Znajdź zawartość

Naukowcy z MIT-u (Massachusetts Institute of Technology) poinformowali o dokonaniu przełomowego odkrycia, które w niedalekiej przyszłości zamieni światło słoneczne z marginalnego w główne źródło czystej energii. Akademicy opracowali bowiem tanią prostą metodę przechowywania energii. Dotychczas z energii słońca można było korzystać tylko w dzień, gdyż jej przechowywanie jest bardzo drogie i mało efektywne. Wykorzystanie energii słonecznej zawsze miało poważne ograniczenia. Teraz myślimy o Słońcu jako o niewyczerpanym źródle energii, z którego już wkrótce będziemy mogli korzystać - mówi profesor Daniel Nocera, jeden z głównych autorów studium. To wielkie odkrycie o olbrzymim znaczeniu dla przyszłości ludzkości - mówi Barber. Nie można go przecenić, gdyż umożliwia opracowanie technologii, które zmniejszą naszą zależność od paliw kopalnych, a jednocześnie pomogą w walce ze zmianami klimatycznymi - dodaje. Obecnie używane przemysłowe procesy elektrolizy, dzięki którym przeprowadza się rozkład wody na tlen i wodór, mają spore wady w porównaniu z technologią Nocery. Wykorzystywane są w nich bowiem bardzo drogie elektrody, a cały proces przebiega w silnie zasadowym środowisku. Sam Nocera mówi, że prace jego zespołu to dopiero początek. Jego zdaniem naukowcy wykorzystają nową technologię i w ciągu 10 lat rozpocznie się rewolucja, której skutkiem będzie ograniczenie scentralizowanych systemów produkcji i dystrybucji energii. Każdy właściciel domu będzie mógł korzystać za dnia z energii słońca, której nadmiar zostanie wykorzystany do przeprowadzenia elektrolizy wody, dzięki czemu zapewni sobie energię wówczas, gdy słońce nie świeci.

Herself to rzeźba w formie sukienki, którą należy uznać za pierwszy na świecie element garderoby oczyszczający powietrze. Jak by nie patrzeć, choć powstała z betonowej mieszanki w spreju, prototypowa suknia jest bardzo piękna. Stanowi efekt kilkuletniej współpracy Uniwersytetów w Sheffield i Ulsterze, a także Londyńskiego College'u Mody. Jak napisano na witrynie projektu Catalytic Clothing, w swoim pobliżu Herself absorbuje zanieczyszczenia z powietrza. Na razie nie wiadomo, jak suknia działa. Amy Dusto z serwisu Discovery News podejrzewa jednak, że na podobnej zasadzie jak przezroczysty beton włoskiej firmy Italcementi, który stanowi połączenie cementu, żywic, żwiru i piasku. Materiał ten zadebiutował we włoskim pawilonie na zeszłorocznym Expo w Szanghaju. Przyjazny środowisku budynek, w którym go użyto, przypominał olbrzymi lampion, widać było bowiem prześwitujące przez niego światło. Niedawno wynalazek pojawił się też w Europie. W jego przypadku światło stanowi katalizator, przyspieszający zachodzenie reakcji między tlenkiem tytanu(IV) a zanieczyszczeniami powietrza. Zgodnie z doniesieniami, w ten sposób udaje się obniżyć stężenie tlenku węgla i tlenku azotu(IV) aż o 65%. Pomysłodawcy i wykonawcy sukni mają nadzieję, że w przyszłości 40 kobiet ubranych w Herself (lub ludzi w podobnie działającej odzieży) w minutę oczyści 2 metry sześcienne powietrza. Stanie się tak pod warunkiem, że skupią się na metrze kwadratowym podłoża. Mało wykonalne, chyba że weźmie się pod uwagę rekordy liczby osób, które zmieszczą się naraz np. w małym fiacie. Pozostaje mieć nadzieję, że naukowcy szybko ulepszą swoją technologię... Pod wskazanym adresem można obejrzeć zdjęcia sukni oraz zapisane na tablicy opinie o niej, wyrażane przez zwiedzających wystawę.

