KopalniaWiedzy.pl
-
Liczba zawartości
37663 -
Rejestracja
-
Ostatnia wizyta
nigdy -
Wygrane w rankingu
249
Zawartość dodana przez KopalniaWiedzy.pl
-
Nasza planeta zawiera ograniczone ilości surowców. Niektórych wystarczy jeszcze na długo, ale rzadkich metali nigdy nie było dość, a wzrastające zapotrzebowanie każe szukać innych metod wydobycia i odzysku. Z pomocą mogą nam przyjść pospolite bakterie. Do najcenniejszych surowców zalicza się metalu z grupy platynowców, na przykład pallad. Jak wszystkie platynowce, posiada wyjątkowe właściwości chemiczne, które wykorzystywane są w produkcji katalizatorów. Pallad znajduje się na przykład w urządzeniach do wychwytywania dwutlenku węgla, czy odzyskiwania chromu. Podaż palladu nigdy nie nadążała za popytem, a niewielkie jego zasoby każą szukać sposobów na odzyskiwanie go ze zużytych urządzeń. Skłania do tego zarówno ekologia, jak i prosty rachunek ekonomiczny. Naukowcy ze School of Biosciences (Szkoły Bionauk) na University of Birmingham opracowali wyjątkowy sposób ekologicznego, biologicznego odzyskiwania palladu z odpadów przemysłowych. W roli wyjątkowo skutecznego „małego chemika" występują pospolite bakterie glebowe Desulfovibrio desulfuricans. Potrafią one działać jak biokatalizatory i redukować dostępny pallad do metalicznych nanocząsteczek. W ostatnich badaniach udało się rozpracować mechanizm tego zjawiska i odpowiedzialne za niego cząsteczki, obecne na powierzchni bakterii. Redukcji palladu dokonuje enzym hydrogenaza, przyłączając cząsteczki metalu. Bakterie pokryte taką metaliczną warstwą określane są jako „BioPd" („BioPallad"). Rewelacją jest to, że taki BioPallad nie wymaga żadnych dalszych procesów, może być bowiem bezpośrednio używany do wytwarzania katalizatorów, na przykład oczyszczających środowisko z chromu, powszechnie używanego przy produkcji farb. BioPd wykaże swoją przydatność również przy produkcji czystej energii, ponieważ można go użyć do wytwarzania wodorowych ogniw paliwowych i wytwarzania czystej ekologicznie energii. Doktor Kevin Deplanche, główny autor studium, zapowiada, że jego celem jest opracowanie technologii, pozwalającej w jednym kroku biologicznie przetwarzać przemysłowe odpady w cenne katalizatory.
-
Żadna technologia nie chroni nas przed spożywaniem chorobotwórczych bakterii w jedzeniu. Dlaczego zatem za jednym razem nie chorujemy wcale, a innym razem infekcja może być nawet śmiertelna? Czasem sami ułatwiamy sprytnym bakteriom opanowanie naszego organizmu. Colin Hill, profesor University College Cork wyjaśnia mechanizmy, jakich używają bakterie do sforsowania naszych barier ochronnych na przykładzie pałeczek Listeria monocytogenes, bakterii powodujących groźną dla życia listeriozę, szczególnie niebezpieczną dla osób starszych i kobiet w ciąży. Listeria są obecne powszechnie w naszym środowisku, ich nosicielami są zwierzęta, można je znaleźć w produktach, które zjadamy. Namnażają się szybko, a sprzyjają im techniki przetwarzania i magazynowania żywności. W ciągu ostatniego dziesięciolecia liczba infekcji pałeczkami Listerii w Europie podwoiła się, stąd program badawczy, prowadzony między innymi przez prof. Hilla na irlandzkim uniwersytecie w Cork. Pierwszą barierą ochronną, jaką napotykają bakterie przyjmowane z pokarmem jest jest żrące środowisko. Soki trawienne w naszym żołądku są mieszaniną kwasów, również nasze jelita są środowiskiem kwaśnym, gdzie nieprzyjazne bakterie giną. A przynajmniej powinny. Nie zawsze tak się dzieje, ponieważ udało im się opanować sprytne strategie obronne, których powodzenie zależy od tego co i jak spożywamy. Pałeczki Listerii potrafią wykorzystać składniki pożywienia, żeby ochronić się przed kwaśnym środowiskiem i bez szwanku przejść przez nasz żołądek. Takim związkiem jest glutamina (kwas glutaminowy), powszechny aminokwas. Dlatego niebezpieczna dla nas jest żywność która została zanieczyszczona Listerią i jednocześnie zawiera duże ilości glutaminy. Takimi produktami są na przykład miękkie sery (i inna żywność wytwarzana z surowego mleka), czy mięso. Namnażające się w serze, w obecności kwasu glutaminowego, zarazki listeriozy będą odporne na żrące działanie soków żołądkowych. W rezultacie taka sama ilość bakterii, która spożyta z innym posiłkiem byłaby niegroźna, jeśli dostanie się do naszego organizmu z bogatym w glutaminę posiłkiem, może być nawet śmiertelna. Co znaczące: nie musi ona znajdować się bezpośrednio w tym właśnie produkcie. Zwykle posiłek składa się z różnych produktów i jeśli zawiera on składnik z dużą ilością kwasu glutaminowego (na przykład sos pomidorowy), automatycznie zwiększa to ryzyko poważnej infekcji bakteriami znajdującymi się w innym półprodukcie. Zakażeniom Listerią można zapobiec przez odpowiednie przetwarzanie i przechowywanie produktów, ale także przed takie komponowanie posiłków, które zminimalizuje ryzyko połączenia zarazków z dużą zawartością kwasu glutaminowego. Opracowanie odpowiednich tabel, pozwalających na komponowanie bezpieczniejszych posiłków - nad czym obecnie pracuje profesor Hill - może być szczególnie przydatne w warunkach, gdzie trudno o zachowanie odpowiedniej higieny przetwarzania i przechowywania żywności. Może także zredukować ilość przypadków posocznicy - która też jest powodowana między innymi przez Listerię - zdarzających się w szpitalach.
-
W kawałach o mrówkach walczących ze słoniem tkwi ziarno prawdy. Naukowcy z University of Florida odkryli, że kolonie mrówek chronią w Afryce drzewa przed pożerającymi je słoniami. Na wschodnioafrykańskich sawannach zaobserwowano, że gdy słoń zaczyna żywić drzewem, do jego trąby wchodzą całe kolumny mrówek, które próbują go odpędzić. W ten sposób owady mogą odgrywać znaczącą rolę w regulacji flory. To naprawdę walka Dawida z Goliatem, gdy małe mrówki ścierają się z wielkim roślinożercą, chroniąc drzewa i odgrywając znaczną rolę w ekosystemie, w którym żyją. Tłumy mrówek, z których każda waży około 5 miligramów, mogą odeprzeć zwierzę, które jest od każdej z nich miliard razy cięższe - mówi profesor Todd Palmer. Dotychczas uczeni sądzono, że ekosystem sawann jest regulowana przez deszcze, żyzność gleb, roślinożerców oraz pożary. Nasze wyniki sugerują, że do tej listy należy dodać obronę roślin. Mrówki odgrywają zasadniczą rolę w odstraszaniu zwierząt, które chcą jeść drzewa, i powstrzymują je przed zbytnim zniszczeniem drzew - dodaje Palmer. O roli mrówek uczony przekonał się, gdy wraz z kolegą, Jacobem Goheenem, pracowali na sawannach Kenii, gdzie słonie zniszczyły większość drzew. Obaj naukowcy zauważyli, że ssaki rzadko niszczą drzewa z gatunku Acacia drepanolobium. Bliższe badania wykazały, że są one chronione przez mrówki. Botanicy przeprowadzili też eksperymenty, które miały wykazać, czy po prostu przyczyną niechęci słoni do Acacia drepanolobium nie jest przypadkiem fakt, że drzewa te mniej im smakują. Okazało się, że zwierzęta równie chętnie jedzą wszystkie gatunki akacji. Jednak unikają tych drzew, które są chronione przez mrówki. Wydało się przy tym, że mrówki nie przeszkadzają żyrafom, które strącają je z liści językiem. Tymczasem wrażliwa trąba jest prawdziwą piątą Achillesową słoni, co mrówki chętnie wykorzystują. Wiadomo, że słonie węchem wyczuwają mrówki i unikają tych niewielkich owadów. Dlatego też zaczęto się zastanawiać, czy zapachu mrówek nie można by wykorzystać do odstraszania słoni od upraw rolnych.
