Znajdź zawartość

Naukowcy ze SLAC National Accelerator Laboratory wykorzystali najpotężniejszy na świecie laser działający w zakresie promieniowania rentgenowskiego stworzenia i zbadania próbki materii o temperaturze 2 milionów stopni Celsjusza. Eksperymenty tego typu pozwalają na zbadanie materii występującej wewnątrz gwiazd i olbrzymich planet. Mogą tez przydać się podczas badań nad procesem fuzji jądrowej. Laser Linac Coherent Light Source (LCLS) generuje impulsy promieni X, które są miliard razy jaśniejsze niż promieniowanie z jakiegokolwiek innego znanego nam źródła. Za pomocą takich impulsów rozgrzano kawałek folii aluminiowej, tworząc gorącą gęstą materię o temperaturze około 2 milionów stopni Celsjusza. Cały proces tworzenie plazmy trwał biliardowe części sekundy. Naukowcy od dawna potrafili uzyskiwać plazmę z gazów i badać ją za pomocą laserów. Dotychczas jednak nie istniało urządzenie, które byłoby w stanie tworzyć plazmę z ciała stałego. LCLS, dzięki wykorzystaniu ultrakrótkich fali X jest pierwszym, który potrafi penetrować gęste ciała stałe, tworzyć plazmę i jednocześnie ją badać - powiedział Bob Nagler, współautor badań.

Symulacje przeprowadzone przez NASA dowodzą, że burze słoneczne i związane z nimi koronalne wyrzuty masy (CME) mogą w znacznym stopniu wpływać na erozję powierzchni Księżyca. Takie zjawiska nie tylko są w stanie usuwać zadziwiająco dużo materiału z powierzchni ziemskiego satelity, ale również mogą być główną przyczyną, dla której planety takie jak Mars, niechronione przez globalne pole magnetyczne, nie posiadają atmosfery. Mogła ona zostać zniszczona przez Słońce. Podczas koronalnych wyrzutów masy od powierzchni gwiazdy odrywają się miliardy ton plazmy poruszającej się z prędkością sięgającą milionów kilometrów na godzinę. Takie obłoki plazmy mogą być wielokrotnie większe od Ziemi. Gdy obłok trafi w Księżyc, dochodzi do zjawiska zwanego rozpraszaniem, podczas którego wskutek oddziaływania wysokoenergetycznych cząsteczek atomy są odrywane z ciał stałych. Odkryliśmy, że gdy masywna chmura plazmy uderza w powierzchnię Księżyca, działa jak maszyna do piaskowania i z łatwością usuwa materiał z powierzchni. Nasz model przewiduje, że podczas typowego dwudniowego przejścia CME z Księżyca może zostać usunięte 100-200 ton materiału - mówi William Farrel z NASA. Farrel i jego koledzy przeprowadzili pierwsze w historii badania dotyczące wpływu CME na powierzchnię satelity Ziemi. To część kierowanego przez Farrela programu DREAM (Dynamic Response of the Environment at the Moon), który ma dokładnie zbadać warunki panujące na Księżycu i przygotować ludzi na przyszłą eksplorację Srebrnego Globu. Zdaniem naukowców CME efektywnie usuwają księżycową materię gdyż są gęstsze od wiatru słonecznego i zawierają dużo wysokoenergetycznych ciężkich jonów. Wiatr słoneczny składa się w dużej mierze z jonów wodoru, a jony helu - niosące większy ładunek elektryczny i przez to zdolne do usuwania z powierzchni dziesiątek razy więcej atomów - stanowią zaledwie około 4% wiatru. Tymczasem w CME jony helu mogą stanowić ponad 20% składu. W połączeniu z dużą prędkością i gęstością ciężkie jony z CME mogą usuwać nawet 50-krotnie więcej materiału niż protony z wiatru słonecznego.

Badacze z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Berkeley wykorzystali plazmę do uzyskania wody, która przez tydzień wykazuje właściwości antybakteryjne. Można nią sterylizować sprzęt medyczny, np. narzędzia chirurgiczne, oraz rany (Journal of Physics D: Applied Physics). Podczas eksperymentów Amerykanie stworzyli w powietrzu plazmę i przez 20 minut oddziaływali nią na wodę destylowaną. Ciecz odstawiano na różne okresy (maksymalnie do tygodnia), a później umieszczano w niej pałeczki okrężnicy (Escherichia coli). Bakterie pozostawiano tam na 15 minut lub 3 godziny. Następnie wyszukiwano wszystkie żywe mikroorganizmy i porównywano z liczbą pałeczek w wodzie, która nie była aktywowana plazmą. Okazało się, że woda pozyskana przed tygodniem po 3-godzinnej ekspozycji doskonale eliminowała patogeny. Naukowcy widzą wiele zastosowań dla przenośnego urządzenia, które zdążyli już wypróbować w laboratorium. Wspominają m.in. o krajach Trzeciego Świata czy sytuacjach kryzysowych po katastrofach naturalnych. Różne grupy badawcze wykazywały wcześniej, że plazma stworzona w pobliżu wody zmienia ją w kwasowy roztwór, zawierający wiele związków bakteriobójczych. Wyniki zainteresowały Kalifornijczyków, którzy postanowili bliżej przyjrzeć się tej kwestii. Wiemy, że po skierowaniu plazmy do wody powstają takie produkty jak nadtlenek wodoru, azotany oraz azotyny i że są one antybakteryjne, zwłaszcza w środowisku kwasowym powstałym pod wpływem plazmy. Stwierdziliśmy jednak, że wymienione związki nie pozwalają w pełni wyjaśnić zaobserwowanego efektu antybakteryjnego, dlatego przyszłe badania muszą się koncentrować na zidentyfikowaniu wszystkich odpowiedzialnych za to produktów - podkreśla prof. David Graves.