Chemicy z Instytutu Koloidów i Interfejsów Maxa Plancka wynaleźli technologię, która pozwala na niemal kompletne przekształcenie naturalnej matrycy – użyłkowania liścia – w magnetyczny cementyt (węglik żelaza). By się to udało, potraktowali liść octanem żelaza, azotem i ciepłem. Jak zapewniają twórcy, metodę można wykorzystać do odtworzenia w węglikach metali wszystkich zawierających węgiel struktur. Naturalne formy są bardzo użyteczne z kilku względów. Po pierwsze, zazwyczaj wykazują wysoką stabilność mechaniczną. Po drugie, w związku z dużymi powierzchniami, wspaniale nadają się na wzorce pod katalizatory czy elektrody. Badacze z Poczdamu zainteresowali się właśnie węglikiem metalu, ponieważ ma właściwości magnetyczne, przewodzi prąd i wykazuje dużą wytrzymałość na wysokie temperatury i naprężenia. Ze względu na stabilność materiałowi niezwykle trudno było nadać konkretną formę, ale Niemcy znaleźli na to sposób. Zaczęli od zanurzenia ożyłkowania liścia kauczukowca w roztworze octanu żelaza. Później osuszyli je powietrzem ogrzanym do temperatury 40 stopni Celsjusza. Na końcu przyszła kolej na azot i kolejne ogrzanie, tym razem do temperatury 700 stopni Celsjusza. Strukturę odtworzono co do najmniejszego szczegółu – chwali się przeprowadzająca eksperyment Zoe Schnepp. Potraktowany gorącem octan żelaza z unerwienia liścia przekształca się w cementyt, który ulega następnie zredukowaniu przez węgiel z nerwacji do węglika żelaza. Użyłkowanie stanowi zarówno formę, jak i dostarcza węgiel do przebiegu reakcji. W rezultacie przekształciliśmy organiczną strukturę w jednym kroku. To odróżnia naszą metodę od innych technik, które także wykorzystują biologiczne formy do uzyskania struktur nieorganicznych. Naukowcy od jakiegoś czasu pozyskują tlenki metali, wychodząc od naturalnych materiałów, np. liści. Jednemu zespołowi udało się już wygenerować węglik krzemu [karborund] ze wstępnie przetworzonych materiałów naturalnych. My rozwinęliśmy ten proces. Aby sprawdzić, czy liść uległ całkowitemu przekształceniu w węglik żelaza, badacze umieścili go w ogniwie elektrolitycznym jako anodę. Na użyłkowaniu gromadził się tlen, a na katodzie wodór. Eksperyment potwierdził, że większość liścia przekształciła się w węglik żelaza. Poza tym zawiera on niewielką domieszkę węgla. Za pomocą magnesu trwałego Niemcy wykazali też, że unerwienie uzyskało właściwości magnetyczne węglika żelaza.

Priony mogą się nagle pojawiać w zdrowej tkance mózgu. Katalizatorem reakcji obserwowanej przez autorów studium z The Scripps Research Institute oraz Uniwersyteckiego College'u Londyńskiego była powierzchnia stalowych przewodów. Wcześniejsze badania pokazały, że priony z łatwością wiążą się z tego typu powierzchniami i niezwykle skutecznie inicjują zakażenie. W najnowszym eksperymencie przewody pokryte niezarażonym homogenatem mózgu także zapoczątkowywały chorobę prionową w hodowli komórkowej, w dodatku myszy mogły się tą drogą zarazić. Choroby prionowe, takie jak sporadyczna postać choroby Creutzfeldta-Jakoba (ang. sporadic Creutzfeldt-Jakob disease, sCJD) u ludzi czy atypowa encefalopatia gąbczasta bydła, występują rzadko i losowo. Proponowano, by uznać, że przypadki te stanowią odzwierciedlenie rzadkich spontanicznych aktów powstawania prionów w mózgu. Nasze studium oferuje eksperymentalny dowód na potwierdzenie, że priony rzeczywiście tworzą się spontanicznie, i pokazuje, że zdarzeniom tym sprzyja kontakt ze stalowymi powierzchniami – twierdzi dr Charles Weissmann. Priony odkryto w 1982 r. Są to patologicznie uformowane białka, będące jedynymi znanymi czynnikami zakaźnymi niezawierającymi DNA ani RNA. W komórkach ssaków powstaje niegroźne fizjologiczne białko PRPc (od ang. Cellular Prion-Related Protein – komórkowa forma białka związanego z prionami), lecz po zakażeniu prionami następuje jego zmiana w patologiczną postać PRPsc (od ang. Prion-Related Protein - Scrappie form - PRP związane z chorobą scrappie). W końcowych stadiach choroby występują duże agregaty białka o nieprawidłowej konformacji. Towarzyszy temu masywne uszkodzenie komórek i tkanek. W amerykańsko-brytyjskim studium wykorzystano test Scrapie Cell Assay autorstwa Weissmanna. Za jego pomocą mierzono możliwości infekcyjne przewodów pokrytych prionami. Ku swojemu zaskoczeniu zespół stwierdził, że zakażenia wystąpiły także w grupie kontrolnej, stykającej się wyłącznie z drutami pokrytymi prawidłowymi mysimi komórkami. Było to tym dziwniejsze, że podczas eksperymentu bardzo rygorystycznie przestrzegano wszelkich wytycznych, by uniknąć skażenia prionami. Weissmann i John Collinge z UCL zauważyli, że kiedy PRPc nałoży się na stalowe przewody i zetknie z hodowlami komórkowymi, niewielka, ale istotna statystycznie część drutów wywoła zakażenie komórek prionami. Po przeniesieniu ich na myszy choroba nadal postępuje. Weissmann podkreśla, że istnieje alternatywne wyjaśnienie zaobserwowanego zjawiska. Infekcyjne priony mogą być zawsze obecne w mózgu w stężeniach niewykrywalnych dla konwencjonalnych metod (normalnie są one rozkładane w takim samym tempie, jak powstają). Metalowa powierzchnia koncentrowałaby zaś patologiczne białka, zwiększając skuteczność detekcji.