-
Może to zabrzmieć niewiarygodnie, ale... Duke Nukem Forever jest niemal ukończony. Podczas Penny Arcade Expo w Seattle Rand Pitchford z Gearbox Software pokazał 15-minutowe demo, w które można było zagrać. Jak niektórzy pamiętają, Duke Nukem Forever jest rozwijany od 1997 roku. Grę zapowiadano już tyle razy, że zyskała sobie ironiczny tytuł Duke Nukem For Never. Firma 3D Realms, odpowiedzialna za rozwój tytułu, zleciła jego wykonanie przedsiębiorstwu Gearbox Software. Najprawdopodobniej był to strzał w dziesiątkę, o czym możne świadczyć wspomniana prezentacja wersji demonstracyjnej, dokonana przez właściciela studia. Na ekranie można było zobaczyć sporo seksu, przemocy i całkiem atrakcyjną grafikę. Teraz pozostaje nam przekonać się, czy kolejna już zapowiedź premiery najdłużej oczekiwanej gry w historii nie pozostanie li tylko zapowiedzią.
-
Metale przejściowe kluczem do powstania życia?
KopalniaWiedzy.pl dodał temat w dziale Nauki przyrodnicze
Zagadnienie powstania życia jest pełne zagadek. Mimo że nauka rozwiewa kolejne tajemnice, wciąż pozostało wiele do wyjaśnienia, a najtrudniejsze są problemy typu „jajko czy kura". Okazuje się, że niektóre z nich rozwiązują właściwości chemiczne metali przejściowych. Od pięćdziesięciu lat wielkim problemem teorii powstania życia jest fakt, że do powstania monomerów potrzebne są pełniące rolę katalizatorów duże cząsteczki białek, a te zbudowane są właśnie z monomerów - tłumaczy Harold Morowitz z George Mason University. Zwykło się uważać, że jeśli zrozumiemy rolę węgla, wodoru, azotu, tlenu, fosforu i siarki, będziemy natychmiast w stanie pojąć istotę życia - kontynuuje Morowitz. Ale skoro odkrywamy, że inne stosunkowo rzadkie pierwiastki, metale przejściowe, są niezbędne w biologii, musimy też zapytać o ich rolę w powstaniu życia. Zarys rozwiązania pojawił się podczas studiowania tablicy okresowej pierwiastków. Uważamy, że bez zrozumienia, jaką rolę pełnią zwykłe reakcje chemiczne, nie rozwiążemy problemu. Wiarygodne i proste rozwiązanie tej zagadki zaproponowali Morowitz, Vijayasarathy Srinivasan (również pracownik GMU) oraz Eric Smith z Santa Fe Institute. Uważają oni, że metale przejściowe (żelazo, miedź, nikiel itp.) mogą służyć jako prosty katalizator umożliwiający powstawanie aminokwasów i nukleotydów. Byłby to trzeci znany rodzaj katalizatora, oprócz białek i rybozymów. Według modelu zaproponowanego przez uczonych, właśnie w ten sposób, podczas reakcji w podwodnych kominach geotermalnych (już dawniej łączonych z powstaniem życia), „zastartował" metabolizm, czyli samopodtrzymywanie się życia. Metale przejściowe mogą łączyć się z ligandami (atomami w związkach kompleksowych, które są bezpośrednio przyłączone do atomu centralnego); atom metalu przejściowego działa wtedy jak ośrodek kompleksu metalowo-ligandowego. Tak mogły one katalizować powstawanie najprostszych monomerów, które z kolei stanowiły podstawę bardziej złożonych cząsteczek. Według pomysłodawców tej teorii, życie mogło się rozpocząć dzięki redukcyjnemu cyklowi kwasu cytrynowego (tzw. cyklowi Krebsa, cyklicznemu szeregowi reakcji biochemicznych, niezbędnych wielu mikroorganizmom). Istnieją dowody, że właśnie w środowisku kominów hydrotermalnych panują dogodne warunki do jego przebiegu. Morowitz i współpracownicy zamierzają teraz przeprowadzić eksperymenty sprawdzające katalityczne właściwości związków metali z różnymi ligandami. Interesującą konsekwencją tej teorii jest fakt, że powstanie życia byłoby na tyle proste, że mogło do niego dojść nie raz, lecz wielokrotnie. Oznaczałoby to, że powstanie życia jest bardzo prawdopodobne nie tylko na naszej planecie, ale również poza nią. -
Naukowcom z MIT-u udało się skopiować pomysł natury na przeprowadzanie fotosyntezy. Ich wynalazek już na etapie prototypu jest w stanie zamienić w energię elektryczną aż 40% energii padającego nań promieniowania słonecznego. To znacznie więcej niż najdoskonalsze obecnie konwencjonalne ogniwa fotowoltaiczne. Jednym z największych problemów związanych z pozyskiwaniem energii ze Słońca jest fakt, iż promieniowanie słoneczne niszczy wiele materiałów, przez co stopniowo tracą one swoje właściwości. Natura radzi sobie z tym w ten sposób, że przechwytujące światło molekuły ulegają rozbiciu, a następnie ponownie zostają złożone. Dzięki temu element światłoczuły jest ciągle odnawiany, charakteryzuje się zatem wysoką wydajnością. Michael Strano, profesor chemii z MIT-u mówi, że na pomysł naśladowania natury wpadł, czytając o biologii roślin. Byłem naprawdę pod wrażeniem tego, jak wydajny jest mechanizm naprawy roślin. W lecie, w pełnym słońcu liść z drzewa odtwarza swoje proteiny co 45 minut - mówi uczony. Strano postanowił znaleźć sposób na naśladowanie tego mechanizmu. Wraz ze swoim zespołem wyprodukował sztuczne fosfolipidy w kształcie dysku. Fosfolipidy te stanowiły podstawę dla innych, światłoczułych molekuł, nazwanych tutaj centrami reakcji. Gdy uderzył weń foton, uwalniały one elektron. Dyski z fosfolipidów były zanurzone w roztworze zawierającym nanorurki, w których spontanicznie się z nimi łączyły. Nanorurki utrzymywały dyski w uporządkowanym ułożeniu tak, że wszystkie centra reakcji były jednocześnie wystawione na działanie słońca. Nanorurki przewodziły pozyskane elektrony. Gdy do całości dodano surfaktant, cała struktura rozpadała się na swoje części składowe, tworząc zawiesinę. Z kolei po usunięciu surfaktantu - co uzyskiwano przepychając roztwór przez membranę - ponownie dochodziło do spontanicznego zorganizowania się wszystkich składowych w ogniwo fotowoltaiczne. Uczeni zbudowali prototyp według wcześniej opracowanych teoretycznych założeń. Badania wykazały, że po 14 godzinach pracy i ciągłego rozbijania oraz ponownego składania ogniwa, nie występuje żaden spadek jego wydajności. Teoretyczna wydajność takiego systemu jest bliska 100 procentom. Obecnie naukowcy szukają sposobu na zwiększenie w roztworze koncentracji struktur budujących ogniwo. Prototyp zawierał ich niewiele, dlatego też produkował bardzo mało elektryczności na jednostkę powierzchni.
