Чтобы понять, как можно фальсифицировать специи, важно для начала выяснить, какую выгоду это приносит. Большинство специй в XXI веке можно приобрести в розничных магазинах за весьма скромную цену. Но когда мы сравниваем цену за килограмм, некоторые из самых дорогих специй, такие как ваниль и шафран, будут стоить едва ли не дороже, чем серебро и золото.

С такой ценностью возникает серьезная проблема мошенничества. На мошенничестве с травами и специями можно заработать огромные состояния. Как и в случае с незаконными наркотиками, эти пищевые ингредиенты проходят через многие руки и могут быть обработаны с использованием недорогих непищевых материалов.

Для трав это могут быть любые зеленые листочки, которые можно достать в большом количестве за бесценок. Что касается специй, их можно развести чем угодно, от кирпичной крошки до высокотоксичных промышленных красителей. Из-за сильного запаха вы вряд ли заметите примеси, в то время как подобные вещества могут нанести серьезный вред нашему здоровью.

Интерес к темному миру поддельных трав и специй вспыхнул особенно остро еще в 2014 году, когда ученые получили сообщение о фальсификации сушеного орегано, продаваемого на рынке Великобритании. Это было началом пути к пониманию того, как действует мошенничество, и поиску инновационных способов его обнаружения.

Команда изучила «химические отпечатки пальцев» орегано, используя научный метод, известный как молекулярная спектроскопия. С его помощью можно отследить многие следы пищевых ингредиентов.

В результате из 100 образцов, приобретенных в Великобритании у крупных и мелких розничных продавцов, а также в онлайн-магазинах, около 25% всего орегано оказалось фальсифицировано такими веществами, как листья оливы и мирта – они стоят намного дешевле.

Поскольку история быстро стала вирусной, ученые начали получать образцы орегано со всего мира. В некоторых странах, а именно в Южной Африке и Австралии, уровень фальсификации превышал 50%! Это исследование потрясло пищевую промышленность и органы власти, и была развернута целая кампания по искоренению мошенничества.

Но наша история на этом не заканчивается.

Недавно команда получила информацию о том, что сушеный шалфей, — трава, которая в западных странах ассоциируется с Рождеством, — также подвержен фальсификации. Используя ту же технику химического снятия отпечатков пальцев, ученые снова пошли собирать пробы и тестировать их.

И здесь в очередной раз обнаружилась фальсификация, причем на уровне все тех же 25% образцов. Некоторые ингредиенты, которые использовались для подделки шалфея, включают листья оливы, листья мирта, сумах, листья фундука и листья клубничного дерева.

На этот раз большая разница заключалась в том, что все фальсифицированные образцы были куплены либо в небольших магазинах, либо у онлайн-продавцов. Все товары крупных розничных торговцев были на 100% подлинными.

Ученые интерпретируют эти данные тем, что у крупных розничных торговцев более строгий контроль, а у небольших магазинов — нет. Однако проблема онлайн-фальсификации более существенна, поскольку многие продукты можно купить на крупных платформах.

Что же в данном случае делать обычному потребителю? В первую очередь – стараться не приобретать сухие специи с рук или в онлайн-магазинах. Погоня за незначительной выгодой часто может обернуться тем, что вы получите товар сомнительного качества, разведенный неизвестными присадками и потому потенциально опасный.

Микропластики — это крошечные частицы размером менее 5 мм. Они невероятно легкие и едва заметны глазу, а потому ветер легко разносит их даже в самые труднодоступные места.

Ученые Израильского института науки Вейцмана изучали аэрозолизацию океана: это процесс, при котором фрагменты водорослей, вирусы и другие частицы выдуваются из морской воды в атмосферу. В рамках этой экспедиции команда собрала пробы аэрозоля с вершины мачты исследовательского судна и использовала рамановскую спектроскопию для анализа содержимого.

Анализ выявил высокую концентрацию обычных пластиков, таких как полистирол, полиэтилен и полипропилен, которые, скорее всего, происходят из пластиковых пакетов и других пластиковых отходов, выброшенных возле береговой линии за сотни километров от района, в котором дрейфовало судно. Команда пришла к такому выводу после расчета формы и массы частиц, а также средней скорости и направления ветра над океаном.

Автор исследования, доктор Мири Трейник признается, что команда «была удивлена, обнаружив нетривиальное количество пластика над, казалось бы, чистой водой».

Сверху вода казалась чистой, но, заглянув под поверхность, исследователи обнаружили те же самые типы пластика, что и аэрозоли. Они говорят, что это добавляет веса идее о том, что микропластики океана могут достигать отдаленных частей океана, поднимаясь на поверхность и попадая в атмосферу, где они могут претерпеть вредные химические изменения, прежде чем снова попасть в воду.