Naukowcy z Lawrence Berkeley National Laboratory oraz University of Califronia, Berkeley odkryli nowy tani katalizator, który efektywnie pozwala uzyskać wodór z wody. Nasz nowy katalizator oparty jest na aldehydzie molibdenowym, który jest około 70-krotnie tańszy od platyny, najszerzej używanego katalizatora do rozbijania cząstek wody - mówi Hemamala Karunadasa. Ponadto nasz katalizator nie wymaga dodatków organicznych, może działać w wodzie o odczynie obojętnym, nawet w brudnej. Pracuje też w wodzie morskiej, najbogatszym źródle wodoru na ziemi - dodaje uczona. Jest ona, wraz z Christopherem Changiem i Jeffreyem Longiem, współautorką badań oraz opisującego ich wyniki artykułu w piśmie Nature. Wodór jest postrzegany jako paliwo przyszłości. Obecnie największym jego źródłem w USA są paliwa kopalne. Uzyskiwany w ten sposób wodór jest tani, ale jego produkcja przyczynia się do zanieczyszczenia środowiska. Wodór można otrzymywać z elektrolizy wody. To czysta metoda, szczególnie jeśli energia, wykorzystywana do jej przeprowadzenia, pochodzi ze źródeł naturalnych. Jednak wymaga użycia dużych ilości energii bądź katalizatora. Powszechnie wykorzystywana platyna jest bardzo droga. Stąd też konieczność znalezienia materiału, który będzie tani i równie wydajny. Karundasa, Chang i Long odkryli, że takim materiałem jest (PY5Me2)Mo-oxo.

Nanotechnologia i nanomateriały to z pewnością jedne z najpopularniejszych haseł w nauce XXI wieku. Najczęściej i najwięcej mówi się o węglowych nanorurkach, które obiecują przełom w wielu dziedzinach technologii. Ale operowanie w nanoskali to także inne materiały i technologie. Chociażby kontrolowanie pojedynczej molekuły... wody i kontrolowanie wyników jej dysocjacji w cienkich błonach. Osiągnięciem takim mogą się pochwalić pracownicy RIKEN - czołowego japońskiego instytutu naukowo-technologicznego. Przy pomocy mikroskopu tunelowego udało im się selektywnie kontrolować dysocjację molekuły wody w cienkiej błonie tlenku magnezu (MgO) o grubości zaledwie kilku atomów (ilustracja 1). W bardzo niskiej temperaturze mikroskop tunelowy pozwolił im wstrzykiwać tunelowane elektrony do molekuł wody na powierzchni błony (ilustracja 2) oraz wybierać jeden ze sposobów dysocjacji. Poprzez wzbudzanie wibracji molekuły do odpowiednio wysokiego stanu wywoływano dysocjację do grupy hydroksylowej (H + OH) (ilustracja 3a i 3b), zaś poprzez wzbudzanie wysokiego stanu elektrycznego wywoływano dysocjację do tlenu atomowego (O) (ilustracja 3c i 3d). Taka kontrola nad dysocjacją molekuł wody i wpływ na różne jej przebiegi, choć brzmi bardzo abstrakcyjnie, stwarza wyjątkowe praktyczne możliwości budowy nowych rodzajów katalizatorów. Szczególnie mocno oczekiwane są katalizatory pozwalające na łatwiejsze i tańsze wytwarzanie wodoru, potencjalnego źródła energii czystej ekologicznie. Zrozumienie dynamiki zachowania molekuł wody pozwoli być może na konstruowanie bardziej zaawansowanych i skomplikowanych katalizatorów na błonach z tlenków metali - te bowiem ujawniają coraz więcej ciekawych i użytecznych właściwości podczas badań w nanoskali.