-
Od jakiegoś czasu wiadomo, że chroniczny stres zwiększa ryzyko chorób sercowo-naczyniowych, ale dotąd naukowcy nie dysponowali biologicznym markerem, który pozwalałby ocenić jego długoterminowe natężenie. Akademikom z Uniwersytetu Zachodniego Ontario udało się jednak opracować metodę pomiaru stężenia hormonu stresu kortyzolu we włosach. W ten sposób będzie można ustalić, jak silne zdenerwowanie przeżywali chorzy w miesiącach poprzedzających np. zawał. Tradycyjnie poziom kortyzolu ocenia się w moczu, ślinie i surowicy, ale jak tłumaczą szefowie zespołu Gideon Koren i Stan Van Uum, odzwierciedla to wyłącznie stres przeżywany w momencie pomiaru, a nie w dłuższych okresach. Stąd pomysł, by wykorzystać jakoś fakt, że ślady hormonu wykryto także w łodydze włosa. Wiemy, że średnio włos wydłuża się w ciągu miesiąca o centymetr. Jeśli zatem weźmiemy jego 6-centymetrowy kawałek, mierząc stężenie kortyzolu, możemy określić półroczny poziom stresu – tłumaczy Koren. W ramach studium pobrano 3-cm próbki włosów od 56 mężczyzn, których przyjęto do Meir Medical Centre w Kfar-Sabie w Izraelu z powodu zawału serca. Identycznej długości włosy dostarczyło także 56 przedstawicieli grupy kontrolnej, hospitalizowanych z powodów innych niż zawał. Okazało się, że w grupie zawałowców stężenie kortyzolu odpowiadające ubiegłym trzem miesiącom było wyższe niż w grupie kontrolnej. Nie odnotowano istotnych statystycznie różnic w zakresie cukrzycy, nadciśnienia, palenia i rodzinnej historii choroby wieńcowej, lecz osoby po przebytym zawale częściej miewały problemy z podwyższonym poziomem cholesterolu. Po uwzględnieniu znanych czynników ryzyka stężenie kortyzolu okazało się najsilniejszym prognostykiem zawału.
-
Ludzie z chorobą Parkinsona lepiej od zdrowych radzą sobie ze zautomatyzowanymi zadaniami, ale mają poważne problemy z przełączaniem się z zadania prostego na trudne. Studium z Queen's University to kolejny przyczynek do zrozumienia funkcjonowania poznawczego pacjentów z parkinsonizmem. Często myślimy o chorobie Parkinsona jako zaburzeniu funkcji motorycznych. Problem polega jednak na tym, że ten sam rejon/obwód może także wpłynąć na funkcje poznawcze: planowanie czy podejmowanie decyzji – podkreśla Douglas Munoz, dyrektor uniwersyteckiego Centrum Studiów Neurologicznych. Kanadyjski zespół przeprowadził eksperyment z dwiema grupami: chorych i kontrolną. Kiedy proszono, by patrzeć na zbliżające się światło, osoby z parkinsonizmem reagowały z większą trafnością od zdrowych. Kiedy jednak polecenie dotyczyło zmiany tego zachowania – np. odwracania wzroku od światła – chorzy zaczynali mieć problemy. Nawet gdy proszono o proste przygotowanie się do zmiany zachowania, mieli oni znaczne trudności z dostosowaniem swoich planów. Główny autor studium, doktorant Ian Cameron, podkreśla, że uzyskane wyniki są bardzo ważne, ponieważ pokazują, jak duże odchylenie chorzy wykazują w kierunku reakcji automatycznych. Wydaje się także, że stosowane obecnie leki, które mają usuwać objawy motoryczne (drżenia), w jeszcze większym stopniu zaburzają równowagę poznawczą. Z tego powodu Kanadyjczycy skanują mózgi parkinsoników za pomocą funkcjonalnego rezonansu magnetycznego (fMRI), by ustalić, na jakie konkretnie części mózgu wpływają.
-
Naukowcy z Uniwersytetu w Nottingham odkryli, że w układzie nerwowym karaczanów i szarańczy występuje aż 9 toksycznych dla bakterii substancji. Upatrują w tym szansy na opracowanie nowych antybiotyków na zakażenia wielolekoopornymi patogenami. Zespół Simona Lee ustalił, że izolaty tkanki nerwowej wymienionych wyżej owadów zabijały ponad 90% metycylinoopornych szczepów gronkowca złocistego (MRSA, ang. methicyllin-resistant Staphylococcus aureus) i bakterii E. coli. Co ważne, nie uszkadzały przy tym ludzkich komórek. Nowe antybiotyki mogą stanowić wartościową alternatywę dla aktualnie wykorzystywanych leków, które są często skuteczne, ale wywołują poważne efekty uboczne. Lee uważa też, że wskutek braku zachęt finansowych przemysł farmaceutyczny proponuje coraz mniej nowych antybiotyków, a to oznacza, że warto się zwrócić ku zupełnie innym źródłom nieznanych wcześniej substancji i preparatów. Owady często żyją w niehigienicznych warunkach, dlatego muszą zwalczać wiele różnych rodzajów bakterii. Jest zatem logiczne, że rozwinęły rozmaite metody chronienia się przed mikroorganizmami. Już jutro (7 września) Simon Lee zaprezentuje wyniki z eksperymentów na karaluchach i szarańczy na odbywającej się w Nottingham konferencji Society for General Microbiology.
