьбу с изменением климата, — Али Фейзабади.  

Исследователи (Institute for Quantum Computing, University of Waterloo, Waterloo, Ontario, Canada) реконструировали трехмерную структуру магнитных вихрей с помощью нейтронной томографии. Международная группа исследователей использовала нейтронную визуализацию и компьютерные алгоритмы, чтобы впервые выявить трехмерные формы и динамику скирмионов. Эти вихревые атомные магнитные структуры в объемных материалах рассматривают в качестве основных элементов электроники нового типа — спинтроники. Скирмионы возникают естественным образом в некоторых атомных решетках под воздействием магнитных и электрических свойств окружающих атомов. Скирмионы обычно имеют размер от 20 до 200 нм. В двух измерениях скирмионы принимают форму дисков, в которых магнитные поля атомов направлены в разные стороны в зависимости от их положения. Но в объемных материалах скирмионы складываются вертикально, образуя трехмерные трубки, верхушки которых могут доходить до верхней и нижней поверхностей материала. Для исследования ученые изготовили объемные образцы — кубы со стороной около 3 мм, содержащие трехмерные стопки или трубки скирмионов в решетке из кобальта, цинка и марганца.

Анализ проводили с помощью нейтронной томографии — процесса, при котором пучок нейтронов направляется на образец. Когда нейтроны сталкиваются с различными образованиями внутри решетки — в данном случае со скирмионными трубками — они рассеиваются в разных направлениях в зависимости от формы трубок в этой точке. Каждый образец помещался в магнитное поле и постепенно поворачивался на очень малые углы, создавая серию «срезов», которые объединялись с помощью алгоритма реконструкции формы для создания единого трехмерного изображения. Результат показал, как форма и распространение скирмионных трубок связаны с различными видами дефектов окружающей решетки. Трехмерные скирмионы можно использовать для обработки и хранения информации в плотно упакованной форме, которая использует на несколько порядков меньше энергии, чем современные устройства. Анализ свойств трубок, образующихся внутри материалов, позволит разработать технологии записи и обработки данных, уверены исследователи.     

Канадские ученые разработали новый тип видеокамер, способный получать изображения со скоростью в несколько миллионов кадров в секунду с рекордно высоким пространственным разрешением. Подобное устройство в десятки раз дешевле уже существующих высокоскоростных камер.  «Наша камера использует абсолютно новый подход для получения снимков, при этом она сопоставима по скорости работы и разрешению с коммерческими высокоскоростными камерами. Ее можно собрать из широкодоступных компонентов и при этом стоимость такой камеры будет в десятки раз ниже, чем у ее конкурентов, цены на которые начинаются от $100 тыс.», – заявил профессор Квебекского университета Лян Цзиньян. Лян Цзиньян и его коллеги разработали новый подход для получения изображений, не требующий уменьшать временное или пространственное разрешение для достижения максимально высокой частоты кадров. Для решения этой проблемы физики воспользовались тем фактом, что свет одновременно обладает свойствами и волн, и частиц. Одной из первых в мире демонстраций этого стали опыты физиков XIX века с дифракционными решетками, наборами из параллельных выступов и впадин или щелей, через которые пропускается луч света. Ученые выяснили, что дифракционные решетки можно использовать для того, чтобы разбивать падающий в камеру свет на отдельные кадры. Авторы работы собрали прототип высокоскоростной камеры из доступных в онлайн-магазинах компонентов, в том числе фотосенсоров и цифровых микрозеркал для проекторов. Минимальные модификации этих составляющих превратили их в дифракционную решетку с изменяемым углом наклона линий.   

