Взгляните на самую странную библиотеку в мире, которая может спасти вам жизнь

Его справочные материалы помогают поддерживать мосты и здания в рабочем состоянии, продукты питания безопасны и многое другое

Классные ресурсы для этой статьи

• Вопросы в классе
• Ключевые слова

Оценка читаемости: 7,1

Представьте, что ваша семья поехала на местное озеро освежиться. В этот жаркий день солнце палит нещадно, но до сладостного облегчения осталось всего несколько секунд. Ты бежишь к краю причала, собираясь прыгнуть, как вдруг твои родители кричат: “Стой!”

Резко затормозив, ты оборачиваешься и видишь, как смотритель парка вбивает в песок табличку: “КУПАТЬСЯ ЗАПРЕЩЕНО — ВОДА ЗАГРЯЗНЕНА”. <загрузка изображения="ленивое" декодирование="асинхронное" width="1030" height="815" src="https://www.snexplores.org/wp-content/uploads/2025/10/1030_SRM_water_contaminated.jpg " alt="знак, указывающий на то, что вода на этом пляже загрязнена" class="wp-image-3161744" srcset="https://www.snexplores.org/wp-content/uploads/2025/10/1030_SRM_water_contaminated.jpg 1030 Вт, https://www.snexplores.org/wp-content/uploads/2025/10/1030_SRM_water_contaminated-484x383.jpg 484 Вт, https://www.snexplores.org/wp-content/uploads/2025/10/1030_SRM_water_contaminated-569x450.jpg 569 Вт, https://www.snexplores.org/wp-content/uploads/2025/10/1030_SRM_water_contaminated-235x186.jpg 235 Вт, https://www.snexplores.org/wp-content/uploads/2025/10/1030_SRM_water_contaminated-768x608.jpg 768 Вт, https://www.snexplores.org/wp-content/uploads/2025/10/1030_SRM_water_contaminated-733x580.jpg 733 Вт, https://www.snexplores.org/wp-content/uploads/2025/10/1030_SRM_water_contaminated-981x776.jpg 981 Вт" размеры="авто, (максимальная ширина: 1030 пикселей) 100 вт, 1030 пикселей" />

И ключом к точности этих тестов является наличие хорошего “стандартного” эталонного материала, или SRM, с которыми можно сопоставить другие вещи.Стефани Серветас была в команде, которая разрабатывала SRM для детекторов ДНК. По ее словам, они назвали свою группу “Командой какашек”. Серветас, микробиолог, работает в Национальном институте стандартов и технологий (NIST). Штаб-квартира компании находится в Гейтерсберге, штат Мэриленд.  

В справочном материале, подготовленном командой Her Poop, содержатся фрагменты ДНК, соответствующие отходам жизнедеятельности людей, крупного рогатого скота, свиней и других животных. Команда тщательно смешала и измерила свойства своей смеси. Таким образом, они могут точно сказать, какие значения должны быть зафиксированы приборами для проверки воды, чтобы показать, что они обнаружили какашки.

Теперь те, кто следит за водой в любом месте, могут использовать этот материал для проверки правильности работы своих приборов.

<загрузка iframe="ленивый" заголовок="Что такое стандартный справочный материал или SRM?" width="500" height="281" src="https://www.youtube.com/embed/CiTcXpOWcr8?feature=oembed " frameborder="0" allow="акселерометр; автозапуск; запись в буфер обмена; зашифрованный носитель; гироскоп; картинка в картинке; веб-ресурс" referrerpolicy="strict-origin-when-cross-origin" allowfullscreen>

Лаборатории, проводящие анализы крови, следят за тем, чтобы их оборудование соответствовало требованиям других стандартов NIST, таких как стандарты на витамин D и холестерин. Производители сухих кормов используют стандартный сухой корм для кошек, чтобы гарантировать, что каждый пакетик содержит необходимые питательные вещества для наших пушистых друзей. Даже автопроизводители используют сталь, сертифицированную NIST, для подтверждения того, что металлические детали автомобиля обладают нужными свойствами.В некотором смысле, эти SRM являются так называемыми “золотыми стандартами” для вещей. Они являются эталонами, которым должны соответствовать все материалы того или иного типа.