-
Napędzanie samochodów wodorem to bardzo pociągające idea, która jest niezwykle trudna w realizacji. Wodór jest bowiem bardzo trudno przechowywać i nikt dotychczas nie potrafi skonstruować samochodowego zbiornika, który będzie prosty i bezpieczny w eksploatacji,a jednocześnie zabierze ilość paliwa wystarczającą do przejechania kilkuset kilometrów. Jedną z metod radzenia sobie z tym problemem jest zamykanie wodoru w pułapkach z węgla, tlenu i wodoru połączonych jonami metali. Takie krystaliczne struktury zwane MOF (metal-organic framework) są bardzo obiecujące, jednak są toksyczne i trudne w produkcji. Tymczasem Fraser Stoddard z Northwestern University proponuje produkcję MOF z materiałów biodegradowalnych, odnawialnych, łatwo dostępnych i całkowicie bezpiecznych dla człowieka. Tak bezpiecznych, że... można je jeść. Przepis na bezpieczne MOF-y brzmi: cukier (gamma cyklodekstryna), sól (benzoesan potasu lub chlorek potasu), woda, alkohol. Jak mówi doktor Ronald Smaldone, całość smakuje nieco jak krakersy. Jednak odpowiednie przygotowanie wymienionych powyżej składników powoduje, że powstają kryształy zdolne do wiązania wodoru, z których wodór w łatwy sposób się uwalnia. Kryształy MOF są wykorzystywane od 1999 roku do przechowywania gazów. Jednak do ich produkcji potrzebna jest ropa naftowa, przez są one toksyczne, a zatem niebezpieczne w użyciu i wymagają specjalnego obchodzenia się zarówno w czasie użytkowania, jak i podczas składowania na wysypisku. Tymczasem nowe MOF są tak bezpieczne, że po użyciu można je po prostu rozpuścić w wodzie i wylać do zlewu. Głównym składnikiem "przepisu" Stoddarda jest gamma cyklodekstryna. To ona tworzy molekularny szkielet pułapki i dzięki niej powstają kryształy. Gdy uczeni zbadali je pod mikroskopem, ze zdziwieniem zauważyli, że utworzyły one MOF, które są trudne do uzyskania za pomocą składników organicznych. W MOF-ach bardzo ważna jest symetria. A problem z naturalnymi materiałami jest taki, że nie tworzą one symetrycznych struktur, przez co nie krystalizują w uporządkowane struktury - mówi Stoddard. Bliższe badania pokazały, że symetrię zapewnia gamma cyklodekstryna, która składa się z ośmiu symetrycznie rozłożonych merów glukozowych. Uczeni najpierw rozpuścili gamma cyklodekstrynę i sól potasową w wodzie, którą później odparowano w obecności alkoholu. W efekcie takich działań powstały kryształy w formie sześcianów, składające się z sześciu molekuł gamma cyklodekstryny połączonych w trójwymiarową strukturę za pomocą jonów potasu. Wcześniej nie znano tego typu struktur. Niewykluczone, że uda się je też uzyskać z zastosowaniem innych materiałów. Nowo powstałe struktury posiadają liczne łatwo dostępne pory, które można wykorzystywać do przechwytywania i przechowywania gazów. Pory stanowią aż 54% objętości struktury. Naukowcy mają więc nadzieję, że ich wynalazek uda się wykorzystać wszędzie tam, gdzie dotychczas stosowano tradycyjne MOF-y.
-
Bawełna zaimpregnowana srebrnymi nanoprzewodami i węglowymi nanorurkami to nowy pomysł na uzyskanie prostego i bardzo skutecznego przenośnego urządzenia do uzdatniania wody. Yi Cui z Uniwersytetu Stanforda tłumaczy, że wystarczy zanurzyć kawałek bawełny w roztworze z nanorurkami i nanieść pipetą krople ze srebrnymi przewodzikami, a potem grawitacja i słaby prąd elektryczny zrobią już swoje. Badanie pod skaningowym mikroskopem elektronowym ujawniło, że węglowe nanorurki przylegają do pojedynczych włókien, a nieco od nich cięższe srebrne kabelki tworzą pomiędzy nimi charakterystyczną siatkę. Nanocząstki sprawiają, że tkanina może przewodzić prąd. Prowadzi to do uszkodzenia błon komórkowych bakterii, poza tym srebro również działa sterylizująco. Gdy amerykański zespół przelał przez tak przygotowany materiał wodę zanieczyszczoną Escherichia coli, wyginęło 89% z nich. Po trzech przecedzeniach pozbywano się 98% bakterii. Cui i pozostali sprawdzili skuteczność swojego wynalazku na innych mikroorganizmach, ustalili też, że srebrne nanoprzewody nie wypłukują się do wody. Specjaliści podkreślają, że bawełniane rozwiązanie przyda się nie tylko w procesie odkażania wody, ale także w różnych gałęziach przemysłu, gdzie tworzenie biofilmu (ang. biofouling) przynosi wymierne straty.
-
W coraz większej liczbie drapaczy chmur na Manhattanie wyłącza się na noc światła, by nie dopuścić, żeby rozbijały się o nie zdezorientowane ptaki. Szacuje się, że rocznie ten smutny los spotyka ok. 90 tys. migrujących ptaków. Grupa ornitologiczna NYC Audubon zaapelowała do właścicieli lokali w wysokich budynkach, by wyłączali lub przynajmniej nieco wytłumiali oświetlenie. Jej przedstawiciele zachęcają też pracowników z nocnych zmian do zrezygnowania z oświetlenia sufitowego na rzecz ustawionej na biurku lampki. Projekt Lights Out New York jest prowadzony już 5. rok z rzędu. Tej jesieni dołączają do niego lokatorzy Chrysler Building, drugiego co do wysokości budynku Nowego Jorku, oraz Centrum Rockefellera, czyli kompleksu 19 wieżowców między 48. a 51. ulicą Wielkiego Jabłka. Synchroniczne wygaszanie rozpoczęło się 1 września i potrwa do 1 listopada. Zaciemnienie obowiązuje od północy do świtu. Badania chicagowskiego Field Museum wykazały, że wyłączenie świateł w zaledwie jednym budynku zmniejszało śmiertelność ptaków średnio aż o 83%. Nikt jednak nie zna prawdziwego zakresu problemu. Ptaki spadają na wyższe piętra, a ich ciała nigdy nie osiągają poziomu gruntu – tłumaczy dyrektor wykonawczy NYC Audubon Glen Phillips. Jak widać, podobne działania mają sens nie tylko z ekonomicznego punktu widzenia, ponieważ ograniczając zużycie prądu, można jednocześnie pomóc, a przynajmniej nie przeszkadzać zwierzętom. Po raz pierwszy program wyłączania świateł wdrożyło w 1993 r. stowarzyszenie ekologiczne z Toronto. Ruch związany z Fatal Light Awareness Program (FLAP) szybko zyskiwał na popularności. W centrum Chicago przez 6 miesięcy (na czas jesienno-zimowych migracji) egipskie ciemności zalegają po dwudziestej trzeciej w ok. 100 miejscach. Dzieje się tak w niemal wszystkich budynkach w obrębie 40 pięter - twierdzi Annette Prince, dyrektor należącego do Audubon Chicago Collision Monitors.