Первые тесты камеры показали, что она способна получать снимки и видеоролики со скоростью в 4,8 млн кадров, не снижая при этом пространственного разрешения получаемых изображений. Используя этот прибор, ученые проследили за формированием пузыря плазмы, порождаемого столкновением сверхкороткой вспышки лазера длиной в несколько фемтосекунд (миллиардных долей микросекунды) с поверхностью воды. Также ученые изучили процесс формирования пузырей углекислого газа в газированных напитках и сняли на видео процесс разрушения клеток репчатого лука под действием вспышек того же фемтосекундного лазера. Как считают исследователи, высокая скорость и качество работы системы позволяют использовать ее в наномедицинских устройствах и при решении других сложных задач. В частности, по мнению авторов, в долгосрочной перспективе эта технология позволит создавать не только высокоскоростные камеры, но и новые типы лидаров, лазерных радаров. Эти приборы позволят автономным летательным аппаратам и космическим зондам и кораблям точно и быстро выявлять источники опасности, мешающие полету или посадке на Землю или другие планеты.       

Ученые из Канады обнаружили, что клетки глиобластомы быстро растут и распространяются по тканям мозга благодаря «склеиванию» двух белковых молекул, EAG2 и KvB2. Это позволило исследователям создать цепочку аминокислот (пептид), которая тормозит рост опухолей, сообщила пресс-служба Детского госпиталя Университета Торонто (HSC). «Раскрытие важной роли межбелковых взаимодействий в развитии глиобластомы позволило нам создать пептид, который обладает высоким уровнем эффективности при действии на клетки всех ключевых типов данной формы рака мозга. В перспективе это позволит нам создать высокоэффективную терапию глиобластомы», – заявил старший научный сотрудник HSC Хуан Си, чьи слова приводит пресс-служба госпиталя. Ученые совершили это открытие в ходе изучения функций ионных каналов, специализированных белков, которые отвечают за передачу сигналов между клетками. Существует гипотеза, что определенные сигналы нейронов способствуют росту и распространению глиобластомы, опухоли глиальных (вспомогательных) клеток мозга. Авторы работы проследили за взаимодействиями культур клеток глиобластомы с ионами кальция, которые постоянно вырабатываются нейронами в мозге пациентов с этой формой опухолей. Опыты указали на то, что в раковых клетках присутствовало необычно много молекул двух типов белков, EAG2 и KvB2, изначально связанных с работой не кальциевых, а калиевых ионных каналов.  

Последующие эксперименты указали на то, что клетки глиобластомы вырабатывали необычно много молекул мутантной формы белка KvB2, который формировал прочную связь с EAG2 и позволял ему реагировать на кальциевые сигналы. Это не характерно для здоровых нейронов и вспомогательных клеток мозга. Соединение KvB2 с EAG2 вело к усилению контактов между нейронами и опухолевыми клетками и стимулировало рост опухолей.  Затем ученые создали короткий пептид, который мешал этим белкам взаимодействовать друг с другом. Работу молекулы, получившей имя K90–114TAT, ученые проверили в опытах на культурах клеток различных форм глиобластомы, а также на мышах с имплантированными тканями опухоли. Последующие наблюдения показали, что появление K90–114TAT в питательной среде с раковыми клетками резко замедлило их рост и запустило процесс их массовой гибели, а инъекции этой цепочки аминокислот значительно продлили жизнь мышей. При этом ученые не обнаружили видимых побочных эффектов от введения K90–114TAT в организм грызунов, что, вероятно, связано с уникальным характером взаимодействий между белками EAG2 и KvB2 в клетках глиобластомы. Как отмечают биологи, высокая эффективность, безопасность и универсальный характер действия пептида K90–114TAT на разные типы опухолевых клеток делают его одним из самых перспективных кандидатов на роль основы для нового класса терапий от глиобластомы.        

Исследователи разработали «губки» с большой площадью поверхности, которые, как паутина, постоянно улавливают влагу из окружающей среды и превращают ее в жидкость. Новая система недорога, энергоэффективна и экологична, сообщает Университет Ватерлоо. Традиционно пресную воду для потребления люди собирают из рек, озер, подземных вод и океанов (с очисткой). А вот пауки, например, добывают воду прямо воздуха — с помощью паутины, которая накапливает влагу. Похожим образом действуют и жуки пустыни Намиб: капли воды из тумана конденсируются прямо на теле жука. Ученые из Университета Ватерлоо сымитировали уникальную структуру тела жука на поверхности нового прибора для получения пресной воды. Для этого они использовали стабилизированную целлюлозой восковую эмульсию для изготовления поверхностей, которые притягивают крошечные капли воды и быстро выделяют более крупные -так прибор превращает накопленную влагу в жидкость.    