Choć teoria ewolucji została powszechnie zaakceptowana przez naukowców, od wielu lat nie ustalono, w jaki sposób powstały pierwsze formy życia na naszej planecie. Teraz, dzięki eksperymentowi przeprowadzonemu przez badaczy z Uniwersytetu Rzymskiego, poznaliśmy istotne fakty na temat powstawania ważnych związków organicznych. Doświadczenie pokazało, w jaki sposób może dojść do samoistnej syntezy długich fragmentów RNA - jednego z nośników informacji genetycznej, posiadającego także właściwości katalizatora (substancji ułatwiającej zachodzenie niektórych reakcji chemicznych). Uważa się, że właśnie takie cząsteczki mogły być najważniejszym składnikiem pierwszych, niezwykle prymitywnych komórek. W normalnych warunkach cząsteczki RNA mogą co prawda powstawać samoistnie, lecz wiązania pomiędzy tworzącymi je podjednostkami (nukleotydami) są bardzo niestabilne. Z tego powodu samoczynna synteza długich nici RNA wydaje się mało prawdopodobna. Jak się jednak okazuje, w odpowiednich warunkach kilka wytworzonych osobno łańcuchów może się ze sobą łączyć, tworząc znacznie dłuższą cząsteczkę. Głównym autorem eksperymentu jest Ernesto Di Mauro. Badacz testował zdolność RNA do ligacji, czyli łączenia się ze sobą całych nici, w zależności od pH oraz temperatury środowiska. Okazuje się, że przy lekko zakwaszonym środowisku oraz temperaturze nieco poniżej 70 stopni Celsjusza wystarczy zaledwie kilkanaście godzin, by w roztworze powstały stosunkowo długie cząsteczki. Na podstawie doświadczenia Di Mauro wykazał, że powstające molekuły mogą osiągać długość około stu nukleotydów. Jest to niezwykle istotne, gdyż właśnie taka długość łańcucha jest uznawana za swoistą granicę: cząsteczki dłuższe od stu podjednostek są w stanie tworzyć struktury trójwymiarowe. Powstawanie tych złożonych form jest konieczne, by cząsteczka RNA zyskała zdolności katalityczne i była w stanie przeprowadzać niektóre reakcje chemiczne. Wykonany eksperyment jest pierwszym, który potwierdza doświadczalnie możliwy mechanizm powstania pierwszych katalizatorów biologicznych. Ich obecność jest uznawana za czynnik niezbędny do funkcjonowania organizmów żywych, co może oznaczać, że włoscy naukowcy odkryli właśnie prawdopodobny mechanizm powstania zalążków życia na Ziemi.