-
Uprawy organiczne są lepsze od tradycyjnych
KopalniaWiedzy.pl dodał temat w dziale Nauki przyrodnicze
Odkąd rośnie świadomość ekologiczna w społeczeństwach rozwiniętych, tworzy się coraz większy popyt na żywność organiczną, czyli wytwarzaną metodami ekologicznymi, bez używania środków chemicznych do nawożenia i zwalczana szkodników. Powstaje więc także coraz więcej organicznych upraw. Do niedawna jednak założenie a priori wyższości upraw „naturalnych" nad konwencjonalnymi nie było mocno podbudowane badaniami. Kompleksowymi badaniami porównawczymi zajmuje się John Reganold, wykładowca gleboznawstwa na Washington State University. W ostatnim studium, opublikowanym w internetowym piśmie PLoS ONE, dokonuje analizy upraw truskawek. Praca została zaplanowana wyjątkowo dokładnie: badano trzy różne gatunki truskawek, uprawiane na 26 różnych farmach, połowę z nich stanowiły uprawy organiczne, połowę konwencjonalne. Badano szereg czynników: testerzy oceniali walory zapachowe i smakowe (z zastosowaniem procedury uniemożliwiającej testerom zasugerowanie się wyglądem lub pochodzeniem) oraz (oddzielnie) wygląd. Laboratoryjnie badano kilkadziesiąt biologicznych i chemicznych właściwości gleby, w tym jej bioróżnorodność (wliczając różnorodność DNA organizmów glebowych), sekwestrację dwutlenku węgla, zawartość azotu, itd. Badano również jakość owoców, oceniano też wpływ, jaki uprawy danego typu mają na środowisko. Niemal wszystkie poszczególne testy pokazały, że uprawy organiczne co najmniej dorównują, lub przewyższają uprawy przemysłowe. Ekologiczny sposób uprawy okazał się mniej szkodliwy dla środowiska, gleba pozostawała w lepszym stanie, zachowując większą bioróżnorodność i zdolność do adaptacji do zmiennych warunków. Naturalnie hodowane owoce były smaczniejsze i posiadały lepsze wartości odżywcze - większą zawartość witamin i antyoksydantów, miały więcej miąższu a także dłużej zachowywały świeżość. Trzeba zaznaczyć, że uwzględnione w studium uprawy „przemysłowe" używały jako fumiganta (gazowego insektycydu) bromku metylu, niszczącego warstwę ozonową. Środek ten wskutek protestów wielu osób i organizacji ma być wycofywany i zastępowany toksycznym jodkiem metylu. Nie było dotychczas w literaturze naukowej równie szeroko zakrojonego, kompleksowego, uwzględniającego tyle czynników porównania różnych metod uprawy - uważa autor studium. -
Jest rzeczą pewną i dość szeroko znaną, że bieguny magnetyczne naszej Zieminie nie pokrywają się z geograficznymi a ponadto w ogóle nie są stałe, lecz lubią sobie wędrować. Nieregularnie, co kilkaset tysięcy lat, zdarza się arcyciekawe zjawisko - zamiana biegunów miejscami. Miłośnicy apokalips lubią nim straszyć jako powodem zagłady czyhającej na nas w roku 2012. Jak szybkie może być takie przebiegunowanie i czy jest się czego bać? Mechanizm powstawania i podtrzymywania pola magnetycznego Ziemi nie jest zrozumiały. Istnieją tylko mniej lub bardziej wiarygodne teorie na ten temat, najpowszechniejsza widzi jego źródło w strumieniach płynnego żelaza, krążących w jądrze planety. Taki mechanizm „płynnego magnesu" wyjaśniałby również możliwość przemieszczania się biegunów. Dlaczego jednak co jakiś czas miałyby one nagle zamieniać się miejscami - nie wiadomo w ogóle, ale zjawisko takie faktycznie występuje, średnio co kilkaset tysięcy lat. Słowa „nagle" nie należy rozumieć zbyt dosłownie, według większości badań taka „nieoczekiwana zmiana miejsc" trwa kilka tysięcy lat. W skali geologicznej to jest mgnienie oka, w skali naszej cywilizacji - proces rozległy nie do ogarnięcia. Pojawiają się jednak pojedyncze doniesienia, że może ono zachodzić szybciej, niemal w mgnieniu oka nawet w ludzkiej perspektywie - w ciągu stuleci a może nawet lat. Pierwsza taka sugestia pojawiła się w 1995 roku, wskutek badań skał w Steen Mountain, w amerykańskim stanie Oregon. Nie zyskała jednak uznania uczonych zajmujących się paleomagnetyzmem. Nieprawdopodobne wydało się tempo zmian - o sześć stopni w ciągu dnia. Główne argumenty to niemożliwość tak szybkich zmian w polu magnetycznym generowanym przez płynne jądro zewnętrzne Ziemi oraz fakt, że elektryczne przewodnictwo wnętrza planety musiałoby ekranować tak szybkie zmiany. Nowe badania przyniosły wynik, mogący wesprzeć teorię nagłych - choć nie aż tak bardzo - zmian, a dowody znaleźli właśnie w miejscowości Battle Mountain, w stanie Nevada, Scott Bogue, geolog na Occidental College w Los Angeles oraz Jonathan Glen z U.S. Geological Survey w kalifornijskim Menlo Park. Wariujący kompas Od ostatniego przebiegunowania upłynęło już 780 tysięcy lat i niektórzy naukowcy spodziewają się, że niedługo (niedługo - w skali geologicznej, oczywiście) może nastąpić kolejne. Argumentem „za" miałoby być odnotowywane przez ostatnie półtora wieku słabnięcie ziemskiego pola magnetycznego - ale w sytuacji braku jakiejkolwiek teorii wyjaśniającej wędrówki biegunów, takie zjawisko równie dobrze może być dowodem na coś przeciwnego. Przebiegunowanie, kiedy nawet wreszcie nastąpi, z pewnością jednak nie będzie żadnym końcem świata. Przyjmując nawet za możliwe największe tempo zmian, nie nastąpi to w ciągu jednej grudniowej nocy 2012 roku, jak głoszą niektórzy pseudonaukowcy. Podawanie i przewidywanie w ogóle daty takiego wydarzenia jest w ogóle dość śmieszne, zważywszy że nie ma powodu, żeby akurat najbliższe przebiegunowanie miało być rekordowo szybkie. Nawet jeśli gdyby zaczęło się jutro, raczej nikt z nas nie ma szans doczekać końca tego procesu. Zamiana biegunów miejscami z pewnością byłaby mocno kłopotliwa dla nawigacji, ale straszenie zniszczeniem wszystkich urządzeń elektrycznych wskutek zmiany orientacji pola magnetycznego, z czym się można spotkać, jest znacznie mniej prawdopodobne od uszkodzenia telefonu wskutek kręcenia się z nim na karuzeli. Dla urządzeń elektrycznych nieporównanie groźniejsze są burze słoneczne, ale również w ich przypadku nie ma żadnych powodów do paniki.
-
Najstarsze zalążki kory mózgowej: 600 mln lat temu
KopalniaWiedzy.pl dodał temat w dziale Nauki przyrodnicze
Jak daleko sięgają ewolucyjne źródła naszego ludzkiego rozumu? Najnowsze badania europejskich biologów molekularnych dowodzą, że przynajmniej 600 milionów lat wstecz, do wspólnego przodka naszego i spokrewnionych z dżdżownicą morskich organizmów: wieloszczetów. Raju Tomer i Detlev Arendt, uczeni z European Molecular Biology Laboratory (EMBL, Europejskie Laboratorium Biologii Molekularnej) oparli swoje badania na zupełnie nowej metodzie porównawczej. Zamiast porównywać kształt, umiejscowienie i funkcje poszczególnych komórek mózgowych, wybrali katalogowanie genomu w badanych komórkach i porównywanie ekspresji genów metodą nazwaną „profilowaniem komórkowym przez rejestrację obrazów". Pozwoliło im to odnaleźć ewolucyjne podobieństwo pomiędzy mózgiem człowieka a mikromózgiem nereidów - pokrewnych ziemnym dżdżownicom zwierzętom morskim z gromady wieloszczetów, należących do pierścienic. Dlaczego właśnie wieloszczety? Organizmy te, żyjąc w rytych przez siebie norach aktywnie poszukują pożywienia i wykazują umiejętność uczenia się - dlatego uznano je za doskonały materiał do poszukiwania odpowiedników mózgu kręgowców u bezkręgowców. Szukano wspólnych elementów - komórek