Pokrycie implantów stawów kolanowych rodnikami sprawia, że są one przez organizm postrzegane jako ciała w mniejszym stopniu obce. Zmniejsza to ryzyko odrzucenia protez przez organizm. Prof. Marcela Bilek z Uniwersytetu w Sydney sądzi, że wolne rodniki tworzą wokół powierzchni implantu coś w rodzaju czapki niewidki. Australijczycy wyjaśniają, że implanty stawów kolanowych czy biodrowych, stenty itp. z definicji wymagają kontaktu struktur biologicznych z metalem czy plastikiem. Kiedy jednak białka stykają się ze sztucznymi powierzchniami, ulegają denaturacji i zatracają swoją konformację przestrzenną, która jest im niezbędna do prawidłowego funkcjonowania. Organizm próbuje je naprawiać, a gdy się to nie udaje, wskutek nadmiernego włóknienia implant zostaje otoczony grubą warstwą tkanki bliznowatej. Naukowcy z antypodów wyszli z założenia, że potrzebne są silnie wiążące (się) powierzchnie, które nie wywołują denaturacji kompatybilnego białka. Tradycyjne powierzchnie hydrofilne spełniają jeden z tych warunków - nie prowadzą do denaturacji unieruchomionych protein - ale niestety, wykazują do nich niskie powinowactwo. Po przejrzeniu literatury przedmiotu i wygenerowaniu własnych hipotez zespół Bilek przetestował więc metodę wykorzystującą naczynie z plazmą i strumienie jonów. Dzięki niej uzyskano powierzchnię hydrofilną, zdolną do wiązania kowalencyjnego z czynnymi biologicznie cząsteczkami. Podczas eksperymentów okazało się bowiem, że siły elektrostatyczne powodują, iż jony w plazmie uderzają w powierzchnię materiału, np. metalu, i zaczynają go penetrować, prowadząc do powstania rodników z niesparowanymi elektronami. Po wyjęciu powierzchni z plazmy rodniki migrują na powierzchnię, gdzie reagują z tlenem z powietrza. Wskutek tego materiał staje się hydrofilny i przyciąga białka, które są normalnie złożone w taki sposób, że część wykazująca powinowactwo do wody znajduje się na zewnątrz. Z czasem coraz więcej rodników migruje na powierzchnię, dzięki czemu między nimi a białkami mogą powstać wiązania kowalencyjne. Australijczycy udowodnili, że czas utworzenia monowarstwy kowalencyjnie związanych białek zależy od kinetyki, a także liczby cząsteczek protein w roztworze oraz wolnych rodników w rezerwuarze pod powierzchnią badanego materiału. Jako że magazyn rodników można wytworzyć w każdym ciele stałym, metoda zespołu Bilek sprawdzi się w odniesieniu do różnego rodzaju urządzeń biomedycznych, od stentów po płucoserca. Warto też wspomnieć o ich potencjale w zakresie wykrywania patogenów. W tego rodzaju czujnikach rodniki zapobiegałyby odkształceniu białek stosowanych do detekcji szkodliwych bakterii czy wirusów. Powłoka zostanie też zapewne wdrożona w mikromacierzach ułatwiających leczenie wczesnych etapów chorób. Bilek tłumaczy, że jako część powłoki wolne rodniki pozostają związane i nie mogą poczynić szkód w DNA komórek. Obecnie trwają prace nad białkami do tworzonych powłok, które "zachęcałyby" tkanki do integrowania ze sztucznymi powierzchniami.

