Chmury + pył = deszcz
dodany przez
KopalniaWiedzy.pl, w Ciekawostki
-
Podobna zawartość
-
przez KopalniaWiedzy.pl
Zespół doktora Willa Castelmana z Pacific Northwest National Laboratory odkrył grupy atomów, które naśladują właściwości innych pierwiastków. Naukowcy nazwali te grupy "superatomami". Zachowują się one jak pojedyncze atomy innych pierwiastków. Superatomy mogą posłużyć do tworzenia nowych materiałów, które będą tańszymi i skuteczniejszymi katalizatorami w procesach chemicznych.
Castelman wraz z zespołem wykazali, że pewne kombinacje atomów charakteryzują się takim ustawieniem elektronów, które imituje ustawienie innych pierwiastków. Dowiedziono przy okazji, że by przewidzieć, jakie pierwiastki mogą się naśladować, wystarczy rzucić okiem na tablicę okresową.
Pracę rozpoczęliśmy z tlenkiem tytanu i zauważyliśmy, że TiO jest izoelektronowy (czyli ma bardzo podobną konfiguracją elektroniczną) z niklem. Zdziwiło nas to, ponieważ TiO zachowywał się jak nikiel. Myśleliśmy, że to przypadek - mówi Castelman. Uczeni postanowiliśmy przyjrzeć się innym materiałom i odkryli, że tlenek cyrkonu jest izolelektronikiem do palladu, podobnie zresztą jak węglik wolframu.
Okazało się też, że wystarczy tablica okresowa i nieco arytmetyki, by określić, jak będzie wyglądało podobieństwo pierwiastków. Na przykład tytan ma cztery elektrony na zewnętrznej powłoce, a tlen atomowy ma ich sześć. Wystarczy zatem w tablicy okresowej obliczyć sześć pierwiastków w prawo od tytanu, by trafić na nikiel, który jest izoelektronowy do tlenku tytanu. Na razie schemat ten sprawdził się w przypadku niektórych metali przejściowych. Nie wiadomo, czy jest on ważny dla całej tablicy.
Można zadać sobie pytanie, po co szukać zastępników dla istniejących materiałów. Odpowiedzią może być np. cena. Pallad, który jest katalizatorem w silnikach odrzutowych kosztuje 100 USD za gram. Tlenek cyrkonu, który może go zastąpić, kosztuje 0,02 USD za gram. Jest zatem 5000 razy tańszy.
Inny powód to chęć uzyskania jakiegoś materiału o właściwościach innych niż typowe dla niego.
-
przez KopalniaWiedzy.pl
Z leczeniem nowotworów i raka są w zasadzie tylko dwa problemy: pierwszym jest niewystarczające niszczenie raka przez leki, jakie posiadamy, drugim jest zbyt duże niszczenie samych pacjentów przez te same leki. W istocie wszystkie leki to silne trucizny, które szkodzą naszym zdrowym komórkom nieco mniej, niż tym chorym. Postęp onkologii to ciągła walka o zwiększenie tej różnicy. Naukowcom z Uniwersytetu Waszyngtońskiego udało się dokonać pewnego postępu: antyrakowe przeciwciała zamknięte w silikonowych klateczkach działają lepiej. Nie wiadomo jeszcze, dlaczego, ale stwarza to nowe nadzieje.
Zamykanie i wiązanie leków w różnego rodzaju mikroskopijnych kapsułkach i substancjach to powszechny trend we współczesnej nauce medycznej, dający bardzo dobre perspektywy. Podobną drogą poszli naukowcy z Uniwersytetu w Waszyngtonie i Narodowego Laboratorium Północno-Zachodniego Pacyfiku. Zespół badaczy wcześniej przygotował odpowiednie, porowate cząsteczki silikonu z sześciokątnymi „klateczkami" na umieszczenie białek badanych przeciwciał. Cząstki silikonu miały około 12 mikrometrów (jedna dziesiąta grubości ludzkiego włosa), zaś same pory zaledwie 30 nanometrów. Pory w silikonie zmodyfikowano chemicznie tak, aby zamknąć proteiny wewnątrz. Nie było to jednak zamknięcie permanentne, przeciwciała mogły stopniowo uwalniać się z niego. Było to zatem coś w rodzaju zapalnika czasowego. Sprawdzono też, czy zamknięte i uwalniane przeciwciała nie ulegają przy tym uszkodzeniu lub zmianom.