spokrewnionych ewolucyjnie u tak odległych gatunków. I znaleziono. Jak się okazuje, zalążki ludzkiej kory mózgowej to obecne u wszystkich bezkręgowców ciała grzybkowate (nazwane tak ze względu na kształt). Ludzka kora mózgowa jest głównym ośrodkiem uczenia się - gromadzi, analizuje i zapamiętuje informacje zmysłowe i skupia wyższe funkcje mózgu. Podobną rolę - choć oczywiście w ograniczonym zakresie - pełnią ciała grzybkowate w mózgach bezkręgowców: są centrum analizy danych zmysłowych, skojarzeń i podejmowania decyzji w oparciu o doświadczenie. Zostały one odkryte już w 1850 roku przez francuskiego biologa Felixa Dujardina, który jako pierwszy uważał, że pozwalają one insektom podejmować decyzje świadomie, na poziomie wyższym niż instynkt. Pierwociny ośrodków decyzyjnych opartych na pamięci - jak uważają autorzy badania - musiały wykształcić się wśród organizmów przydennej sfery oceanu, gdzie pod dostatkiem było organicznych szczątków, mogących służyć za pożywienie. W tej sytuacji analizowanie bodźców węchowych w oparciu o zapamiętane doświadczenia pozwalało lepiej wybierać to, co nadawało się do zjedzenia. Badania w oparciu o nową metodę będą kontynuowane i pozwolą lepiej odtworzyć i zrozumieć ewolucję mózgu, a przez to również funkcje jego poszczególnych obszarów. Naukowcy są ciekawi, jak wyglądał mózg ostatniego wspólnego przodka kręgowców i bezkręgowców i mają nadzieję go zrekonstruować. Studium zostało opublikowane w periodyku Cell. -
Zarobki największych światowych sportowców przyprawiają przeciętnego człowieka o zawrót głowy. Najwięksi z nich są multimilionerami, a w ubiegłym roku magazyn Forbes oznajmił, że Tiger Woods stał się pierwszym sportowcem w historii, który zarobił miliard dolarów. Redaktorzy Forbesa pomylili się jednak, ogłaszając Woodsa najlepiej zarabiającym sportowcem w historii. W 147 roku naszej ery w Rzymie miłośnicy wyścigów rydwanów i sami zawodnicy sfinansowali powstanie inskrypcji, której celem było uczczenie przejścia na emeryturę Gajusza Apulejusza Dioklesa. Zawodnik, uznany przez kibiców i swoich konkurentów za mistrza wszystkich woźniców rydwanów, zakończył karierę w wieku 42 lat, 7 miesięcy i 23 dni. O Dioklesie wiemy, że pochodził z prowincji Luzytania, obejmującej niemal całą dzisiejszą Portugalię i część Hiszpanii. Był najprawdopodobniej analfabetą, a jego kariera trwała wyjątkowo długo. Gajusz Apulejusz startował i wygrywał przez 24 lata. W tym czasie zarobił, co wiemy ze wspomnianej inskrypcji, zawrotną sumę 35.863.120 sestercji. Aby uświadomić sobie, jak olbrzymia była to kwota wystarczy wspomnieć, że najlepiej opłacany gubernator prowincji zarabiał w tym samym czasie pięciokrotnie mniej pieniędzy. Zarobki Dioklesa wystarczyłyby do rocznego zaopatrzenia w zboże wszystkich mieszkańców Rzymu. Przeliczenie majątku zawodnika na współczesne pieniądze jest niezwykle trudne. Jednak wiemy, że z jego majątku można by przez 10 tygodni wypłacać żołd wszystkim żołnierzom Imperium w czasie jego największej potęgi militarnej. We współczesnych Stanach Zjednoczonych na 10-tygodniowy żołd dla wszystkich członków sił zbrojnych przeznacza się obecnie 15 miliardów dolarów.
-
Toshiba poprosiła swoich klientów o zwrot 41 000 notebooków z serii T. Komputery są narażone na przegrzewanie się, co może skutkować pożarem. Zagrożone są maszyny z serii Satellite T135, T135D oraz Pro T130. Dotychczas potwierdzono 129 przypadków przegrzania, które doprowadziło do deformacji obudowy. Dwóch użytkowników doznało oparzeń, w dwóch przypadkach doszło do strat na mieniu. Wadliwe komputery zostały wyprodukowane pomiędzy sierpniem 2009 a sierpniem 2010.
-
Inżynierowie z University of California w San Diego opracowali nowy typ specjalizowanych, energooszczędnych układów scalonych dla smartfonów. Co ciekawe, ich metoda pozwala błyskawicznie zaprojektować chip dostosowany do konkretnej aplikacji. Typowy, współczesny procesor składa się z wielu bloków funkcjonalnych, wykonujących określone typy operacji, przetwarzające określone typy danych. Jedne z nich są wykorzystywane intensywnie, inne rzadziej. W energooszczędnych procesorach dla urządzeń przenośnych dochodzi kwestia zasilania - obostrzenia pod tym względem sprawiają, że całe bloki procesora pozostają słabo wykorzystane. Takie „niedowykorzystane" obszary układu scalonego nazywa się ciemnym krzemem. Pierwszy projekt, który opuścił pracownię zespołu, to GreenDroid, specjalizowany chip przeznaczony do smartfonów z systemem Android. To najlepszy obszar takich zastosowań - urządzenia tego typu wykonują przede wszystkim jeden, zbliżony zestaw operacji. GreenDroid wykonuje operacje typowe dla systemu i najczęściej używanych aplikacji i jest w tym bardzo efektywny - zużywa, w przeliczeniu na pojedynczą instrukcję, aż jedenaście razy mniej energii. Pozostałe operacje, mniej typowe, nadal wykonuje procesor ogólnego zastosowania, ale nawet licząc zużycie energii przez główny procesor, nowe rozwiązanie jest siedem i pół raza oszczędniejsze.
-
Podczas zakończonej w ubiegłym miesiącu konferencji Defcon przeprowadzono test, polegający na wykorzystaniu technik inżynierii społecznej do uzyskanie od pracowników korporacji istotnych danych na temat ich firmy. Spośród 135 zaatakowanych osób tylko 5 odmówiło podania informacji. Co ciekawe, wszystkie 5 to... kobiety. Szczegółowy raport na temat ataków zostanie opublikowany w najbliższym czasie. Obecnie wszelkie dane analizuje FBI. Atakujący wzięli na cel 17 firm z listy Fortune 500, wśród nich Google, Microsoft, Forda, Wal-Mart, Symantec, Cisco, Pepsi i Coca-Colę. Napastnicy siedzieli w przeszklonych budkach i dzwonili do pracowników wspomnianych firm, próbując wydobyć od nich istotne informacje. Ataki okazały się niezwykle udane. Tylko jedna firma się przed nimi obroniła, a to tylko dlatego, że telefon odbierały automaty. Atakujący nie mogli pozyskiwać najistotniejszych informacji, takich jak hasła czy numery ubezpieczeń społecznych, ale mieli prawo pytać o takie dane, które mogą zostać wykorzystane przez cyberprzestępców - takie jak rodzaj systemu operacyjnego, oprogramowania antywirusowego czy używanej przeglądarki. Rozmówców usiłowano również nakłonić do odwiedzenia konkretnej witryny WWW. Podczas testu dokonano dwóch istotnych odkryć. Połowa firm wciąż używa niebezpiecznego Internet Explorera 6, ponadto okazało się, że zawsze udaje się namówić rozmówcę do odwiedzenia dowolnej witryny. To z kolei wskazuje, że nawet najbardziej dbającą o bezpieczeństwo firmę można zaatakować. Kobiety stanowiły mniej niż połowę spośród 135 osób, do których dzwoniono. Jednak to płeć piękna, z nieznanych jeszcze przyczyn, przeszła test znacznie lepiej niż mężczyźni. Pięć pań, natychmiast po odebraniu telefonu nabrało podejrzeń i w ciągu 15 sekund odłożyły słuchawkę. Trzy z nich pracowały na stanowiskach menedżerskich. Być może w tym tkwi przyczyna sukcesu gdyż, jak mówi Jonathan Ham z firmy Lake Missoula Group, która specjalizuje się w testach penetracyjnych, kobiety menedżerowie są bardziej odporne na techniki inżynierii społecznej. Ham przyznaje, że gdyby był cyberprzestępcą atakującym firmę, to unikałby kontaktu z kobietami na stanowiskach kierowniczych. Znacznie łatwiej zaatakować menedżerów płci brzydkiej.