Ученые из Канады (McGill University Health Centre, Montreal, QC,& Toronto Metropolitan University, Toronto, ON)и Мексики разработали устройство Swift Ray 1, которое подключается к смартфону и использует тепловые сигнатуры и бактериальную флуоресценцию для выявления инфицированных ран. Swift Ray 1 считается первым в мире гиперспектральным устройством, настолько компактным, что его можно положить в карман. Он может улавливать тепло, выделяемое областью повреждения, что помогает врачам отличить воспаление от инфекции.  В ходе клинического исследования из 66 ран устройство посчитало 20 невоспаленными, 26 — воспаленными и 20 — инфицированными. Применив алгоритм машинного обучения, исследователи обнаружили, что гаджет идентифицировал 100% инфицированных ран и 91% неинфицированных. Устройство подключается к смартфону и работает с соответствующим приложением. Оно не только делает фотографии, но и записывает изображения инфракрасной термографии (показывают уровень тепла) и флуоресценции бактерий (заставляют бактерии светиться под воздействием ультрафиолетового света). Поскольку заживающая рана будет иметь некоторую степень покраснения, врачу может быть чрезвычайно сложно определить, когда рана перешла от обычного воспаления к потенциально серьезной инфекции. Новое устройство облегчит диагностику - считают ученые.

Новый умный материал, разработанный канадскими учеными, активируется как теплом, так и электричеством. Это первая в мире ткань с памятью формы, которая реагирует на два разных стимула, сообщает Университет Ватерлоо. Подробно разработка описана в журнале Nano-Micro Small. Недорогая ткань содержит в себе мягкие и твердые материалы: полимерные нанокомпозитные волокна из переработанного пластика и нити нержавеющей стали. Из такой ткани можно делать согревающую одежду или, например, бамперы автомобилей, которые возвращаются к своей первоначальной форме после повреждения.  Помимо тепла, ткань также можно активировать с помощью более низкого напряжения электричества, чем в предыдущих подобных системах, что делает ее более энергоэффективной и рентабельной. Более низкое напряжение позволяет интегрировать материал в более мелкие портативные устройства – например, в биомедицинские устройства и датчики окружающей среды. В будущем разработчики планируют улучшить характеристики памяти формы ткани, чтобы ее можно было внедрять в области робототехники.

В Канаде построят первый в мире микромодульный ядерный реактор. Установку разработала компания Global First Power. Местом строительства выбрали исследовательский центр Canadian Nuclear Laboratories (CNL) в деревне Чок-Ривер, а в будущем компания хотела бы питать энергией удаленные регионы на севере страны.  Год 2024 обещает быть важным и для всех, кто мечтает об иммиграции в Канаду. Экспресс энтри, популярная программа канадской иммиграции, будет претерпевать изменения, и все желающие получить постоянное резиденство в этой красивой стране должны быть в курсе последних новостей и обновлений. Канада является одним из самых привлекательных мест для иммиграции благодаря своей толерантности, качеству жизни и обилию возможностей. Программа экспресс энтри предлагает простой и эффективный путь к получению статуса постоянного резидента для высококвалифицированных работников, которые могут внести ценный вклад в экономику Канады. В 2024 году планируются изменения в экспресс энтри, которые могут повлиять на процесс отбора и получения приглашения на постоянное резидентство.  Одним из ключевых обновлений в программе Express Entry на 2024 год является возможность приглашения иммигрантов с высокими навыками и опытом работы в сферах, которые требуются в Канаде. Теперь программой активно поддерживается привлечение специалистов в областях информационных технологий, медицины, инженерии и других продвинутых отраслях.