Znajdź zawartość

Wykonywane w przyszłości biopsje mogą być bezbolesne i nieinwazyjne, a wszystko dzięki technologii laserowej opracowanej na Uniwersytecie Stanowym Michigan. Przechodząc obecnie testy na nowotwory skóry, pacjenci muszą się poddać wycięciu paska skóry. Jest on następnie wysyłany do laboratorium i badany. Jak tłumaczy Marcos Dantus, być może już niedługo dzięki mikroskopom ramanowskim, generującym szybkie, ultrakrótkie pulsy laserowe, by zidentyfikować znajdujące się w danym miejscu cząsteczki, problematyczne znamię zostanie ocenione niemal natychmiast, bez związanego ze stresem czekania na wyniki. Opis nowej wybiórczej cząsteczkowo metody znajduje się w artykule opublikowanym na łamach Nature Photonics. Inteligentne lasery pozwalają nam selektywnie wzbudzać składniki – nawet te o niewielkich różnicach spektroskopowych. Możemy manipulować pulsami lasera, wzbudzając ten związek lub inny, opierając się na ich sygnaturach drganiowych. To zapewnia nam świetny kontrast – wyjaśnia Dantus. W przeszłości naukowcy mogli się zbliżyć do tego poziomu kontrastu, wprowadzając związki fluorescencyjne. Przy stymulowanej spektroskopii ramanowskiej (SRS) stosowanie markerów fluorescencyjnych przestaje już być konieczne. Obrazowanie SRS zapewnia większą specyficzność i możliwość mapowania konkretnych związków chemicznych w otoczeniu innych podobnych (interferencyjnych), np. cholesterolu w obecności lipidów. Wśród dodatkowych zastosowań aplikacji Amerykanie wymieniają dokładne badanie, jak związki chemiczne penetrują włosy i skórę oraz jak leki wnikają w tkanki i do jakich interakcji tkanka-lek w ogóle dochodzi. W ten sposób naukowcy zyskują szansę na zminimalizowanie skutków ubocznych związanych z zażywaniem danego medykamentu, co powinno przyspieszyć jego ewentualną komercjalizację. Poza tym Dantus wykorzystał opisywaną technologię obrazowania do wykrywania na odległość śladów niebezpiecznych związków.

Naukowcy z University of St. Andrews wykorzystali światło do przesyłania cząstek po krzywej. Akademicy odkryli, że pewne szczególne wiązki światła nie ulegają dyfrakcji ani rozproszeniu i, co więcej, potrafią podróżować po krzywej i nadawać przyspieszenie niewielkim cząsteczkom. To działa na cząstki szkła czy nawet komórki jak niewielka armatka śnieżna i może mieć olbrzymie znacznie w badaniach nad fizyką płynów i w biologii komórkowej - mówią autorzy metody. Naukowcy pracują teraz nad stworzeniem metody, która pozwoli wykorzystać zaginające się światło do sortowania cząsteczek czy też do oddzielania wybranych komórek z całej populacji.

Dlaczego miód tak wolno spływa z łyżeczki, przyklejając się do niej? Międzynarodowy zespół naukowców wykazał, że cząsteczki cukru jednocześnie spowalniają ruch cząsteczek wody i nie mają na niego wpływu. Wszystko zależy od przyjętej perspektywy (Journal of Chemical Physics). Wszyscy naukowcy biorący udział w zadawnionym sporze zgadzali się co do tego, że miód i inne syropy to zasadniczo woda zawierająca wysokie stężenia cukru. Niektórzy mówili jednak, że lepkość miodu to wynik spowolnienia ruchu cząsteczek wody przez cząsteczki cukru, inni zaś utrzymywali, że nie ma na to dowodów – relacjonują przebieg wydarzeń członkowie zespołu profesora Glenna Heftera z Murdoch University w Perth. Ekipa Heftera przeprowadziła eksperyment z wykorzystaniem soli, a nie cukru. Zachowuje się ona podobnie, ale jest łatwiejsza do badania. Naukowcy wzięli pod uwagę dwa rodzaje ruchu: 1) prostoliniowy i 2) spiralny. Stwierdzili, że w syropach spowolniony zostaje ruch prostoliniowy, ale rotacyjny się nie zmienia. Jeden z członków zespołu, chemik Ian Larson z Monash University w Melbourne, porównuje zaobserwowane zjawisko do sytuacji samochodów, które utkwiły w korku. Mogą zmieniać pas, ale nie posuwają się naprzód. Larson wyjaśnia też, że uzyskane w przeszłości sprzeczne wyniki nie były tak naprawdę sprzeczne. Różni naukowcy brali po prostu pod uwagę różne rodzaje ruchu.