-
Dwuletni Indonezyjczyk Ardi Rizal zerwał ze zgubnym nałogiem i rzucił palenie. Pomogli mu w tym specjaliści. Warto przypomnieć, że wcześniej wypalał dziennie do 40 papierosów. Sekretarz generalny tamtejszego Narodowego Komitetu Ochrony Dzieci Arist Merdeka Sirait powiedział w wywiadzie udzielonym agencji AFP, że chłopiec nie prosi już o papierosy. Wcześniej maluch wpadał w szał, gdy z jakiegoś powodu nie dostawał upragnionej nikotyny. W lipcu Ardi wyjechał razem z matką z rodzinnej Sumatry. Udali się na leczenie do Dżakarty. Przez miesiąc chłopca poddawano terapii psychospołecznej. Specjaliści dbali o to, by przez cały czas był czymś zajęty i zachęcali go do zabawy z rówieśnikami. Odwróciliśmy jego uwagę od uzależnienia od papierosów i skierowaliśmy ją na gry. Świat dowiedział się o Rizalu juniorze w maju, kiedy w Internecie pojawiło się nagranie z maluchem w roli głównej. W wielu krajach rozwijających się właściwie nie ma uregulowań prawnych dotyczących palenia. Ludzie nie zdają sobie sprawy z jego szkodliwości, a skuteczny marketing przemysłu tytoniowego skłania ich do sięgania po używkę w razie potrzeby. Rodzice Ardiego uspokajali syna papierosami, gdy sami pracowali przez wiele godzin przy ulicznym straganie. Obecnie państwo zapewniło im wsparcie finansowe. http://www.youtube.com/watch?v=FwSY231FjMI
-
Sinice występują na Ziemi już od 3,4 mld lat. Przed katastrofą tlenową sprzed 2,4 mld lat były narażone na silne promieniowanie ultrafioletowe, a mimo to przeżyły, stąd pomysł naukowców, by wykorzystać wytwarzane przez nie substancje w kosmetykach z filtrem słonecznym. Sinice są samożywne (prowadzą fotosyntezę). Zanim powstało wystarczająco dużo tlenu, by utworzyła się warstwa ozonowa, organizmy te musiały sobie jakoś radzić z silnym promieniowaniem UV. Współczesne sinice zabezpieczają się za pomocą pełniących rolę filtra małocząsteczkowych mikrosporyn oraz ich pochodnych MAA (od ang. mycosporine-like amino acids). Absorbują one szkodliwe promienie. W ramach wcześniejszych studiów zajmowano się budową wymienionych wyżej związków oraz organizmami, które je wytwarzają bądź akumulują. Ustalono na przykład, że MAA są małymi, bezbarwnymi związkami. Nikt nie miał jednak pojęcia, jak przebiega proces wytwarzania tych naturalnych substancji o działaniu promieniochłonnym. Dlatego też Emily Balskus i Christopher Walsh z Harvardzkiej Szkoły Medycznej w Bostonie podjęli się znalezienia genów i enzymów biorących udział w syntezie. Amerykanom udało się wytypować klaster genowy, kodujący biofiltry u pewnego gatunku sinic Anabaena variabilis. Aby przetestować odkryte geny, wprowadzono je do E. coli. Normalnie bakterie te nie wytwarzają filtrów, gdy się więc pojawiły, wiadomo było, że para naukowców od początku postawiła na właściwy klaster. Później Balskus i Walsh stwierdzili, że za syntezę MAA odpowiadają cztery enzymy. W skład każdej cząsteczki MAA wchodzą dwa aminokwasy, połączone z centralną grupą organiczną. To te wiązania determinują, jaka długość fali ulega absorpcji i jaki jest jej współczynnik (jaka ilość promieniowania podlega pochłanianiu). Dwa rodzaje MAA – szynorynę i porfirę-334 – uwzględniono już w recepturze kosmetyku o nazwie Helioguard 365. Jest on produkowany przez szwajcarską firmę Mibelle Biochemistry. Tutaj jednak potrzebne związki pozyskiwano ze szkarłatnic (Porphyra), czyli rodzaju krasnorostów morskich, a Amerykanie chcą opracować własne metody pozyskiwania oryginalnych substancji bądź ich analogów. Jeszcze nie wiemy, czy biologiczne filtry będą lepsze od tych wymyślonych przez człowieka, ponieważ Helioguard jest stosunkowo nowym produktem. [Nie da się jednak zaprzeczyć], że mają one właściwości fotochemiczne pożądane w preparatach przeciwsłonecznych – podsumowuje Balskus. Maksimum absorpcji obydwu MAA wynosi 334 nm, stąd ich zastosowanie w blokowaniu promieniowania UVA.
-
Piezotroniczne tranzystory - najnowsze osiągnięcie zespołu profesora Zhong Lin Wanga z Georgia Institute of Technology - wykorzystują zjawiska piezoelektryczne do przeprowadzania operacji logicznych. Lin Wang i jego grupa wykorzystali urządzenia podobne do MEMS (systemy mikroelektromechaniczne) aby wytworzyć pole elektryczne kontrolujące pracę tranzystorów polowych. Profesor Wang twierdzi, że takie tranzystory pracują podobnie do tradycyjnych, z tą jednak różnicą, że pole elektryczne jest generowane dzięki zginaniu nanoprzewodów z tlenku cynku. W tradycyjnych FET ładunek przechowywany jest w bramce. Piezotroniczne tranzystory mogą z łatwością znaleźć zastosowanie w nanorobotach i innych urządzeniach typu MEMS. Tego typu rozwiązanie pozwala na bezpośrednie połączenie mechanicznego ruchu z elektroniką. Może stać się też punktem wyjścia do skonstruowania nowej klasy urządzeń logicznych, które będą korzystały z potencjału piezoelektrycznego w miejsce napięcia na bramce - mówi Wang. Zhong Lin Wang to jeden z czołowych światowych badaczy zjawisk piezoelektrycznych. Od wielu lat pracuje on nad nowymi zastosowaniami dla półprzewodnikowych piezoelektrycznych nanokabl. Dotychczas jednak za każdym razem musiał budować odpowiednie układy scalone od podstaw. Teraz jednak, jeśli udałoby się stworzyć standardowe piezotroniczne obwody i umieścić je na tanim podłożu, opracowywanie nowych urządzeń - od najróżniejszego rodzaju przycisków poprzez czujniki przepływu cieczy po generatory energii elektrycznej wbudowywane w ubrania - przebiegałoby znacznie szybciej niż dotychczas. Uczeni z Gatech zademonstrowali już, że piezotroniczne tranzystory są w stanie przeprowadzać operacje NOR, XOR, NAND oraz działać jak multiplekser i demultiplekser. Po raz pierwszy działanie mechaniczne zostało użyte do przeprowadzenia operacji logicznych - mówi Wang. Obecnie jego zespół pracuje nad wykorzystaniem laserów do kontrolowania przewodnictwa urządzeń piezoelektrycznych. Dzięki temu, że tlenek cynku reaguje na fotony, połączenie go z metalowymi elektrodami i poddanie działaniu światła ultrafioletowego prowadzi do pojawienia się par elektron-dziura i przesunięcia bariery Schottky'ego. To z kolei może przydać się w przyszłości do precyzyjnego kontrolowania urządzeń piezofototronicznych. Ten sam zespół próbuje też stworzyć urządzenia hybrydowe łącząc węglowe nanorurki i nanokable z tlenku cynku.