Каждый образец SRM поставляется с большим количеством данных о его свойствах — данных, которые NIST измеряет более точно, чем любая другая лаборатория. “Я называю это ”правдой в бутылке», — говорит Стивен Чокетт. Он руководит отделом справочных материалов в NIST. В его лаборатории представлено более 1100 видов SRM.

Эта необычная коллекция размещена на сверхпрочных полках на огромном складе в Мэриленде. Представьте, что это библиотека. Прогуливаясь по его прилавкам, вы можете увидеть этикетки, знакомые по вашему продуктовому магазину. Здесь есть арахисовое масло и соевое молоко. Другие представленные здесь материалы вы больше нигде не найдете — например, “городская пыль” и “следы металлов в замороженной человеческой крови”.

На первый взгляд, эти SRM могут показаться случайными. Но это не так. Каждое из них было тщательно отобрано и разработано для решения серьезной проблемы или поддержки новой важной технологии.Давайте рассмотрим некоторые из самых удивительных, широко используемых и передовых дополнений к библиотеке NIST weird. Некоторые из них могут просто спасти вам жизнь.

Номер один из двух

ДНК фекалий, используемая для тестирования воды, — не единственный справочный материал, над которым работала команда Servetas по исследованию кормы. Ранее в этом году был представлен официальный образец человеческих испражнений. Звучит отвратительно? Только не задирайте нос. Эксперты считают, что это кардинально изменит ситуацию с мониторингом здоровья и диагностикой заболеваний.

Наш пищеварительный тракт полон микробов. Ученые называют эту смесь микробиомом нашего кишечника. Некоторые из этих микробов прикрепляются к пище и перемещаются вместе с ней по организму, в конечном итоге попадая в кал. Микробиом нашего кишечника дает представление о том, что происходит внутри нас. Например, эти микробы влияют на то, как наш организм борется с инфекциями и раком. Некоторые из этих микробов могут быть тем недостающим звеном, которое объясняет, почему физические упражнения повышают наше настроение.

Ученые говорят: Микробиом

И добыть немного какашек гораздо проще, чем пытаться взять пробы этих микробов, пока они находятся в кишечнике.

Некоторые пациенты уже спрашивают врачей, как их кишечные микробы соотносятся со “здоровыми” микробами. Но ответить на этот вопрос было бы непросто, говорит Диана Хоффманн. Она изучает право здравоохранения в Мэрилендском университете в Колледж-Парке. По ее словам, это все равно что “классифицировать все виды соломы”, а затем “подсчитать всю солому в стоге сена”.

Такие тесты должны были бы определить, сколько у вас видов микробов и приблизительное количество каждого из них. Это потребовало бы очень высокой точности. В настоящее время такие тесты недостаточно точны, чтобы провести тщательный анализ микробов в чьем-либо кишечнике.

Место для какашек

Исследователи NIST приготовили “стандартную какашку”, используя пожертвованные образцы от веганов и всеядных животных. Образцы кала хранятся в глубокой заморозке.

