Znajdź zawartość

Woda w zbiornikach w Tikal, jednym z najpotężniejszych i najważniejszych miast Majów, była tak zanieczyszczona rtęcią i sinicami, że nie nadawała się do picia. Do takich wniosków doszli naukowcy z University of Cincinnati, którzy stwierdzili toksyczny poziom zanieczyszczeń w czterech głównych zbiornikach wody w Tikal. Przekształcenie się centralnych zbiorników w Tikal z miejsc podtrzymujących życie w miejsca powodujące choroby, mogło w sferze i praktycznej i symbolicznej wspomóc decyzję o opuszczeniu tego wspaniałego miasta, stwierdzili autorzy badań. Analiza geochemiczna przeprowadzona w dwóch zbiornikach najbliżej miejskiego pałacu i centralnej świątyni wykazała obecność toksycznego poziomu rtęci. Z badan wynika, że rtęć ta pochodziła z pigmentu, którym Majowie dekorowali budynki, naczynia gliniane i inne przedmioty. Podczas deszczów rtęć z pigmentów była wymywana i przed lata gromadziła się w osadach na dnie zbiorników. Naukowcy z UC analizowali osady datowane aż do IX wieku naszej ery, kiedy Tikal było jeszcze kwitnącym miastem u szczytu potęgi. Przyczyny, dla których Majowie nagle porzucili swoje miasto stanowią od ponad 100 lat zagadkę. Tym bardziej, że jeszcze w ubiegłym roku podczas innych badań naukowcy z tej samej uczelni stwierdzili, że ziemie wokół Tikal były w IX wieku wyjątkowo żyzne, a swoją jakość zawdzięczały erupcjom wulkanicznym. Na potrzeby najnowszych badań naukowcy przeanalizowali osady z 10 zbiorników na terenie Tikal. W czterech z nich znaleziono ślady DNA. Osady ze zbiorników najbliżej pałacu i świątyni znaleziono ślady cyjanobakterii. Picie wody z tych zbiorników groziło zatruciem, nawet jeśli woda została przegotowana, mówi profesor David Lentz. Odkryliśmy dwa typy cyjanobakterii, które wytwarzają toksyczne związki chemiczne. Zła wiadomość jest taka, że są one odporne na gotowanie. To zaś powodowało, że woda w tych zbiornikach była toksyczna, stwierdza uczony. Dodaje, że jest mało prawdopodobne, by Majowie używali tej wody. Musiała ona wyglądać obrzydliwie i smakować obrzydliwie. Musiały występować na niej wielkie zakwity. Nikt nie chciałby pić tej wody, dodaje profesor Kenneth Tankersley. W innych zbiornikach, położonych dalej od centrum, również stwierdzono obecność toksycznych, chociaż niższych, poziomów rtęci. Do opuszczenia Tikal przyczynił się prawdopodobnie cały szereg czynników społecznych, ekonomicznych i politycznych. A kwestie środowiskowe również odegrały tutaj swoją rolę. Część roku była deszczowa i wilgotna. Jednak przez większą jego część jest sucho, brakuje opadów. Mieszkańcy Tikal mieli więc problem z wodą, mów Lentz. Umieszczone w centralnym punkcie miasta wielkie zbiorniki na wodę odgrywały ważną rolę. To musiał być wspaniały widok, gdy jaskrawo pomalowane budynki odbijały się na powierzchni zbiorników. Władcy Majów nadali sobie, wśród innych rzeczy, przywilej kontrolowania źródeł wody. Mieli specjalny związek z bogami deszczu. Zbiorniki były ważnym symbolem, mówi profesor Nicholas Dunning. Dlatego też te najważniejsze umieszczono w pobliżu pałacu i centralnej świątyni. Naukowcy połączyli rtęć, która zatruła wodę, z działalnością ludzi. Majowie uwielbiali cynober, minerał, z którego pozyskiwano czerwony barwnik. Problem w tym, że składa się on z siarczku rtęci. Dla mieszkańców Tikal źródłem cynobru była pobliska wulkaniczna Formacja Wszystkich Świętych. Naukowcy wykluczyli, by rtęć przedostała się do zbiorników z podłoża i skał, wykluczyli też popiół wulkaniczny. Jedynym jej źródłem mógł być więc barwnik. To oznacza, że rtęć ma pochodzenie antropogeniczne, mówi Tankersley. « powrót do artykułu