Hollywood często straszy nas kosmicznymi katastrofami, które zagrażają ludzkości. Przygotowany na zlecenie NASA raport pokazuje jednak, że takie zagrożenie to nie tylko wymysł scenarzystów. Opracowanie Narodowej Akademii Nauk pokazuje, że postęp technologiczny naraża nas na coraz większe niebezpieczeństwo ze strony czynników pozaziemskich. Wraz z rosnącym uzależnieniem od infrastruktury energetycznej jesteśmy w większym stopniu podatni na katastrofę, która może zachwiać podstawami naszej cywilizacji. Coraz bardziej zagrażają nam koronalne wyrzuty masy. To gigantyczne obłoki plazmy, które co jakiś czas są gwałtownie wyrzucane ze Słońca w przestrzeń kosmiczną. Masa takich obłoków sięga miliardów ton i posiadają one wmrożone, czyli poruszające się wraz z obłokiem, pole magnetyczne. Koronalne wyrzuty masy mają miejsce z różną częstotliwością: od jednego tygodniowo po kilka na dobę. Jedynie niewielka część z nich sięga okolic Ziemi. Powodują one wówczas zaburzenia magnetosfery, mogą uszkadzać sieci energetyczne, zakłócać łączność radiową, uszkadzać satelity. Zbliżamy się do możliwej katastrofy - mówi Daniel Baker, specjalista z University of Colorado. Możliwe jest bowiem, i to właśnie stało się tematem raportu, wystąpienie bardzo silnego wyrzutu, który zostanie skierowany w stronę Ziemi. Pojawienie się dużej ilości plazmy w atmosferze wywoła poważne perturbacje w polu magnetycznym Ziemi, a to z kolei spowoduje przepływ dodatkowej energii w sieciach energetycznych. Nie są one przygotowane na tak gwałtowne zmiany. Może wówczas dojść do stopienia rdzeni w stacjach transformatorowych i pozbawienia energii podłączonych doń domów czy zakładów przemysłowych. Sytuacja taka już miała miejsce. W marcu 1989 roku w Kanadzie 6 milionów osób przez 9 godzin nie miało prądu właśnie z powodu burzy na Słońcu. Jednak wyrzuty koronalne mogą być znacznie silniejsze niż te, które uszkodziły sieć w Kanadzie. Najpotężniejsza ze znanych nam burz słonecznych miała miejsce na przełomie sierpnia i września 1859 roku. Kilkanaście godzin po tym, jak brytyjski astronom Richard Carrington zaobserwował dwa potężne rozbłyski na Słońcu, Ziemię zalało światło zórz polarnych. Przestały działać telegrafy, a w Ameryce Północnej, gdzie była noc, ludzie mogli bez przeszkód czytać gazety. Nietrudno sobie wyobrazić, jaką obecnie katastrofą mogłaby być tak potężna burza. Długotrwałe zakłócenia łączności i wielotygodniowe braki dostaw prądu mogłyby doprowadzić gospodarkę wielu państw do ruiny, a tysiące ich obywateli do śmierci. Specjaliści zauważają tutaj dwa główne problemy, które stanowią poważne zagrożenie. Pierwszy to linie energetyczne, która są przystosowane do pracy przy wysokich napięciach. Stanowią one efektywny sposób dystrybucji energii, ale mogą zadziałać jak anteny zbierające energię z burzy słonecznej i przekazujące ją do transformatorów, które ulegną uszkodzeniu. Problem drugi to nasze uzależnienie od sieci energetycznej. To dzięki niej działają szpitale, stacje produkujące wodę i odbierające ścieki, zakłady produkujące żywność czy sklepy tę żywność dostarczające. Jak zauważa John Kappenman, analityk specjalizujący się w problemach przemysłu energetycznego, to odwrotność tego, co prognozujemy mówiąc o katastrofach naturalnych. Zwykle najbardziej dotykają one najmniej rozwiniętych obszarów Ziemi, nie tych najbardziej rozwiniętych. Autorzy raportu przewidują, że gwałtowny koronalny wyrzut masy mógłby uszkodzić 300 kluczowych transformatorów w USA. W ciągu 90 sekund ponad 130 milionów osób zostałoby pozbawionych prądu. Mieszkańcy wieżowców natychmiast straciliby dostęp do wody pitnej. Reszta mogłaby z niej korzystać jeszcze przez około 12 godzin. Stanęłyby pociągi i metro. Z półek sklepowych błyskawiczne zniknęłaby żywność, gdyż ciężarówki mogłyby dostarczać zaopatrzenie dopóty, dopóki miałyby paliwo w zbiornikach. Pompy na stacjach benzynowych też działają na prąd. Po około 72 godzinach skończyłoby się paliwo w generatorach prądu. Wówczas stanęłyby szpitale. Najbardziej jednak przerażającą informacją jest ta, iż taki stan mógłby trwać całymi miesiącami lub latami. Uszkodzonych transformatorów nie można naprawić, trzeba je wymienić. To zajmuje zespołowi specjalistów co najmniej tydzień. Z kolei duże zakłady energetyczne mają na podorędziu nie więcej niż 2 grupy odpowiednio przeszkolonych ekspertów. Nawet jeśli część transformatorów zostałaby dość szybko naprawiona, nie wiadomo, czy w sieciach byłby prąd. Większość rurociągów pracuje bowiem dzięki energii elektrycznej. Bez sprawnego transportu w ciągu kilku tygodni również i elektrowniom węglowym skończyłyby się zapasy. Sytuacji nie zmieniłyby też elektrownie atomowe. Są one zaprojektowane tak, by automatycznie wyłączały się w przypadku poważnych awarii sieci energetycznych. Ich uruchomienie nie jest możliwe przed usunięciem awarii. Autorzy raportu szacują, że same tylko Stany Zjednoczone poniosłyby w ciągu pierwszego roku straty rzędu 2 bilionów dolarów. Przywrócenie stanu sprzed katastrofy potrwałoby 4-10 lat. Mało prawdopodobne, by nawet tak potężne państwo było w stanie całkowicie się z niej podnieść.

W wielu laboratoriach na świecie trwają prace nad urządzeniem, które dezynfekuje dłonie za pomocą plazmy. Może być ono niezwykle przydatne w szpitalach, gdyż plazma błyskawicznie zabija wirusy, bakterie i grzyby. Radzi sobie też z tak niebezpiecznym i trudnym do wyeliminowania przeciwnikiem jak MRSA (odporny na metycylinę gronkowiec złocisty). Wspomniane urządzenie, wielkości dłoni, generuje plazmę o temperaturze pokojowej i zwykłym ciśnieniu. Lekarz nie będzie musiał nawet zdejmować rękawiczek. Również i one zostaną zdezynfekowane. Cały proces, w przypadku gdy na dłoni znajduje się rękawiczka, trwa około 25 sekund. Plazmę od dawna wykorzystuje się np. do dezynfekcji narzędzi chirurgicznych. Jednak używanie jej na żywej tkance nie jest takie proste. Plazmę generuje się dzięki napięciu tysięcy woltów, więc kontakt z organizmem żywym może być ryzykowny. Jedną z osób pracujących nad urządzeniem do plazmowej dezynfekcji dłoni jest doktor Gregor Morfill z Instytutu Maxa Plancka. Przed pięciu laty postanowił zaryzykować i wypróbować na własnym kciuku, jak plazma działa na tkanki. Kciuk wyszedł z próby cało, a Morfill zajął się konstruowaniem plazmowego urządzenia do odkażania dłoni. Teraz jest blisko celu i twierdzi, że takie urządzenie można zbudować już za około 100 dolarów. Profesor chemii David B. Graves z University of California, Berkeley, który od 25 lat pracuje nad wytwarzaniem plazmy o niskich temperaturach, przeprowadził symulacje komputerowe, które wyjaśniają zasadę działania urządzenie Morfilla. Okazuje się, że prąd elektryczny jonizuje tlen, azot i parę wodną, tworząc tlenek azotu, nadtlenek wodoru oraz dodatkowe cząstki, co w efekcie daje zabójczy dla mikroorganizmów koktail. Inni naukowcy, jak Michael G. Kong z Loughborough University, pracują nad kolejnymi zastosowaniami plazmy. Kong proponuje umieszczanie urządzeń generujących plazmę w systemach klimatyzacyjnych szpitali i odkażanie w ten sposób powietrza. Z kolei profesor Gerrit M. W. Kroesen z Eindhoven proponuje odkażanie ran od poparzeń za pomocą plazmy. Jego badania pokazały, że plazma nie tylko odkaża, ale stymuluje regenerację nowej tkanki. Pierwszymi plazmowymi urządzeniami, które powinny trafić do powszechnego użycia, będą, ze względu na łatwość konstrukcji i niskie ceny, maszyny do odkażania rąk. Zastosowanie plazmy w leczeniu wymaga bowiem przeprowadzenia długotrwałych testów, które wykażą ewentualne niebezpieczeństwa związane z tą metodą.

