Znajdź zawartość

Fizycy z uniwersytetów Harvarda, Princeton i Brandeis stworzyli półprzepuszczalne pęcherzyki z gliny. Wykazali w ten sposób, że tego typu gliniane "pojemniki" mogły być idealnymi miejscami, w których powstawały złożone molekuły organiczne. Oznacza to, że pierwsze prymitywne komórki mogły powstawać w mikroskopijnych pustych przestrzeniach w glinie. W ciągu ostatnich kilku dekad naukowcy intensywnie badali rolę pęcherzyków powietrza w koncentracji molekuł i nanocząsteczek, dzięki czemu mogło dochodzić do interesujących reakcji chemicznych. Teraz opisaliśmy kompletny fizyczny mechanizm, który pozwala na zmianę dwufazowego systemu glina-powietrze, który uniemożliwia zajście jakichkolwiek przemian chemicznych z użyciem wody w jednofazowy wodny system, utworzony z materiałów, które są szeroko dostępne w otoczeniu - mówi Anand Bala Subramanian, jeden z autorów badań. Bąbelki wzmocnione gliną powstają w sposób naturalny, gdy cząsteczki smektytu gromadzą się na zewnętrznej powierzchni bąbla powietrza uwięzionego pod wodą. Gdy następnie tak utworzony pęcherzyk wejdzie w kontakt np. z etanolem lub metanolem, które mają mniejsze napięcie powierzchniowe niż woda, glina ulega zmoczeniu, a znajdujący się wewnątrz pęcherzyk powietrza rozpuszcza się. Powstaje gliniana półprzepuszczalna skorupka wypełniona wodą, na tyle wytrzymała, że jest w stanie ochronić swoją zawartość przed czynnikami zewnętrznymi. Mikroskopijne pory w skorupce umożliwiają przenikanie doń niewielkich cząsteczek, a jednocześnie większe struktury nie są w stanie opuścić skorupki. Taka skorupka przypomina zatem komórkę. Co więcej smektyt, który powszechnie występuje w glinie, jest katalizatorem pomagającym lipidom w tworzeniu membran oraz pojedynczym nukleotydom w łączeniu się w RNA. Subramaniam i jego koledzy spekulują, że pory w glinianych skorupkach mogły z jednej strony działać jak selektywne punkty, dzięki którym do wnętrza przenikały tylko niektóre molekuły, a z drugiej jako katalizatory. Sugerujemy, że małe molekuły kwasów tłuszczowych wnikały do skorupek, łączyły się tam w większe struktury i nie mogły się wydostać. Korzyścią z zamknięcia była osłona przed światem zewnętrznym oraz możliwość samoorganizowania się molekuł - mówi główny badacz, profesor Howard A. Stone. W najbliższej przyszłości uczeni chcą sprawdzić, czy w dzisiejszym naturalnym środowisku można znaleźć opisywane przez nich gliniane "protokomórki". Nie wiemy, czy takie gliniane pęcherzyki mogły odegrać znaczącą rolę w formowaniu się życie, ale sam fakt, że są tak wytrzymałe oraz że glina ma znane właściwości katalityczne sugerują, iż jakąś rolę odegrały - mówi Stone.

Japońscy naukowcy twierdzą, że mieszanina wody i gliny może zastąpić tworzywa sztuczne. Zespół Takuzo Aidy z Uniwersytetu Tokijskiego zmieszał kilka gramów gliny ze 100 gramami wody w obecności poliakrylatu sodu, działający jak "molekularny klej". Ten polimer spowodował, że glina przekształciła się w bardzo cienkie warstwy, co zwiększyło jej powierzchnię i pozwoliło na dobre przyleganie "kleju". W efekcie uzyskano plastyczny przezroczysty żel, który w 98% składa się z wody. Żel jest na tyle mocny, że udało się z niego zbudować most o szerokości 3,5 centymetra. Japończycy mówią, że wytrzymałość źelu zależy od sumy sił działających pomiędzy warstwami gliny a klejem, a więc od tzw. sił supramolekularnych. Wytrzymałość wielu hydrożeli jest zależna od kowalencyjnych wiązań chemicznych, a nie od sił supramolekularnych. Wadą takiej właściwości jest fakt, że jeśli dojdzie do zerwania wiązań, cały materiał traci na wytrzymałości. W przypadku sił supramolekularnych nie ma takiego niebezpieczeństwa, gdyż jeśli nawet materiał zostanie osłabiony np. pod wpływem nacisku, to siły supramolekularne ponownie zaczną działać i materiał odzyska wytrzymałość. Takuzo Aida podkreśla jeszcze jedną przydatną cechę nowego hydrożelu - jego formowanie trwa zaledwie 3 minuty, a do otrzymania substancji nie jest konieczne rozumienie procesu jej tworzenia się. Craig Hawker z Uniwersytetu Kalifornijskiego z Santa Barbara jest pod wrażeniem osiągnięć Japończyków. Największym przełomem jest łatwość produkcji oraz wyjątkowe właściwości uzyskanego materiału - stwierdził. Jego zdaniem największe zalety nowego hydrożelu to wytrzymałość i zdolność do samonaprawy. W przyszłości mogą dzięki niemu powstać jeszcze doskonalsze materiały.

Mimo wysiłków indyjskiego rządu Tadż Mahal zmienia barwę ze śnieżnobiałej na żółtawą. Wszystkiemu winne jest zanieczyszczenie środowiska. Zgodnie z raportem parlamentarnej komisji ds. transportu, turystyki i kultury, w białym marmurze odkładają się cząsteczki zanieczyszczeń. Wcześniej próbowano już na różne sposoby nie dopuścić do skażenia powietrza w okolicach mauzoleum w Agrze. Zbudowano tam m.in. stację monitoringową. Okazuje się, że stężenia gazów, dwutlenku siarki oraz tlenków azotu, mieszczą się w granicach normy, ale zanieczyszczenia cząsteczkowe znacznie je przekraczają. Wyjątkiem jest pora deszczowa. Specjaliści zasugerowali, że podczas prac rekonstrukcyjnych ściany Tadż Mahal powinno się pokryć gliną. Nie spowoduje to korozji ani abrazji, a usunie żółte zabarwienie białego marmuru. Tadż Mahal został wzniesiony w latach 1632-52 przez władcę Szahdżahana. Był to hołd złożony małżonce Mumtaz Mahal. Nad grobowcem pracowało 20 tys. osób. Tyle samo turystów każdego roku podziwia ich dzieło.