Naukowcy z Ryukoku University w Kioto opracowali świecący w ciemności fluoryzujący materiał, dzięki któremu można uzyskać wszystkie barwy, łącznie ze światłem białym. Nie wymaga on dostarczania prądu, można by go więc wykorzystać do "wyświetlania" np. znaków ostrzegawczych czy informacyjnych. W związku z dużą oszczędnością energii są nim już zainteresowane dwa duże miasta: Tokio i Nowy Jork. Jak zauważa jeden z badaczy, Mitsunori Saito, tradycyjne zielone lub niebieskie luminofory [substancje chemiczne zaczynające świecić pod wpływem uderzających w nie elektronów — przyp. red.] dają nienaturalne oświetlenie, w którym ludzie odczuwają niepokój. Cechuje je także nieduży kontrast, a to spory problem przy pogorszonej widoczności, np. w gęstej mgle czy dymie. Według Japończyków, cieplejsze kolory, np. pomarańczowy albo czerwony, pozwalają stworzyć czytelniejsze znaki. Łącząc czerwony, zielony i błękity, potrafimy nawet uzyskać białe światło, a to może oznaczać naturalniejsze oświetlenie pomieszczeń itp. Materiały fluorescencyjne absorbują energię, kiedy wystawia się je na działanie światła i emitują ją, gdy robi się ciemno. Do tej pory dysponowano długo świecącymi zielonymi i niebieskimi substancjami, czerwone jarzyły się jednak dużo krócej, bo przez kilka minut, a nie godzin. Mitsunori Saito i jego dwuosobowy zespół (Naoki Adachi i Hiroyasu Kondo) przekroczyli to ograniczenie, dodając do szmaragdowych i błękitnych luminoforów czerwony barwnik. Cząsteczki barwnika absorbują energię światła emitowanego przez luminofor i zaczynają się jarzyć na czerwono "na własną rękę". Mieszając w różnych proporcjach czerwony barwnik z zielonym i niebieskim luminoforem, można uzyskać pełną gamę kolorów rozróżnianych gołym okiem. Naukowcy podkreślają, że barwnik w żaden sposób nie zmienia wydajności lampy. Po 5-minutowym ładowaniu świeci ona ok. 3 godzin (Optics Express).

Najlepszym kształtem pojazdu kosmicznego, który zagwarantuje bezpieczeństwo załodze długodystansowych lotów, wcale nie jest rakieta, ale coś przypominającego jeżyka z grejpfruta z powbijanymi na wykałaczkach w skórkę wiśniami – twierdzi Ram Tripathi, inżynier z laboratorium badawczego NASA w Hampton. Ta futurystyczna forma ma uchronić astronautów przed nowotworami wywoływanymi promieniowaniem. Najważniejszym jego rodzajem jest galaktyczne promieniowanie kosmiczne (ang. galactic cosmic rays, GCR). Opisuje się je jako strumień naładowanych elektrycznie cząsteczek, m.in. elektronów, jonów metali ciężkich (choćby żelaza i uranu) oraz powstających wskutek aktywności Słońca protonów i jąder helu. Pokrywająca pojazd dodatkowa kapsuła z aluminium nie jest dobrym rozwiązaniem, ponieważ stanowiłaby nadmierne obciążenie, przyczyniające się do spalania dużych ilości paliwa. W artykule opublikowanym w czasopiśmie fachowym Advances in Space Reasearch Tripathi, John Wilson i Robert Youngquist stwierdzają, że prace nad ochroną przed szkodliwym promieniowaniem stanowią obecnie jeden z priorytetów NASA. Tylko po rozwiązaniu tego problemu można myśleć o podróżach na Marsa i dalej. Tripathi obmyślił następującą konstrukcję. Z głównej kapsuły wystawałyby podpory. Miałyby one ok. 50 m długości. Na nich umieszczono by naładowane dodatnio i ujemnie sfery, które odbijałyby naładowane cząsteczki GCR. Inżynier wyliczył, że ich średnica powinna wynosić 10-20 metrów. Ruch takich "wisienek" byłby dokładnie kontrolowany, aby jak najskuteczniej chronić załogę przed promieniowaniem. Sfery dają większą objętość przy jednocześnie mniejszej masie, a co najważniejsze, równomiernie rozmieszczają odbijane ładunki na swojej powierzchni. Tylko sfery byłyby wyprodukowane z glinu, podczas gdy główna część statku z najnowocześniejszego materiału kompozytowego: połączenia węglowych nanorurek z glinem. Jest on niezwykle lekki, ale zarazem wytrzymały, dlatego skutecznie odpierałby ataki jonów metali ciężkich. Naukowiec przekonuje, że idealne zabezpieczenie uwzględnia zarówno inteligentne materiały, jak i ekranowanie elektrostatyczne.