W najnowszym numerze Plasma Processes and Polymers możemy przeczytać o wykorzystaniu plazmy w... stomatologii. Chunqi Jiang i Parish Sedghizadeh, uczeni z Uniwersytetu Południowej Kalifornii (USC) użyli plazmowego próbnika do walki z biofilmami bakterii. Biofilmy takie powodują, że chronione przez nie kolonie bakterii są bardzo trudne do zwalczenia. Tworzenie się biofilmów to poważny problem współczesnej medycyny. W stomatologii powodują one liczne zakażenia ust, zębów czy dziąseł. Przeprowadzone eksperymenty udowodniły, że chronione biofilmem kolonie bakterii, które zagnieździły się w kanałach zębów, można łatwo zniszczyć za pomocą plazmy. Skuteczność leczenia potwierdzono za pomocą skanningowego mikroskopu elektronowego. Plazma kojarzy się z niezwykle gorącą materią, więc jej kontakt z organizmem człowieka jest wykluczony. Jednak naukowcy z Kalifornii skonstruowali próbnik, który generował plazmę o temperaturze pokojowej. Podczas leczenia na zębie pacjenta umieszczono czujniki, które wykazały, że po 10 minutach ekspozycji na działanie plazmy temperatura zęba wzrosła jedynie o 5 stopni Celsjusza. Zimną plazmę uzyskano dzięki zasilaniu urządzenia trwającymi 100 nanosekund impulsami prądu o napięciu kilkunastu kilowoltów i mocy mniej niż 2 watów. Uczeni przypuszczają, że tajemnica sukcesu plazmowego leczenia tkwi w tym, iż obecne w plazmie pojedyncze atomy tlenu niszczyły biofilm chroniący bakterię. Ponadto plazma była w stanie dotrzeć w najmniej dostępne zakamarki zęba, co znakomicie zwiększało jej skuteczność. Ponadto eksperyment dowiódł, że taki sposób leczenia jest bezpieczny dla pobliskich tkanek. Plazma to przyszłość. Była już używana do sterylizacji, ale nie stosowano jej bezpośrednio w praktyce klinicznej. Mamy nadzieję, że będzie to pierwszy przykład jej użycia - mówi profesor stomatologii klinicznej Parish Sedghizadeh, dyrektor Centrum Biofilmów na USC.

Co łączy proces produkcji układów scalonych z opracowywanymi przez NASA silnikami jonowymi? I chipy, i silniki jonowe mogą zostać udoskonalone dzięki najnowszemu osiągnięciu uczonych z Lawrence Berkeley National Laboratory (LBNL). Opracowali oni lepszą metodę napylania jonowego. W przemyśle półprzewodnikowym metalowe warstwy są nanoszone na podłoże krzemowe właśnie za pomocą napylania jonowego. Technika ta polega na wykorzystaniu plazmy, uzyskiwanej najczęściej z argonu, którą umieszcza się za pomocą pola magnetycznego pomiędzy warstwą metalu a produkowanym obwodem. Plazma wybija jony z metalu, a te przepływają do obwodu, gdzie są osadzane. Obecnie najczęściej wykorzystywaną techniką napylania jonowego jest opracowane w latach 90. impulsowe magnetronowe napylanie wysokosprawne (HIPIMS - High Power Impulse Magnetron Sputtering), która znacznie zwiększyło liczbę jonów metali osadzających się na podłożu, co z kolei polepsza jakość pokrycia. Jednak nawet w HIPIMS prąd wyładowczy ma ponaddziesięciokrotnie wyższe natężenie, niż jony docierające do krzemowego podłoża. Specjaliści z LBNL wykorzystali HIPIMS i odwrócili sytuację: wbrew intuicji natężenie jonów w pewnych warunkach znacznie przewyższa natężenie prądu wyładowczego. Oczywiście większą liczbę jonów można by teoretycznie uzyskać za pomocą obecnych technik. Wystarczy tylko zwiększyć moc dostarczanego prądu. Jednak przy zwiększeniu mocy istnieje ryzyko przegrzania systemu do tego stopnia, iż magnesy się rozmagnetyzują lub dojdzie do stopienia krzemowego podłoża. Zarówno magnesy jak i katoda muszą być chłodzone wodą. W zastosowaniach przemysłowych używa się rozpylacza o średniej mocy około 1 kilowata - mówi Anders. Właśnie ta "średnia" jest tutaj bardzo ważna. Gdy bowiem dostarcza się prądu w krótkich impulsach, mogą one przekraczać średnią o setki razy, dzięki czemu uzyskujemy znacznie więcej jonów i wolnych elektronów, a więc znacznie lepsze pokrycie. Liczba jonów wytworzonych w takich warunkach jest dostatecznie duża do tworzenia pokrycia, jak i wystarczająca do powrotu do celu i pozyskania kolejnych jonów. System sam się podtrzymuje, gdyż w plazmie dominują jony metalu, a nie gaz, a w płaszczu mamy dodatkowe nadmiarowe elektrony tworzące nadmiarową plazmę. System po chwili samodzielnie się stabilizuje, ale już na wyższym poziomie, niż poprzednio. W tradycyjnych metodach napylania gaz potrzebny do uzyskania plazmy powoduje, że pokrycia nie są jednorodne, a mogą nawet przypominać gąbkę. Jednak w nowej technologii w plazmie już nie dominuje gaz, a więc w pokryciu nie powstają luki. Ponadto wysoka koncentracja jonów pozwala na nałożenie ich nawet w najtrudniej dostępnych miejscach. To z kolei umożliwia tworzenie doskonalszych układów scalonych. Ponadto, jako że nowa technologia dobrze sprawdza się w próżni, może zostać w przyszłości wykorzystania zarówno do napylania materiałów w przestrzeni kosmicznej, jak i do stworzenia jonowego silnika, którego paliwem będzie tani niepalny metal. Inne potencjalne egzotyczne zastosowanie nowej technologii to użycie jej do pokrywania wnętrz akceleratorów cząstek niobem, materiałem, z którym bardzo trudno jest obecnie pracować. Podczas dotychczasowych eksperymentów Anders i Joakim Andersson wykorzystali prąd o natężeniu 250 amperów, a więc o wartości znacznie większej, niż kiedykolwiek stosowana w magnetronach.