W Brookhaven National Laboratory (BNL) powstał nowy katalizator, dzięki któremu etanolowe ogniwa paliwowe mogą w końcu trafić do niewielkich urządzeń elektronicznych. Zasilane etanolem ogniwa mogą być bardziej efektywne niż etanolowe silniki oraz prostsze w użyciu niż ogniwa wodorowe. Etanol jest bowiem łatwiejszy w transporcie i przechowywaniu. Dotychczas jednak nie istniał dobry katalizator, który byłby w stanie efektywnie utlenić etanol i pozyskać elektrony. Naukowcy z Brookhaven stworzyli katalizator, który zapewnia 100-krotnie wyższe natężenie prądu uzyskiwanego z etanolu niż dotychczas stosowane urządzenia. Pierwsze testy pokazały, że z centrymetra kwadratowego powierzchni można uzyskać 7,5 miliampera. Radoslav Adzic, chemik z BNL mówi, że jest prawie pewien, że katalizator, po wbudowaniu w ogniwo paliwowe, zapewni natężenie rzędu setek miliamperów na centymetr kwadratowy. Podobnego zdania jest Brian Pivovar, naukowiec z National Renewable Energy Laboratory, który nie brał udziału w badaniach w BNL. Jeśli przewidywania naukowców się spełnią, to ogniwo etanolowe będzie równie wydajne co metanolowe. Etanol ma nad metanolem liczne przewagi: zapewnia więcej energii, jest mniej toksyczny i łatwiej uzyskać go ze źródeł odnawialnych. Katalizator Adzica został zbudowany z niewielkich klastrów platyny i rodu umieszczonych na tlenku cyny. Połączenie rodu z tlenkiem cyny umożliwia rozerwanie w niskiej temperaturze połączeń pomiędzy atomami węgla, a platyna odgrywa kluczową rolę podczas produkcji protonów i elektronów z atomów wodoru. Zanim katalizator trafi do komercyjnych produktów, trzeba przede wszystkim obniżyć jego cenę. Rod jest droższy od platyny, tak więc trzeba będzie albo zastąpić go innym metalem, albo opracować technologię, która pozwoli zmniejszyć jego ilość w katalizatorze. Jednak Adzic osiągnął to, czemu nikomu wcześniej się nie udało - w niskiej temperaturze rozerwał wiązania węgla w etanolu.

Enzymy, naturalne katalizatory pracujące nieustannie we wszystkich organizmach żywych, są niezbędne dla przetrwania życia na Ziemi. Ich zdolność do przyśpieszania przebiegu wielu reakcji chemicznych od dawna zadziwia naukowców. Badacz z Uniwersytetu Nowej Karoliny odkrył właśnie właściwości białka, które bije pod tym względem wszelkie znane dotychczas rekordy. Omawiana proteina to dekarboksylaza uroporfirynogenu - enzym kluczowy dla produkcji m.in. hemoglobiny oraz chlorofilu. Jego zadaniem jest rozkład cząsteczki uroporfirynogenu z oddzieleniem czterech cząsteczek ditlenku węgla (CO2). Enzym ten jest w stanie przeprowadzić w ciągu kilkudziesięciu milisekund reakcję, która w normalnych warunkach zachodzi w czasie... 2,3 miliarda lat! To mniej więcej połowa wieku Ziemi. Autorem odkrycia jest prof. Richard Wolfenden, specjalista z zakresu biochemii, biofizyki i chemii. Trzynaście lat temu ten sam badacz odkrył inny wyjątkowo "szybki" enzym, biorący udział w syntezie RNA i DNA, który jest w stanie przeprowadzać reakcję, na której zajście w normalnych warunkach potrzeba 78 milionów lat. Teraz odkryliśmy reakcję, która pod nieobecność enzymu zachodzi trzydziestokrotnie wolniej, tłumaczy naukowiec. Jak twierdzi, czas półtrwania substratu, czyli "surowca" rozkładanego w tej reakcji, wynosi właśnie 2,3 miliarda lat. Oznacza to, że po takim czasie rozpadłaby się co druga cząsteczka uroporfirynogenu w danej próbce. Prof. Wolfenden podkreśla, że dekarboksylaza uroporfirynogenu jest enzymem kluczowym dla roślin i zwierząt. Jego zdaniem odkrycie skłania także do refleksji na temat złożoności procesu ewolucji: to sprawia, że zastanawiasz się nad tym, w jaki sposób dobór naturalny działał w taki sposób, że doszło do wytworzenia proteiny, która stała się katalizatorem dla tak niezwykle powolnej reakcji. Badania z zakresu enzymologii mogą być bardzo istotne nie tylko z czysto poznawczego punktu widzenia. Mogą one także wspierać wysiłki na rzecz tworzenia coraz lepszych leków. Przykładem takiego działania było np. zdefiniowanie przez prof. Wolfendena struktury konwertazy angiotensyny, enzymu kluczowego dla rozwoju nadciśnienia tętniczego. Dzięki badaniom naukowca z Uniwersytetu Nowej Karoliny udało się zrozumieć działanie tego białka, co pozwoliło na stworzenie skuteczniejszych leków przywracających prawidłowe ciśnienie krwi. Z podobnych odkryć mogą skorzystać także inne gałęzie przemysłu. Jeżeli uda nam się odkryć kluczowe cechy sprawnie działających enzymów, możemy posiąść technologie pozwalające na niezwykle wydajną produkcję wielu potrzebnych nam na codzień substancji.