<загрузка изображения="ленивая" расшифровка="асинхронная" width="1030" height="1373" src="https://www.snexplores.org/wp-content/uploads/2025/10/1030_SRM_NIST_Standard_poop.jpg " alt="два исследователя в белых чистых костюмах, масках и защитных очках берут образцы фекалий из большой металлический контейнер, используемый для хранения образцов в условиях глубокой заморозки." class="wp-image-3161762" srcset="https://www.snexplores.org/wp-content/uploads/2025/10/1030_SRM_NIST_Standard_poop.jpg 1030 Вт, https://www.snexplores.org/wp-content/uploads/2025/10/1030_SRM_NIST_Standard_poop-287x383.jpg 287 Вт, https://www.snexplores.org/wp-content/uploads/2025/10/1030_SRM_NIST_Standard_poop-338x450.jpg 338 Вт, https://www.snexplores.org/wp-content/uploads/2025/10/1030_SRM_NIST_Standard_poop-140x186.jpg 140 Вт, https://www.snexplores.org/wp-content/uploads/2025/10/1030_SRM_NIST_Standard_poop-768x1024.jpg 768 Вт, https://www.snexplores.org/wp-content/uploads/2025/10/1030_SRM_NIST_Standard_poop-435x580.jpg 435 Вт, https://www.snexplores.org/wp-content/uploads/2025/10/1030_SRM_NIST_Standard_poop-582x776.jpg 582 Вт" размеры="авто, (максимальная ширина: 1030 пикселей) 100 Вт, 1030 пикселей" /> <загрузка изображения="ленивое" декодирование="асинхронное" width="1030" height="636" src="https://www.snexplores.org/wp-content/uploads/2025/10/1030_SRM_NIST_Microbiome_Reference_Material.jpg " alt="коробка открыта, в ней несколько флаконов со стандартным материалом 8048, фекалиями человека" class="wp-image-3161761" srcset="https://www.snexplores.org/wp-content/uploads/2025/10/1030_SRM_NIST_Microbiome_Reference_Material.jpg 1030 Вт, https://www.snexplores.org/wp-content/uploads/2025/10/1030_SRM_NIST_Microbiome_Reference_Material-620x383.jpg 620 Вт, https://www.snexplores.org/wp-content/uploads/2025/10/1030_SRM_NIST_Microbiome_Reference_Material-729x450.jpg 729 Вт, https://www.snexplores.org/wp-content/uploads/2025/10/1030_SRM_NIST_Microbiome_Reference_Material-301x186.jpg 301 Вт, https://www.snexplores.org/wp-content/uploads/2025/10/1030_SRM_NIST_Microbiome_Reference_Material-768x474.jpg 768 Вт, https://www.snexplores.org/wp-content/uploads/2025/10/1030_SRM_NIST_Microbiome_Reference_Material-939x580.jpg 939 Вт" размеры="авто, (максимальная ширина: 1030 пикселей) 100 Вт, 1030 пикселей" />

Кроме того, ученые сегодня имеют весьма смутное представление о том, как данные о микробиоме влияют на наше здоровье. Наличие официального набора человеческих фекалий для сравнения может однажды сделать анализ наших испражнений менее запутанным.

Микробиомы веганов и вегетарианцев отличаются от микробиомов людей, которые едят мясо. Таким образом, Серветас и ее коллеги создали две стандартные модели под номером два. Одна из них предназначена для веганов, другая — для всеядных.Для каждой из них исследователи смешали донорские фекалии с сухим льдом. Затем смесь отфильтровали, залили водой и хранили при температуре -80° по Цельсию (-112° по Фаренгейту).По-прежнему ли она напоминает какашки? “Не так сильно”, — говорит Серветас. Но теперь это позволяет различным лабораториям, проводящим анализ кала, сравнивать данные и интерпретировать то, что они обнаруживают. Это ключевые шаги для выяснения того, какие микробы должны жить в нашем кишечнике, а какие могут вызывать проблемы. Это может проложить путь к тестам микробиома, которые однажды будут определять здоровье и медицинские решения.

<ул class="РГ-блок-реактивный ранец-slideshow_swiper-подметалка обертка-обертка"><литий class="РГ-блок-реактивный ранец-slideshow_slide подметалка-слайд">

<литий class="РГ-блок-реактивный ранец-slideshow_slide подметалка-слайд">

<литий class="РГ-блок-реактивный ранец-slideshow_slide подметалка-слайд">

еда, славная еда

стандартные корма может помочь нам найти то, что выходит из нашего тела. Другой набор материалов помогает измерить то, что поступает в продукт.

В NIST представлен целый мини-магазин измерительных приборов для пищевых продуктов. Производители используют их для обеспечения точности своего измерительного оборудования. Именно так они составляют пищевые этикетки, на которых можно точно узнать, сколько граммов белка содержится в вашем арахисовом масле. Или содержит ли ваш яблочный сок мышьяк.

Эти этикетки помогают людям находить необходимые им питательные вещества и помогают производителям (и посетителям) избегать ингредиентов, которые могут вызвать у них тошноту.

Ученые NIST разработали более 30 различных стандартных продуктов питания. Может показаться, что этого недостаточно для точной маркировки тысяч продуктов в продуктовых магазинах. Но производителям продуктов питания не нужно проверять свои приборы именно на тех продуктах, которые они готовят. Они могут просто использовать пищу с наиболее близким содержанием питательных веществ.