-
Chemiczna analiza kości starożytnych Nubijczyków wykazała, że regularnie zażywali oni tetracyklinę, prawdopodobnie wraz z piwem. To najsilniejszy jak dotąd dowód, że wytwarzanie antybiotyków, oficjalnie datowane od odkrycia przez Fleminga w 1928 r. penicyliny, było powszechną praktyką już przed 2 tysiącami lat (American Journal of Physical Anthropology). Badaniem tego zagadnienia zajęli się antropolog George Armelagos z Emory University i chemik Mark Nelson z firmy Paratek Pharmaceuticals. Armelagos specjalizuje się w bioarcheologii. Jest ekspertem od prehistorycznych i starożytnych diet. W 1980 r. odkrył coś, co wyglądało na ślady tetracykliny w ludzkich kościach z Nubii. Oceniono, że należały do kogoś, kto żył między 350 a 550 r. n.e. Akademik z Emory jest przekonany, że opracowując swoje środki lecznicze, Nubijczycy doskonale wiedzieli, co robią i kierowali się dowodami empirycznymi. Później on i inni badacze ustalili, że źródłem tetracykliny było piwo. Ziarna wykorzystywane do jego przygotowania zawierały występujące w glebie Gram-dodatnie drobnoustroje z rodzaju Streptomyces, a te wytwarzają tetracyklinę. Wtedy należało jeszcze rozstrzygnąć, czy antybiotyk występował zawsze, czy tylko w niektórych partiach starożytnego piwa, co wskazywałoby na przypadkowe skażenie. Wszystko wskazuje jednak na to, że fermentowanie antybiotyków było rozpowszechnione wśród starożytnych, a receptury przekazywano z pokolenia na pokolenie. Nelson, specjalista zajmujący się antybiotykami, zainteresował się sprawą, gdy usłyszał Armelagosa przemawiającego na konferencji. Poprosiłem go, by przesłał mi jakieś należące do mumii kości, ponieważ dysponuję narzędziami i mam doświadczenie w ekstrahowaniu tetracykliny. To trudny i niebezpieczny proces. Należy rozpuścić kości w kwasie fluorowodorowym. Jak obiecał, tak zrobił. Było to spore wyzwanie, ale ustalił, że kości tych ludzi były wysycone tetracykliną, demonstrując, że zażywali ją przez długi czas. Nelson także jest przekonany, że Nubijczycy kontrolowali proces fermentacji i celowo produkowali lek. Co ciekawe, nawet kość piszczelowa i czaszka należące do 4-latka były pełne antybiotyku, co oznacza, że próbowano go leczyć wysokimi dawkami leku. Pierwsze współczesne tetracykliny odkryto w latach 40. ubiegłego wieku. Nazwa handlowa Aureomycin nawiązuje do łacińskiego " aerous", czyli zawierający złoto. Streptomyces tworzą złote kolonie, a jeśli pływały w porcji piwa, musiało to robić duże wrażenie na starożytnych, którzy cenili złoto – dywaguje Nelson. Teraz zespół zamierza porównać ilość tetracykliny w kościach z tempem ich tworzenia, by ustalić, jak duże dawki stosowali Nubijczycy. Sami Armelagos i Nelson podkreślają, że novum w prowadzonych od lat badaniach było zastosowanie precyzyjnej analizy chemicznej. Bez niej wnioski nie opierały się często na empirii, lecz na prawach logiki.
-
Kapsaicyna kojarzy się z ostrym smakiem papryczek chili, maściami przeciwbólowymi, odchudzaniem czy zwalczaniem nadciśnienia. Okazuje się jednak, że jej działanie jest nie tylko prozdrowotne. Naukowcy z Hormel Institute (University of Minnesota) połączyli bowiem alkaloid z nowotworami skóry. Na razie nie jest znany mechanizm molekularny, za pośrednictwem którego się tak dzieje. Rola kapsaicyny w rozwoju nowotworów nadal wzbudza kontrowersje. Wcześniej wykazano bowiem, że niszczy ona mitochondria, czyli centra energetyczne komórek rakowych oraz prowadzi do ich apoptozy (programowanej śmierci). Zespół Ann Bode oraz Mun Kyung Hwanga i Zigang Donga wykazał jednak podczas testów laboratoryjnych, że kapsaicyna może działać jak kancerogen, zwłaszcza na etapie powstawania pierwotnych zmian prenowotworowych (ang. tumor promotion stage). Bode podkreśla, że ustalenie, iż kapsaicyna może wywoływać stan zapalny i oddziaływać na nowotworzenie, jest kluczowe dla jej studium. W szczególności budzi to obawy, że naturalny składnik ostrych odmian papryki, który wchodzi w skład sprzedawanych bez recepty maści przeciwbólowych, zwiększa ryzyko nowotworów skóry. Amerykanie zauważyli, że mediatorem w procesie rakotwórczego działania alkaloidu jest receptor czynnika wzrostu naskórka (ang. epidermal growth factor receptor, EGFR), a nie bólowy receptor waniloidowy VR1 (nazywany dziś po prostu receptorem TRPV1). Już kiedyś ustalono, że receptory EGFR występują w nowotworach w zwiększonej liczbie. Białka te aktywują wzrost komórek guza, a także wpływają na ich migrację i przeżywalność. Powierzchniowe zastosowanie kapsaicyny na skórze grzbietu zwykłych myszy i gryzoni pozbawionych receptorów TRPV1 wywoływało guzy u obu grup, ale częściej i większe u zwierząt zmodyfikowanych. Po potraktowaniu alkaloidem dochodziło do wzrostu stężenia enzymu zapalnego – cyklooksygenazy indukowanej COX-2.
-
Najczęściej polecanym środkiem zaradczym na choroby neurodegeneracyjne mózgu jest utrzymywanie aktywności umysłowej i intelektualnej. Ma ono usprawniać pracę mózgu i spowalniać proces demencji. Jak się okazuje - nie jest tak do końca. Wprawdzie rzeczywiście trening mózgu opóźnia moment pojawienia się upośledzeń, ale kosztem szybszego ich narastania. Te nowe spostrzeżenia przyniósł program badawczy, jaki prowadził doktor Robert S. Wilson we współpracy z Rush University Medical Center w Chicago. Studium trwało aż 12 lat, podczas których obserwowano 1157 osób w wieku od 65 lat wzwyż. Wszyscy na początku badań nie wykazywali żadnych oznak demencji. Wszyscy regularnie wypełniali ankietę dotyczącą aktywności umysłowych (radio, telewizja, czytanie, rozwiązywanie krzyżówek, wyjścia do muzeum, itp.). Wszystkich badano pod kątem sprawności umysłowej. Badanie wykazało, że regularne stymulowanie aktywności mózgu opóźniało moment rozpoznania początku upośledzenia zdolności poznawczych. U osób aktywnych intelektualnie jednak proces neurodegeneracji postępował szybciej od momentu pojawienia się pierwszych oznak demencji. Zatem zysk z dłuższego utrzymania pełnej sprawności osiąga się kosztem szybszej jej utraty w momencie pojawienia się pierwszych objawów upośledzenia funkcji mózgu. Pozostaje pytanie: dlaczego się tak dzieje? Dr Wilson uważa, że trening umysłowy pozwala osobom aktywnym funkcjonować z pełną sprawnością mimo faktycznego pojawienia się choroby i opóźnia proces jej rozpoznania. Kiedy jednak zmiany chorobowe przekroczą poziom „wytrenowanych" możliwości adaptacyjnych mózgu, są już bardzo znaczące. Obrazując rzecz inaczej: aktywność umysłowa skraca okres od pojawienia się oznak choroby do poważnej utraty sprawności.