W budownictwie od dawna wykorzystuje się materiały pochodzenia biologicznego, np. drewno. Gdy się ich używa, nie są już jednak żywe. A gdyby tak stworzyć żyjący budulec, który jest w stanie się rozrastać, a przy okazji ma mniejszy ślad węglowy? Naukowcy nie poprzestali na zadawaniu pytań i zabrali się do pracy, dzięki czemu uzyskali beton i cegły z bakteriami. Zespół z Uniwersytetu Kolorado w Boulder podkreśla, że skoro udało się utrzymać przy życiu pewną część bakterii, żyjące, i to dosłownie, budynki nie są wcale tylko i wyłącznie pieśnią przyszłości. Pewnego dnia takie struktury będą mogły, na przykład, same zasklepiać pęknięcia, usuwać z powietrza niebezpieczne toksyny, a nawet świecić w wybranym czasie. Na razie technologia znajduje się w powijakach, ale niewykluczone, że kiedyś żyjące materiały poprawią wydajność i ekologiczność produkcji materiałów budowlanych, a także pozwolą im wyczuwać i wchodzić w interakcje ze środowiskiem - podkreśla Chelsea Heveran. Jak dodaje Wil Srubar, obecnie wytworzenie cementu i betonu do konstruowania dróg, mostów, drapaczy chmur itp. generuje blisko 6% rocznej światowej emisji dwutlenku węgla. Wg Srubara, rozwiązaniem jest "zatrudnienie" bakterii. Amerykanie eksperymentowali z sinicami z rodzaju Synechococcus. W odpowiednich warunkach pochłaniają one CO2, który wspomaga ich wzrost, i wytwarzają węglan wapnia (CaCO3). Naukowcy wyjaśnili, w jaki sposób uzyskali LBMs (od ang. living building material, czyli żyjący materiał), na łamach pisma Matter. Na początku szczepili piasek żelatyną, pożywkami oraz bakteriami Synechococcus sp. PCC 7002. Wybrali właśnie żelatynę, bo temperatura jej topnienia i przejścia żelu w zol wynosi ok. 37°C, co oznacza, że jest kompatybilna z temperaturami, w jakich sinice mogą przeżyć. Poza tym, schnąc, żelatynowe rusztowania wzmacniają się na drodze sieciowania fizycznego. LBM trzeba schłodzić, by mogła się wytworzyć trójwymiarowa hydrożelowa sieć, wzmocniona biogenicznym CaCO3. Przypomina to nieco robienie chrupiących ryżowych słodyczy, gdy pianki marshmallow usztywnia się, dodając twarde drobinki. Akademicy stworzyli łuki, kostki o wymiarach 50x50x50 mm, które były w stanie utrzymać ciężar dorosłej osoby, i cegły wielkości pudełka po butach. Wszystkie były na początku zielone (sinice to fotosyntetyzujące bakterie), ale stopniowo brązowiały w miarę wysychania. Ich plusem, poza wspomnianym wcześniej wychwytem CO2, jest zdolność do regeneracji. Kiedy przetniemy cegłę na pół i uzupełnimy składniki odżywcze, piasek, żelatynę oraz ciepłą wodę, bakterie z oryginalnej części wrosną w dodany materiał. W ten sposób z każdej połówki odrośnie cała cegła. Wyliczenia pokazały, że w przypadku cegieł po 30 dniach żywotność zachowało 9-14% kolonii bakteryjnych. Gdy bakterie dodawano do betonu, by uzyskać samonaprawiające się materiały, wskaźnik przeżywalności wynosił poniżej 1%. Wiemy, że bakterie rosną w tempie wykładniczym. To coś innego niż, na przykład, drukowanie bloku w 3D lub formowanie cegły. Gdybyśmy mogli uzyskiwać nasze materiały [budowlane] na drodze biologicznej, również bylibyśmy w stanie produkować je w skali wykładniczej. Kolejnym krokiem ekipy jest analiza potencjalnych zastosowań platformy materiałowej. Można by dodawać bakterie o różnych właściwościach i uzyskiwać nowe materiały z funkcjami biologicznymi, np. wyczuwające i reagujące na toksyny w powietrzu. Budowanie w miejscach, gdzie zasoby są mocno ograniczone, np. na pustyni czy nawet na innej planecie, np. na Marsie? Czemu nie. W surowych środowiskach LBM będą się sprawować szczególnie dobrze, ponieważ do wzrostu wykorzystują światło słoneczne i potrzebują bardzo mało materiałów egzogennych. [...] Na Marsa nie zabierzemy ze sobą worka cementu. Kiedy wreszcie się tam wyprawimy, myślę, że naprawdę postawimy na biologię. Badania sfinansowała DARPA (Agencja Badawcza Zaawansowanych Projektów Obronnych). « powrót do artykułu