<загрузка изображения="ленивое" декодирование="асинхронное" width="1440" height="968" src="https://www.snexplores.org/wp-content/uploads/2025/10/1440_SRM_FoodTriangleGraphic.png " alt="Пищевая пирамида, показывающая 30 стандартных образцов пищевых продуктов из NIST" class="wp-image-3161760" srcset="https://www.snexplores.org/wp-content/uploads/2025/10/1440_SRM_FoodTriangleGraphic.png 1440 Вт, https://www.snexplores.org/wp-content/uploads/2025/10/1440_SRM_FoodTriangleGraphic-570x383.png 570 Вт, https://www.snexplores.org/wp-content/uploads/2025/10/1440_SRM_FoodTriangleGraphic-669x450.png 669 Вт, https://www.snexplores.org/wp-content/uploads/2025/10/1440_SRM_FoodTriangleGraphic-277x186.png 277 Вт, https://www.snexplores.org/wp-content/uploads/2025/10/1440_SRM_FoodTriangleGraphic-768x516.png 768 Вт, https://www.snexplores.org/wp-content/uploads/2025/10/1440_SRM_FoodTriangleGraphic-863x580.png 863 Вт, https://www.snexplores.org/wp-content/uploads/2025/10/1440_SRM_FoodTriangleGraphic-1154x776.png 1154 Вт" размеры="авто, (максимальная ширина: 1440 пикселей) 100 Вт, 1440 пикселей" />

Вот одно удивительное совпадение: соус для спагетти и детское питание.

Производитель соусов может использовать стандартную детскую смесь, чтобы убедиться, что его оборудование хорошо откалибровано и позволяет точно получать данные. Если это так, то эти машины готовы также измерять пищевую ценность соуса. Продукты на вашей тарелке определенно не взаимозаменяемы. Но содержание питательных веществ, которые они теперь выделяют, будет на высоте!

Конечно, в наших продуктах может оказаться много такого, чего нет на этикетке. Плесень, растущая на арахисовых культурах, может вырабатывать яд (афлатоксин), который в конечном итоге попадает в арахисовое масло. По мере роста шпинат может впитывать тяжелый металл свинец из почвы. Когда домашний скот подвергается воздействию загрязняющих веществ, называемых PFAS, в окружающей среде, эти химические вещества могут в конечном итоге испортить мясо.

<загрузка изображения="ленивое" декодирование="асинхронное" width="1030" height="568" src="https://www.snexplores.org/wp-content/uploads/2025/10/1030_SRM_peanut_butter_standard.jpg "alt="баночка арахисового масла с надписью "Стандартный эталонный материал, 2387 Арахисовое масло, NIST" на оранжевом фоне. Перед банкой на хлеб намазывают немного арахисового масла." class="wp-image-3161745" srcset="https://www.snexplores.org/wp-content/uploads/2025/10/1030_SRM_peanut_butter_standard.jpg 1030 Вт, https://www.snexplores.org/wp-content/uploads/2025/10/1030_SRM_peanut_butter_standard-680x375.jpg 680 Вт, https://www.snexplores.org/wp-content/uploads/2025/10/1030_SRM_peanut_butter_standard-800x441.jpg 800 Вт, https://www.snexplores.org/wp-content/uploads/2025/10/1030_SRM_peanut_butter_standard-330x182.jpg 330 Вт, https://www.snexplores.org/wp-content/uploads/2025/10/1030_SRM_peanut_butter_standard-768x424.jpg 768 Вт" размеры="авто, (максимальная ширина: 1030 пикселей) 100 Вт, 1030 пикселей" />

Эти загрязняющие вещества опасны. Поэтому NIST разрабатывает пищевые SRM с известным содержанием токсичных веществ, таких как PFAS. Как только пищевые компании настроят свои машины на использование таких SRM, они смогут точно измерять содержание загрязняющих веществ в наших продуктах питания — даже в небольших количествах.