Badacze z Karolinska Institutet przestrzegają przed przyjmowaniem nadmiaru płynów podczas porodu. Prowadzi to do hiponatremii, czyli obniżonego poziomu sodu w surowicy krwi (<135 mmol/l). Co ważne, zatrucie wodne wydłuża drugą fazę porodu (BJOG). Między styczniem a czerwcem 2007 roku lekarze przeprowadzili studium z udziałem 287 ciężarnych kobiet. W czasie porodu w szpitalu hrabstwa Kalmar w południowo-wschodniej Szwecji pozwolono im wypić dowolną ilość wody. Na początku i po porodzie pobrano próbki krwi. Sprawdzano, czy ilość spożytych płynów wpływa również na dziecko. Sześćdziesiąt jeden kobiet wypiło ponad 2,5 l płynów. U 16 doszło do hiponatremii. Lekarze odkryli, że obniżonemu poziomowi sodu we krwi towarzyszyło wydłużenie drugiej fazy porodu. Wg Szwedów, zjawisku temu trzeba się bliżej przyjrzeć, ponieważ hiponatremia ogranicza najprawdopodobniej zdolność macicy do kurczenia się. Dr Vibeke Moen podkreśla, że u rodzących kobiet obniża się próg tolerowanego nawodnienia, dlatego też nadmierne picie zagraża hiponatremią. W wielu krajach nie ma jednak norm, które by określały, jaka ilość płynów jest bezpieczna dla rodzącej. Generalnie spadek poziomu Na poniżej normalnego poziomu nie jest u wydających na świat dziecko wcale taki rzadki, ale łatwo temu zapobiec. Bardziej niż picie wskazane jest sączenie płynów lub lekkie zwilżanie ust. Jak widać, warto zaufać swojemu organizmowi, a wypijanie dużych ilości wody nie zawsze jest zdrowe. U rodzących spożycie ponad 2,5 l płynu o 26% zwiększa ryzyko groźnego spadku stężenia sodu. W lżejszej postaci hiponatremii pacjenta dręczą zawroty głowy, mdłości i wymioty. Jeśli nadmiar płynów nie zostaje usunięty, dochodzi do zaostrzenia i pojawiają się obrzęk mózgu, drgawki, a nawet śpiączka. Podczas porodu trudniej zdiagnozować hiponatremię, ponieważ bywa mylona ze stanem przedrzucawkowym.

Dzięki szczegółowej analizie danych z pięciu satelitów badających atmosferę, naukowcy z Vanderbilt University odkryli nowy region w magnetosferze. Okazało się, że Ziemię otacza płaszcz gorącej plazmy. Naukowcy pod przewodnictwem dyrektora Dyer Observatory, profesora fizyki Charlesa Chappella, badali przekrój magnetosfery i natrafili na plazmowy płaszcz. Nie otula on całej planety. Bierze początek po nocnej stronie globu i rozciąga się do strony dziennej, gdzie stopniowo zanika. Otacza około 3/4 Ziemi. Plazma tworzona jest przez niskoenergetyczne cząstki, unoszące się w kierunku przestrzeni kosmicznej z biegunów Ziemi. Cząstki te są następnie zawracane i przyspieszane przez pole magnetyczne w kierunku planety i rozprzestrzeniają się tworząc plazmowy płaszcz. Nowo odkrytego obszaru magnetosfery nie należy mylić ze znaną od niemal 50 lat plazmosferą. Nowy obszar rozciąga się powyżej plazmosfery i, w przeciwieństwie do niej, tworzy go gorąca, czyli posiadająca wysoki ładunek elektryczny, plazma. Energia cząstek w plazmosferze wynosi mniej niż 3 elektronowolty. Tymczasem w nowoodkrytym płaszczu waha się ona pomiędzy 10 a 3000 eV.