«Когда микропластик попадает в атмосферу, он высыхает и подвергается воздействию ультрафиолетового излучения и компонентов атмосферы, с которыми он химически взаимодействует», — поясняет Трейник. «Это означает, что частицы, которые падают обратно в океан, вероятно, будут даже более вредными или токсичными, чем раньше. Вдобавок к этому, некоторые из этих пластиков становятся субстратом для бактерий всех видов, поэтому переносимый по воздуху пластик может предлагать "бесплатную поездку" некоторым видам, включая патогенные бактерии, которые вредны для морской жизни и людей».

Исследователи отмечают, что проблема микропластика не исчезнет в ближайшее время.

«Как и все аэрозоли, микропластик становится частью больших планетарных циклов — например, углерода и кислорода — поскольку он взаимодействует с другими частями атмосферы», — добавляет другой автор исследования, профессор Илан Корен. «Поскольку микропластики и легкие, и долговечные, все больше пластиковой массы будет циркулировать в воздухе. Все потому, что пластмассы, которые уже загрязняют наши океаны, распадаются и просто так из воды не исчезнут — даже если все человечество вдруг прекратит засорять пластиковыми отходами океан».

Представьте, что перед вами гора кубиков, и вы что-то собираетесь из них строить, – описывают авторы исследования свою работу. – можно собрать множество разнообразных конструкций, но все равно их количество ограничено из-за формы «стройматериалов», ведь соединяться друг с другом они могут только определенным образом. А теперь представьте, что у вас появилась возможность менять форму этих кубиков – растягивать их, добавлять грани, словом, видоизменять так, что количество возможных комбинаций из получившихся «стройматериалов» увеличивается в бесчисленное количество раз.

Кубики, о которых идет речь, – не что иное, как элементы кристаллической структуры материалов, модифицировав которые, можно «наградить» материалы принципиально новыми свойствами. Но определенные трансформации невозможны в рамках привычных представлений.

«Мы работали с херлбутитом – одной из форм соединения бериллия с химической формулой CaBe2P2O8. В классических условиях он имеет тетраэдральную структуру – бериллий формирует четырехгранные пирамиды с атомами кислорода, и до недавних пор считалось, что это максимально возможная координация берилия. Однако наши коллеги из Германии провели эксперимент, в результате которого выяснилось, что кристаллическая структура может перестраиваться. В ходе эксперимента материал помещался в алмазную наковальню, где подвергался воздействию сверхвысоких давлений. Так, при давлении в 17 ГПа (170 тысяч земных атмосфер) произошло увеличение числа атомов кислорода окружающих бериллий до пяти, а при давлении в 80 ГПа (800 тысяч земных атмосфер) кристалл перестраивался так, что это число возросло до шести. Это невероятный результат, никем и никогда не представленный прежде. Именно поэтому ему требовалось и теоретическое обоснование, проработкой которого мы занялись независимо на нашем суперкомпьютере», – рассказывает профессор Игорь Абрикосов.

Теоретическое моделирование результатов эксперимента было проведено учеными НИТУ «МИСиС» в рекордно короткие сроки – всего за один месяц. Для решения уравнения Дирака, описывающего состояние электронов в веществе, с заданными переменными была задействована вся вычислительная мощность суперкомпьютерного кластера лаборатории «Моделирование и разработка новых материалов». Результаты вычислений почти полностью совпали с результатами эксперимента – различия минимальны, и находятся в допустимых рамках погрешности.

Топологические изоляторы были предсказаны в нынешнем веке, почти сразу обнаружены экспериментально и стали предметом вожделения разработчиков квантовых компьютеров и прочих многомудрых систем. Предсказали их в ходе осмысления получения графена — углеродного вещества толщиной в один атом.

По прикидкам физиков-теоретиков получалось, что существует класс веществ, которые не проводят ток «посередине», являясь в этой зоне изолятором. Зато они очень хорошо проводят ток по поверхности. Не намного хуже, а может — и вовсе не хуже, чем известные нам сверхпроводники. Это происходит из-за квантовых эффектов — электрон в этом случае не может тратить энергию на столкновения с другими частицами. Он ее и не тратит. Такая вот крутая частица.

Авторы теории — Дункан Холдейн, Чарльз Кейн и Шушень Чжан (Duncan Haldane, Charles Kane, Shoucheng Zhang) в 2012 году были награждены медалью Дирака — одной из самых престижных наград в мире физики.

Теперь выяснилось, что свойствами топологического изолятора обладает кристаллический висмут. Причем, как пишут авторы статьи в Nature Physics, висмут оказался топологическим изолятором более «высокого порядка» — в случае разрушения кристалла его новые кромки проводят ток так же, как и прежние.