Особенно когда речь заходит о пищевой аллергии, небольшое количество может иметь серьезные последствия. Вот почему NIST разработал стандартные рекомендации для каждой из восьми основных категорий пищевых аллергенов: молоко, яйца, пшеница, соя, арахис, рыба, моллюски и лесные орехи. Управление по контролю за продуктами питания и лекарствами США требует, чтобы на этикетках пищевых продуктов было указано, содержат ли они эти аллергены (или могут содержать их из-за перекрестного загрязнения на фермах или фабриках).  

Знакомьтесь, это Шарпи

<загрузка изображения="ленивая" расшифровка="асинхронная" width="600" height="450" src="https://www.snexplores.org/wp-content/uploads/2025/10/1030_SRM_Charpy_before_after-600x450.jpg " alt="маленький кусочек металла с надрезом внизу, вверху - тот же образец металла после теста Шарпи (металл раскололся пополам)" class="wp-изображение-3161766 размер-полный" srcset="https://www.snexplores.org/wp-content/uploads/2025/10/1030_SRM_Charpy_before_after-600x450.jpg 600 Вт, https://www.snexplores.org/wp-content/uploads/2025/10/1030_SRM_Charpy_before_after-510x383.jpg 510 Вт, https://www.snexplores.org/wp-content/uploads/2025/10/1030_SRM_Charpy_before_after-248x186.jpg 248 Вт, https://www.snexplores.org/wp-content/uploads/2025/10/1030_SRM_Charpy_before_after-768x576.jpg 768 Вт, https://www.snexplores.org/wp-content/uploads/2025/10/1030_SRM_Charpy_before_after-773x580.jpg 773 Вт, https://www.snexplores.org/wp-content/uploads/2025/10/1030_SRM_Charpy_before_after-263x197.jpg 263 Вт, https://www.snexplores.org/wp-content/uploads/2025/10/1030_SRM_Charpy_before_after-560x420.jpg 560 Вт, https://www.snexplores.org/wp-content/uploads/2025/10/1030_SRM_Charpy_before_after.jpg 1030 Вт" размеры="авто, (максимальная ширина: 600 пикселей) 100 Вт, 600 пикселей" />

Это тест Шарпи до (внизу) и после (вверху) теста Шарпи. То, как выглядит Шарпи после того, как он сломан, показывает, работает ли машина должным образом. В NIST представлено более десятка видов Шарпи, поскольку разные металлы по-разному обрабатываются в машине Шарпи.

Наука о тяжелых металлах

Пройдите в отдел скобяных изделий, и вы найдете то, что называется Charpy. Этот небольшой прямоугольный кусок стали с V-образной насечкой посередине может показаться незначительным. Но эти металлические детали являются самым популярным справочным материалом NIST, и на то есть веские причины. Они помогают предотвратить многие виды катастроф.Чтобы представить, как это было, достаточно вспомнить «Титаник». В 1998 году ученые из NIST исследовали обломки затонувшего корабля, которые были подняты со дна ледяной Северной части Атлантического океана. Их выводы были пугающими: сталь, из которой был изготовлен «Титаник», не обладала необходимыми свойствами для судостроения.

Когда «Титаник» столкнулся с айсбергом в 1912 году, заклепки, скреплявшие корпус судна, разошлись. Почему? В них содержалось слишком много шлака, побочного продукта сталеплавильного производства. Из-за примесей шлака заклепки становились хрупкими при низких температурах. И когда они ломались, океанская вода заливала корпус корабля.

Захватывающая наука

<загрузка изображения="ленивая" расшифровка="асинхронная" width="1030" height="333" src="https://www.snexplores.org/wp-content/uploads/2025/10/1030_SRM_boat_hull_rivets_composite.jpg " alt="составная фотография, на которой видны заклепки на лодке корпус и анализ заклепок с "Титаника" показывают наличие примесей в металле" class="wp-image-3161769" srcset="https://www.snexplores.org/wp-content/uploads/2025/10/1030_SRM_boat_hull_rivets_composite.jpg 1030 Вт, https://www.snexplores.org/wp-content/uploads/2025/10/1030_SRM_boat_hull_rivets_composite-680x220.jpg 680 Вт, https://www.snexplores.org/wp-content/uploads/2025/10/1030_SRM_boat_hull_rivets_composite-800x259.jpg 800 Вт, https://www.snexplores.org/wp-content/uploads/2025/10/1030_SRM_boat_hull_rivets_composite-330x107.jpg 330 Вт, https://www.snexplores.org/wp-content/uploads/2025/10/1030_SRM_boat_hull_rivets_composite-768x248.jpg 768 Вт" размеры="авто, (максимальная ширина: 1030 пикселей) 100 Вт, 1030 пикселей" />