Fuzja jądrowa to bardzo obiecujące, źródło czystej energii. Wciąż jednak istnieją olbrzymie trudności natury technicznej, które uniemożliwiają zbudowanie wydajnego reaktora fuzyjnego. Tymczasem tego typu urządzenia mogłyby na długi czas rozwiązać problemy energetyczne, gdyż posiadamy sporo potencjalnych źródeł taniego paliwa, podczas fuzji nie są produkowane żadne zanieczyszczenia, powstaje jedynie niewielka ilość odpadów radioaktywnych o bardzo krótkim czasie połowicznego rozpadu. Jednym z największych problemów, z którym borykają się badacze fuzji, jest utrzymanie plazmy z dala od ścian reaktora. Gdy plazma styka się ze ścianami, traci ciepło. Problemem są też wewnętrzne turbulencje, które zmniejszają efektywność reakcji. Z tych powodów dotychczas nie udało się stworzyć eksperymentalnego reaktora, który produkowałby więcej energii niż sam jej potrzebuje do pracy. Yijun Lin i John Rice z MIT-u opracowali metodę utrzymania plazmy z dala od ścian reaktora za pomocą fal radiowych. Ponadto, jak wykazały eksperymenty, ich technika zapobiega powstawaniu wewnętrznych turbulencji w plazmie. To bardzo ważne odkrycie, gdyż obecnie stosowane techniki "odpychania" plazmy nie będą sprawdzały się w dużych reaktorach. Działają jedynie w niewielkich urządzeniach eksperymentalnych. Twórcy nowej technologii przyznają, że sami jej do końca nie rozumieją. Niektóre wyniki testów są "zaskakujące dla teoretyków" - mówi Lin. Dodaje, że obecnie nie istnieje teoria, która potrafiłaby wytłumaczyć część zjawisk i wyjaśnić, dlaczego nowa technika działa. Testy wykazały jednak, że funkcjonuje ona tak, jakbyśmy tego chcieli i sprawdzi się w dużych reaktorach, takich jak np. ITER. Odkrycie Rice'a i Lina nadeszło w samą porę. Na całym świecie naukowcy od lat szukali sposobu na kontrolowanie ruchów plazmy i dotąd się to nie udawało. Tymczasem już za osiem lat ma ruszyć ITER i, gdyby nie prace uczonych z MIT-u, cały projekt mógłby spalić na panewce.

Jak donosi serwis Flightglobal, szef NASA, Michael Griffin, poinformował, że Agencja chce wkrótce podpisać porozumienie, na podstawie którego na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej będzie testowany nowy typ napędu dla pojazdów kosmicznych. Mowa tutaj o wykorzystującym plazmę systemie VASIMR (Variable Specific Impulse Magnetoplasma Rocket). Składa się on ze źródła energii elektrycznej, która jonizuje paliwo w plazmę. Pole elektryczne podgrzewa i nadaje jej przyspieszenia, a generowane przez elektromagnesy pole magnetyczne - kierunek. Strumień wydobywającej się z dysz plazmy nada pęd pojazdowi kosmicznemu. Paliwem plazmowego silnika może być wodór, hel lub deuter. Jak zauważa Franklin Chang-Diaz, niezwykle doświadczony astronauta, a obecnie szef Advanced Space Propulsion Laboratory, wykorzystanie wodoru niesie ze sobą liczne korzyści. Pierwiastek ten jest bardzo rozpowszechniony w kosmosie, a to oznacza, że pojazd zabierałby tylko paliwo potrzebne np. na dolecenie do Marsa. Ponowne "tankowanie" odbyłoby się przed ruszeniem w drogę powrotną. Kolejna korzyść z wykorzystania wodoru to fakt, że stanowi on świetną ochronę przed promieniowaniem, więc zbiorniki z paliwem jednocześnie chroniłyby załogę pojazdu. Z kolei źródłem energii elektrycznej byłby reaktor atomowy lub panele słoneczne. Chang-Diaz mówi, że do długotrwałych podróży najlepiej nadaje się reaktor atomowy. A to z kolei znaczy, że projekt VASIMR musi współpracować z projektem Prometeusz, którego zadaniem jest opracowanie nuklearnych generatorów mocy na potrzeby lotów kosmicznych. Podczas testów na ISS silnik plazmowy będzie odpowiedzialny za utrzymanie stacji na orbicie. Obecnie zadanie to wykonują bardziej konwencjonalne silniki, co oznacza, że na stację trzeba dostarczać paliwo do nich. Projekt VASMIR ma tę przewagę, że wodór powstaje na ISS jako materiał odpadowy. Można go więc wykorzystać do silnika plazmowego, a energię elektryczną czerpać z paneli słonecznych wykorzystywanych przez ISS. Dzięki temu na Stację nie trzeba będzie wozić paliwa. Podczas testów VASIMR-a na Ziemi uzyskano bardzo obiecujące wyniki. NASA myśli więc o przetestowanie napędu w kosmosie.

Badacze z Oklahoma State University wraz z agencją zaawansowanych projektów obronnych DARPA pracują nad urządzeniem, które może pośrednio poprawić skuteczność amerykańskich żołnierzy. Jest to pojazd bezzałogowy wystarczająco mały, by zmieścił się w kieszeni. Jego istotną cechą jest nowoczesny układ napędowy pozbawiony ruchomych części. Mowa o silniku plazmowym, w którym ciąg jest uzyskiwany przez naładowane cząsteczki gazu, rozpędzane w polu elektrycznym. Wspomniany silnik co prawda nie dysponuje dużą mocą, ale wystarcza dla samolotów o rozmiarach kilkunastu centymetrów. Jak twierdzą konstruktorzy, ich ostatecznym celem jest wyprodukowanie "sześciopaków" niewielkich pojazdów rozpoznawczych, które po wyjęciu z opakowania będą natychmiast gotowe do użycia na polu walki. Samoloty takie mogłyby przejąć część zdań zwiadowczych od znacznie większych maszyn bezzałogowych, obecnie wykorzystywanych przez amerykańską armię. Jak łatwo zauważyć miniaturyzacja przyniesie znaczne korzyści stronie dysponującej tą technologią – natychmiastowy i precyzyjny zwiad taktyczny jest niezwykle przydatny w niezliczonych sytuacjach, jakie zdarzają się na wrogim terytorium.