Już za cztery miesiące na rynek ma trafić nowy materiał chroniący przed korozją np. karoserie samochodów. Paul Brawn i Scott White z University of Illinois at Urbana-Champaign opisali swój wynalazek w Advanced Materials. Ich pomysł zakłada wykorzystanie dwóch rodzajów poliuretanowych mikrokapsułek. W jednym z nich znajduje się polimer, a w drugim katalizator. Kapsułki można mieszać z wieloma rodzajami farb i lakierów. Jeśli np. karoseria samochodu zostanie zarysowana, dojdzie do rozerwania kapsułek, a polimer i katalizator połączą się, tworząc warstwę ochronną. Olbrzymią zaletą tego systemu, w porównaniu do podobnych rozwiązań, jest fakt, iż do odpowiedniego wymieszania się obu składników ochronnych nie jest potrzebna ani podwyższona temperatura, ani zwiększona wilgotność. Podczas testów naukowcy sprawdzali szeroką gamę stalowych płytek, które były pokryte różnymi farbami i lakierami. W części z nich wykorzystano wspomniane mikrokapsułki. Płytki zarysowywano, a następnie na pięć dni zanurzano w słonej wodzie. Na tych, których nie chroniły kapsułki, już w ciągu 24 godzin pojawiły się widoczne ślady rdzy. Płytki z kapsułkami pozostały nietknięte. Kapsułki są tanie i łatwe w produkcji, mogą być mieszane z różnymi typami pokrycia metali i wytrzymują temperaturę do 150 stopni Celsjusza. Sprawdzają się zarówno w lakierach samochodowych, jak i w pokryciach okrętów wojennych. Średnica kapsułek wynosi od 10 do 100 mikrometrów, nie wiadomo więc, czy będą się nadawały do zastosowania tam, gdzie ważna jest estetyka. Umieszczenie ich w lakierze samochodowym może spowodować, że karoseria będzie szorstka w dotyku. Dlatego też nowa technologia najpierw trafi do przemysłu okrętowego czy wydobywczego, gdzie zapobieganie korozji jest poważnym wyzwaniem, a estetyka odgrywa drugoplanową rolę.

Alexander Eychmüller i jego zespół z Politechniki w Dreźnie zauważyli, że grzyby w naturalny sposób absorbują nanocząsteczki metali. Po włączeniu ich do plechy powstają hybrydy grzyb-metal, które można wykorzystać np. w katalizatorach lub środkach odkażających. W metalowych katalizatorach przemysłowych wykorzystuje się kryształy metali, np. niklu, żelaza czy platyny. By uzyskać jak największą powierzchnię metaliczną, trzeba się posłużyć obojętnym podłożem o jak największej powierzchni właściwej (przy zachowaniu stosunkowo niedużej objętości). Cząsteczki katalizatora nie powinny się zlepiać ani tworzyć spieków, dlatego chemicy uciekają się do pomocy roztworu. W takich warunkach trudno jednak oddzielić cząsteczki katalizatora od produktów reakcji. Grzyby, które je asymilują i stabilizują, wydają się więc idealnym rozwiązaniem. Odzyskanie katalizatora z plechy wydaje się bowiem może nie dziecinnie łatwym, ale ułatwionym zadaniem. Niemcy podawali grzybom, w tym pędzlakom (Penicillium), pożywki z różnymi metalami: złotem, srebrem, platyną i palladem. Po dwóch miesiącach obejrzeli ich grzybnię pod skaningowym mikroskopem elektronowym. Okazało się, że strzępki pokrywa metaliczna skórka – miniaturowe cząsteczki tworzyły warstwę o grubości do 200 nanometrów. Naukowców zaskoczyło, że grzybom zdawało się to w ogóle nie przeszkadzać. Jeden z gatunków nie reagował nawet na skorupę ze srebra, które jest przecież wykorzystywane jako środek dezynfekujący i jest dla wielu mikroorganizmów toksyczne. Co najważniejsze, chociaż warstwa była grubsza od średnicy poszczególnych cząsteczek (10-20 nanometrów), nie zlepiły się one w większe bryły, a katalizator zachował swoje cenne właściwości. Eychmüller uważa, że odkrycie i opisanie mechanizmu, za pośrednictwem którego grzyby wiążą się z metalami, pomoże wyjaśnić, czemu niektóre organizmy są szczególnie podatne na akumulację metali ciężkich. Musi istnieć powód, czemu specyficzne nanocząsteczki wiążą się ze specyficznymi grzybami. Do tej pory niewiele wiemy o oddziaływaniach zachodzących na tym poziomie.