Łuski ryżu skutecznie usuwają z wody mikrocystyny - toksyny sinicowe. Dotąd produkt ten, który zwykle traktowany jest jak dostępny w nadmiarze odpad, badano pod kątem oczyszczania wody. Amerykanie jako pierwsi wykazali, że za jego pomocą można eliminować toksyny uwalniane podczas masowych zakwitów. Mikrocystyny są bardzo toksyczne zarówno dla roślin, jak i dla zwierząt, w tym dla ludzi. Działają hepatotoksycznie, co oznacza, że powodują poważne uszkodzenia wątroby. Prof. Jon Kirchhoff i Dragan Isailović z Uniwersytetu w Toledo posłużyli się organicznymi łupinami ryżowymi. Poddali je działaniu kwasu solnego i podgrzali do temperatury 250 stopni Celsjusza. Następnie łuski rozprowadzono w próbkach wody, pobranych z jeziora Erie podczas zakwitu sinic w 2017 r. Mierzono stopień wchłaniania toksyn. Okazało się, że przy stężeniach do 596 ppb (parts per bilion, cząstek na miliard) łuski ryżowe usuwały ponad 95% mikrocystyny LR. Nawet gdy stężenia zbliżały się do 3000 ppb, eliminowały ponad 70% mikrocystyny LR. Inne rodzaje mikrocystyn także były usuwane. Przyglądaliśmy się usuwaniu mikrocytystyn z prawdziwych próbek środowiskowych. Badany materiał sprawował się naprawdę dobrze. Mówimy o skrajnie wysokich stężeniach toksyn [...]. Normalnie latem w jeziorze Erie są one o wiele, wiele niższe - wyjaśnia Isailović. Łupiny ryżowe są nie tylko skuteczne, ale i tanie. Poza tym można je potem wykorzystać do innych celów (podgrzanie łusek, które wchłonęły mikrocystyny, do temperatury 560°C niszczy toksyny i pozwala uzyskać ditlenek krzemu). Naukowcy mają nadzieję, że ich rozwiązanie uda się przeskalować, tak by dało się je wdrożyć do ekologicznego uzdatniania wody skażonej przez zakwit. Wspominają też o systemach filtracyjnych dla krajów rozwijających się. « powrót do artykułu

Naukowcy z Instytutu Technologii Stevensa wykorzystali druk 3D do stworzenia bionicznych pieczarek. Klastry sinic z kapelusza wytwarzają prąd, a nanowstążki grafenowe go wychwytują. Autorzy publikacji z pisma Nano Letters wyjaśniają, że takie hybrydy są częścią prób lepszego zrozumienia działania komórek i wykorzystania ich maszynerii do produkcji nowych technologii. W tym przypadku nasz system - bioniczny grzyb - wytwarza elektryczność. Integrując sinice, które mogą wytwarzać elektryczność, z nanomateriałami nadającymi się do wychwytywania elektronów, zyskujemy lepszy dostęp do unikatowych właściwości jednych i drugich, "podkręcamy" je i tworzymy zupełnie nowy funkcjonalny system bioniczny - tłumaczy prof. Manu Mannoor. Zdolność sinic do wytwarzania elektryczności jest dobrze znana w kręgach bioinżynieryjnych. Dotąd sinice trudno było jednak wykorzystać w systemach, bo nie przeżywają długo na sztucznych biokompatybilnych powierzchniach. Mannoor i dr Sudeep Joshi zastanawiali się, czy pieczarki dwuzarodnikowe, które naturalnie cechują się bogatym mikrobiomem, mogą zapewnić sinicom właściwe środowisko: składniki odżywcze, wilgotność, pH i temperaturę. Duet naukowców zademonstrował, że gdy umieszczano je na kapeluszach pieczarek, komórki sinic "wytrzymywały" parę dni dłużej niż na silikonie i martwych grzybach. W dalszej fazie eksperymentu Amerykanie sięgnęli po tusz elektroniczny z nanowstążkami grafenu. Rozgałęziona sieć wychwytuje elektryczność, spełniając funkcję nanosondy mającej dostęp do bioeletronów generowanych w komórkach sinic. Potem nadrukowano biotusz z sinicami. Tym razem wzór był spiralny i przecinał się w wielu punktach z tuszem elektronicznym. Na takich skrzyżowaniach elektrony mogą być transferowane przez zewnętrzną błonę sinic do przewodzącej sieci nanowstążek grafenowych. Gdy na pieczarki kieruje się światło, uruchamia to sinicową fotosyntezę i powstaje prąd fotoelektryczny. Mannoor i Joshi zauważyli, że ilość wytwarzanego przez bakterie prądu zależy od gęstości upakowania i układu. Generalnie im ciaśniej sinice są upakowane, tym więcej prądu produkują. Za pomocą druku 3D można było uzyskać aktywność elektryczną aż 8-krotnie większą niż przy zastosowaniu pipety laboratoryjnej. « powrót do artykułu