W ciągu najbliższych 12 miesięcy na rynek mają trafić pierwsze telewizory, które jako źródło światła wykorzystują laser. Ich producenci zapowiadają, że zagrożą one pozycji telewizorów plazmowych i ciekłokrystalicznych. Z dostępnych informacji wynika, że telewizory laserowe mają same zalety: są o połowę tańsze w produkcji, potrafią wyświetlić dwukrotnie więcej kolorów i zużywają o ¾ mniej energii niż ich konkurenci. Jedną z najważniejszych firm, która rozwija technologię laserowej telewizji jest Novalux. Już w ubiegłym roku Mitsubishi zaprezentowało prototypowy telewizor korzystający z osiągnięć Novaluksa. Co ciekawe, demonstracja posłużyła tylko po to, by udowodnić, że w już obecnie, w seryjnie produkowanych telewizorach z tylną projekcją można zastąpić stosowane lampy laserami. Wzięliśmy seryjny model Mitsubishi, usunęliśmy z niego lampę i koło kolorów, wsadziliśmy nasz laser i mieliśmy laserowy telewizor – wyjaśnia Greg Niven, wiceprezes ds. marketingu w Novaluksie. Mitsubishi od tamtej pory planuje produkcję laserowych telewizorów, nie wiadomo jednak, czy wykorzysta technologię Novaluksa. Na pewno wykorzystało ją natomiast Sony, które w styczniu podczas targów CES pokazało laserowy telewizor. Japońska firma nie zdradziła jednak, czy ma zamiar produkować laserowe telewizory. Niven zapewnia, że gdy podczas CES stały obok siebie telewizory LCD, plazmowy i laserowy, wszystkie przystosowane do wyświetlania obrazu w formacie HD, to na pierwszy rzut oka było widać, że laserowy oferuje znacznie wyższą jakość niż konkurenci. Novalux informuje, że prowadzi obecnie rozmowy z różnymi producentami telewizorów. Przedstawiciele firmy są przekonani, że w ciągu roku co najmniej 4 producentów rozpocznie sprzedaż laserowych telewizorów.

Nowe anteny opracowane przez amerykańskich naukowców mają zapewnić łączność nawet w wypadku prób blokowania sygnału. Co więcej, po wyłączeniu zasilania tracą one swoje właściwości elektromagnetyczne, przez co stają się niewykrywalne. Wspomniane dwie cechy – niezwykle przydatne w zastosowaniach wojskowych – to efekt materiału, z którego anteny zostały wykonane. Urządzenie przedstawione podczas tegorocznej konferencji APS Division of Plasma Physics wygląda jak neonówka, a nadaje i odbiera fale radiowe za pomocą przewodzącej prąd plazmy (rozgrzanego gazu, w którym elektrony oddzieliły się od jego cząstek). Prezentujący niezwykłą antenę T. R. Anderson i I. Alexeff twierdzą, że można w łatwy sposób zmieniać jej charakterystykę, a co za tym idzie – błyskawicznie dostosować ją do innej częstotliwości pracy. Wystarczy wyłączyć lub włączyć odpowiednie części aparatury zawierającej większą liczbę takich "świetlówek". Właściwość ta pozwala w prosty sposób omijać pasma radiowe, które w danej chwili są zagłuszane. Rzecz jasna, wyłączenie zasilania całej anteny powoduje, że plazma zamienia się w zwykły gaz, który nie przewodzi prądu i nie "odpowiada" na sygnały urządzeń wykrywających instalacje nadawczo-odbiorcze.

Międzynarodowy zespół naukowców zauważył, że pewne struktury nieorganiczne mogą w określonych warunkach zachowywać się jak związki organiczne. Spostrzeżenie to pozwala przypuszczać, że do powstania życia obecność węgla nie jest konieczna i że na innych planetach może się ono znacznie różnić od tego, co widzimy na Ziemi. Życie na naszej planecie opiera się na związkach organiczych, czyli takich, w skład których wchodzi węgiel (oprócz tlenków węgla, węglanów, wodorowęglanów itp.). Być może jednak brak związków organicznych wcale nie oznacza, że życie nie może powstać. Profesor Wadim Cytowicz z Instytutu Fizyki Rosyjskiej Akademii Nauk we współpracy z kolegami z Instytutu Maxa-Plancka i Uniwersytetu w Sydney badał zachowanie struktur nieorganicznych w plazmie. Dotychczas naukowcy uważali, że cząsteczki w plazmie są bardzo słabo zorganizowane. Tymczasem okazało się, że w momencie gdy ładunki elektryczne zostają odseparowane i plazma się polaryzuje, dochodzi do samoorganizowania się cząstek. Samoistnie łączą się one w struktury przypominające helisę DNA. Te łańcuchy helis nie są elektrycznie obojętne i przyciągają się wzajemnie. Uczeni ze zdumieniem stwierdzili, że nieorganiczne helisy nie tylko oddziałują na siebie, ale również przechodzą zmiany podobne do tych, zachodzących w DNA czy białkach. Mogą się na przykład dzielić tak, by stworzyć dwie identyczne kopie oryginalnego łańcucha. Kopie z kolei potrafią wpływać na sąsiednie łańcuchy. Zauważono też swoistą ewolucję nieorganicznych helis: mniej trwałe struktury rozpadają się, a pozostają tylko te bardziej solidne. Te złożone, samoorganizujące się struktury plazmowe wykazują wszystkie cechy, które pozwalają zakwalifikować je jako nieorganiczną żywą materię. Są autonomiczne, reprodukują się i ewoluują – mówi profesor Cytowicz. Dodaje przy tym, iż warunki konieczne do powstania takich struktur są bardzo często spotykane w kosmosie. Plazma może powstawać w sposób naturalny również na Ziemi. Ma to miejsce np. podczas uderzenia pioruna.