Корпуса лодок скрепляются многочисленными рядами металлических заклепок (слева). Металлург из NIST Тим Фоке проанализировал некоторые заклепки с обломков «Титаника» (справа). Головки заклепок «Титаника» содержат в три раза больше примесей шлака, чем это допустимо сегодня. Шлак делает сталь хрупкой, особенно в холодном состоянии. На этом изображении высокая концентрация шлака проявляется в красном, оранжевом и желтом цветах.

При надлежащем испытании стали можно предотвратить такие катастрофы, как крушение «Титаника». “Тест Шарпи” — это простой, но действенный способ определить, подходит ли та или иная партия металла для строительства таких объектов, как корабли, небоскребы и даже ядерные реакторы.

Как вы проверяете прочность металла? Ударьте по нему изо всех сил.

Для проведения теста вам понадобится машинка Шарпи. Это устройство оснащено массивным маятником, который опускается с заданной высоты и — бац! — попадает в Шарпи прямо по выемке. Это ломает Шарпи пополам. После столкновения маятник качается не так высоко. Разница между начальной и конечной высотами показывает, сколько энергии потребовалось, чтобы сломать Шарпи. Это и есть “ударная вязкость металла”.

<загрузка iframe="ленивый" заголовок="Испытание на удар по Шарпи" width="500" height="281" src="https://www.youtube.com/embed/tpGhqQvftAo?start=1&#038 ;функция=встроена" frameborder="0" разрешить="акселерометр; автозапуск; буфер обмена-запись; зашифрованный носитель; гироскоп; картинка в картинке; веб-публикация" referrerpolicy="strict-origin-when-cross-origin" allowfullscreen>

Ударная вязкость каждого NIST Charpy точно известна. Производители металлоконструкций используют их для подтверждения работоспособности своих станков Charpy. Это позволяет “убедиться в том, что станок продолжает выдавать надежные результаты”, — говорит Энрико Лукон. Он возглавляет программу проверки станков Charpy в NIST. “Они могут даже определить по отметинам на [машине Шарпи], какие части машины могут нуждаться в техническом обслуживании”.

Производители металла по всему миру используют образцы NIST Charpy, чтобы убедиться, что их металлы достаточно прочны, чтобы удерживать мосты и здания и предотвращать другие титанические катастрофы.

У вас есть научный вопрос? Мы можем помочь!

Отправьте свой вопрос здесь, и мы, возможно, ответим на него в следующем выпуске Science News Исследует

Актуальные вопросы

В случае стихийных бедствий меньшего масштаба обычные сигареты, возможно, играют удивительную роль в обеспечении нашей безопасности. Сигареты NIST не предназначены для табачной промышленности. Их цель — предотвращение пожаров.

Большинство пожаров в домах со смертельным исходом в Соединенных Штатах происходят из-за сигарет. В 1980-х и 90-х годах проблема была особенно острой. Правительство и пожарные эксперты хотели знать, как снизить число погибших. Поэтому ученые из NIST провели расследование. Они обнаружили, что и сигареты, и мебель играют определенную роль в возникновении пожара. Это привело к разработке двух стандартных образцов сигарет.

Первая сигарета выглядит и действует как обычная сигарета. Она имеет тонкие полоски в бумаге, которые менее воспламеняются. Они замедляют горение зажженной, но оставленной без присмотра сигареты. Это элемент безопасности. В некоторых штатах приняты законы, согласно которым, если сигарета сгорает быстрее, чем указано в стандарте NIST, ее нельзя продавать.

Второй тип стандартных сигарет предназначен для проверки мебели. “Я называю их дорожными зажигалками”, — сказал Рик Дэвис. “Они предназначены для того, чтобы гореть, и гореть интенсивно”, — объясняет этот инженер-материаловед. Он возглавляет исследовательское подразделение NIST по пожаротушению.