Synteza białek rozpoczyna się od wytworzenia lub sprowadzenia do organizmu elementów składowych, czyli aminokwasów. Chińscy naukowcy udowodnili jednak, że można to zrobić zupełnie inaczej. Wygodniejsza w tym przypadku metoda przypomina wykorzystywaną przy produkcji tworzyw sztucznych polimeryzację olefin (alkenów). Substraty są tanie, co w przypadku działań na skalę przemysłową stanowi niewątpliwie duży plus (Angewandte Chemie). Aminokwasy zawierają dwie grupy funkcyjne: zasadową grupę aminową (-NH2) oraz kwasową grupę karboksylową (-COOH). Tworząc wiązania peptydowe pomiędzy grupą aminową jednego aminokwasu a grupą kwasową drugiego, mogą się łączyć w długie łańcuchy polipeptydowe. Chińczycy zauważyli jednak, że by uzyskać taki sam efekt, wcale nie trzeba rozpoczynać od aminokwasów. Idealnymi substratami okazały się iminy. Są to związki organiczne, które powstają w wyniku reakcji związków karbonylowych z amoniakiem albo aminami pierwszorzędowymi. Charakteryzują się właściwościami zasadowymi. W cząsteczkach imin występuje podwójne wiązanie między atomami węgla i azotu: RCH=NR' lub RR'C=NR''. Jeśli iminy połączy się naprzemiennie z cząsteczkami tlenku węgla (CO), otrzymamy łańcuch składający się z dwóch rodzajów elementów. Reakcja tę obmyślono na wzór wykorzystywanej podczas produkcji plastików polimeryzacji Zieglera-Natty, przy której korzysta się z pomocy katalizatorów metalicznych. Jej kluczowym etapem jest insercja, czyli łączenie się monomerów z atomami metalu. Do tej pory nie udało się przeprowadzić podobnej kopolimeryzacji białka, ponieważ nie można było znaleźć skutecznego i działającego nieprzerwanie katalizatora. Zespół Huailina Suna z Nankai University odkrył, że do tego celu doskonale nadaje się pewien związek kobaltu. W przyszłości Chińczycy chcą do budowy łańcucha wykorzystać nie jeden, a kilka rodzajów imin.

Chemicy z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Dan Diego zaprezentowali urządzenie, które wykorzystuje energię słoneczną do zamiany gazu cieplarnianego w użyteczny produkt. Profesor Clifford Kubiak, specjalizujący się w chemii i biochemii, oraz jego student, Aaron Sathrum, stworzyli prototypowe urządzenie, które zamienia energię słoneczną w energię elektryczną i rozbija dwutlenek węgla na tlenek węgla i tlen. Prototyp wciąż potrzebuje zewnętrznego źródła zasilania, ale docelowo ma sam produkować potrzebną energię. Urządzenie Kubiaka i Sathruma zbudowane jest z półprzewodnika i dwóch warstw katalizatorów. Najpierw fotony z energii słonecznej przechwytywane są przez półprzewodnik, następnie produkowana jest energia elektryczna, a na końcu jest ona dostarczana do katalizatorów, produkujących tlen i tlenek węgla. Ten drugi gaz jest szkodliwy dla człowieka, ale jest też szeroko wykorzystywany w przemyśle chemicznym. Obecnie pozyskuje go się z naturalnych gazów. Urządzenie amerykańskich naukowców samodzielnie produkuje energię z odnawialnych źródeł, redukuje ilość gazu cieplarnianego (dwutlenku węgla) w atmosferze i dostarcza gazu potrzebnego w przemyśle chemicznym. Do zbudowania urządzenie potrzebny był specjalny katalizator. Laboratorium Kubiaka stworzyło dużą molekułę, której podstawę stanowią trzy atomy aluminium. Konieczne było też znalezienie odpowiedniego półprzewodnika. Początkowo testowano krzem, gdyż jest on dobrze poznany. Okazało się jednak, że nie spełnia on swoich zadań wystarczająco dobrze. Użyto więc fosforku galu, który dostarczył dwukrotnie więcej energii niż krzem. Sathurm i Kubiak pracują nad ulepszeniem swojego urządzenia.