O antyutleniaczach i ich właściwościach, w tym o walce ze starzeniem się, mówi się od kilku lat bardzo dużo. Tak naprawdę niewiele jednak wiadomo, jak zachowują się one we wnętrzu ludzkiego organizmu. Specjaliści ds. żywienia z Amerykańskiego Departamentu Rolnictwa postanowili więc zbadać tę kwestię. Z wynikami ich dociekań można się zapoznać w aktualnym wydaniu pisma Journal of the American College of Nutrition. Zespół prowadzony przez Ronalda Priora sprawdzał, jak jedzenie różnych owoców wpływa na wolontariuszy. Tuż po strawieniu czarnych jagód, wiśni, suszonych śliwek, soku z suszonych śliwek, winogron, kiwi oraz truskawek mierzono antyutleniające właściwości plazmy ich krwi (ang. plasma antioxidant capacity, AOC). Seria eksperymentów potwierdziła coś, co eksperci podejrzewali od dawna: że antytutleniacze są dość skomplikowanymi substancjami i część z nich jest łatwiej, a część trudniej absorbowania z pokarmów, a następnie wykorzystywana. Śliwki zawierają dużo przeciwutleniaczy, lecz ich jedzenie nie powodowało wzrostu właściwości antyutleniających osocza ochotników. Prior uważa, że najważniejszym tego typu związkiem fioletowych owoców jest kwas chlorogenowy, związek trudno przyswajalny dla człowieka. Podobnie sprawa ma się z czarnymi jagodami. Trzeba ich zjeść ponad pół kubka, aby wzrost AOC stał się zauważalny. Gdy badani delektowali się winogronami i kiwi, wzrost przeciwutleniających właściwości plazmy był wyraźnie widoczny. Na razie nie wiadomo jednak, jaki ich składnik odpowiada za zaobserwowany efekt. Trzeba przeprowadzić dalsze badania, które wykażą, czy zwiększona wartość AOC przekłada się na obniżone ryzyko wystąpienia chronicznych chorób degeneracyjnych.

Amerykańscy naukowcy zaobserwowali, że nakładanie na rany żelu przygotowanego na bazie własnych płytek krwi pacjenta znacznie przyspiesza gojenie. Posmarowane nim rany skóry goją się o ok. 10% szybciej niż urazy potraktowane wyłącznie maścią antybiotykową. U tego samego pacjenta, dlatego porównanie wypada niezwykle przekonująco (Archives of Facial Plastic Surgery). Na razie studium miało charakter pilotażowy, wzięło w nim bowiem udział tylko 8 osób (4 kobiety i 4 mężczyzn). Każdy wolontariusz zgodził się na zadanie mu 10 niegroźnych ran, po pięć na każdym udzie. Urazy na jednej nodze były smarowane wynalezionym żelem, na drugiej nie. Proces gojenia obserwowano przez pół roku. Teraz lekarze planują eksperymenty zakrojone na szerszą skalę. Jestem podekscytowany, ponieważ żel zmienia nasz sposób myślenia o ranach. Zamiast biernie przyglądać się ich gojeniu, teraz możemy aktywnie interweniować, aby przyspieszyć zdrowienie w dostępnym zakresie — skomentował dr David David Hom z College'u Medycyny Uniwersytetu Cincinnati. Według Homa, autożel daje ogromne możliwości. Przyspieszenie gojenia pozwala wcześniej wypisywać pacjentów pooperacyjnych do domu, ogranicza więc znacznie koszty leczenia. Krótszy czas gojenia to mniejsze szanse wdania się zakażenia. Na zaaplikowaniu żelu skorzystają też osoby, które chorują na cukrzycę lub zakończyły właśnie chemioterapię. Rany goją się zazwyczaj całkowicie po upływie 28-30 dni. Proces ten mógłby się zakończyć 2-3 dni wcześniej, gdyby na powierzchni uszkodzonej tkanki rozprowadzić skoncentrowany żel. Maść powstawała ze skoncentrowanej plazmy pacjenta, naszpikowanej płytkami krwi. W ten sposób "zagęszczano" czynniki wzrostu, które odpowiadają za proces gojenia. Nie wykorzystywano żadnej obcej substancji.

Matsushita Electric Industrial Co. Ltd. zapowiada, że wkrótce na rynek trafią jej cztery nowe telewizory plazmowe HDTV. Ma się wśród nich znaleźć największa na świecie "plazma" o przekątnej 103 cali. Przekątne pozostałych modeli wyniosą 50, 58 i 65 cali.Telewizory trafią do japońskich sklepów już we wrześniu. Matsushita, właściciel marki Panasonic, chce zagrozić pozycji telewizorów ciekłokrystalicznych. Najpoważniejsi rywale Matsushity – Sharp i Sony – oferują obecnie w sumie osiem ciekłokrystalicznych modeli HDTV. Japońska firma obiecuje, że jej najnowsze telewizory trafią też na rynki innych państw niż Japonia. Ma to się stać wkrótce po premierze nowych telewizorów, a termin rozpoczęcia sprzedaży w innych krajach zależał będzie od lokalnego popytu. Największy plazmowy telewizor świata będzie mierzył 2,4x1,4 metra i ważył 215 kilogramów. Ma on kosztować 50 tysięcy dolarów, a Matsushita ma nadzieję, że rocznie uda jej się sprzedać 5000 tego typu urządzeń.