Tak opakowane leki porównywano pod względem skuteczności i szkodliwości z przeciwciałami dawkowanymi zwyczajnie, „luzem". Do zbadania posłużyły przeciwciała anty-CTLA4, zwalczające wiele postaci nowotworu, w tym raka skóry. Badanie przeprowadzano na myszach: kiedy pierwsza grupa była poddawana leczenie opakowanego silikonem leku, druga dostawała go w zwyczajny sposób, trzecia grupa myszy dostawała samo „opakowanie" - silikonowe cząstki pozbawione lekarstwa.
Badanie wykazało zdecydowaną wyższość nowej postaci leku: spowalniała ona rozwój nowotworu niemal trzykrotnie bardziej, niż przeciwciała podawane zwyczajnie. Wydłużała także życie badanych myszy. Badano także stężenie leku w tkance nowotworowej dwa i cztery dni po podaniu leku: lek stopniowo uwalniany z silikonowych kapsułek utrzymywał znacząco wyższe stężenie, niż ten podawany samodzielnie.
Badaczy bardzo interesuje też sam mechanizm zwiększania skuteczności przeciwciał. Nie wiadomo, w jaki sposób stopniowe ich uwalnianie oddziałuje na układ odpornościowy. Zdobycie tej wiedzy pozwoliłoby nie tylko tworzyć lepsze leki, ale być może zmieniłoby nawet nasze rozumienie walki z rakiem.
W najbliższych planach jest tymczasem przeprowadzenie większych badań na zwierzętach oraz przetestowanie innych rodzajów przeciwciał. To wszystko są wstępne badania i do testów klinicznych na ludziach, czy do wprowadzenia nowej formy leku na rynek jest jeszcze daleko. Autorzy badania są jednak optymistami i uważają, że ich odkrycie pozwoli za jakiś czas lepiej ratować ludzkie życie.
Autorem badań jest dziesięcioosobowy zespół badaczy z Pacific Northwest National Laboratory, part of the team of PNNL oraz University of Washington: Chenghong Lei, Pu Liu, Baowei Chen, Yumeng Mao, Heather Engelmann, Yongsoon Shin, Jade Jaffar, Ingegerd Hellstrom, Jun Liu, Karl Erik Hellstrom.
-
przez KopalniaWiedzy.pl
Nie kończą się nowe pomysły i koncepcje na zastosowanie grafenu - pojedynczej warstwy atomów węgla - w nanotechnologii. Do listy jego wielu atrakcyjnych cech trzeba dodać jeszcze jedną: dobrze współpracuje z DNA.
Stworzenie nowych bioczujników, pozwalających na szybkie i bezbłędne identyfikowanie przyczyn chorób, to zajęcie wielu naukowców i laboratoriów na świecie. Narodowe Laboratorium Północno-Zachodniego Pacyfiku, należące do Departamentu Energii Stanów Zjednoczonych oraz Uniwersytet Princeton osiągnęły w tej dziedzinie wymierny sukces, łącząc grafen z ludzkim DNA.
Podczas badań okazało się, że pojedyncza spirala DNA silnie i trwale łączy się z powłoką grafenową. To podsunęło myśl do sporządzenia czujnika, wykrywającego konkretne DNA w badanych próbkach. Pojedyncza spirala DNA z genu poszukiwanego czynnika chorobotwórczego jest umieszczana na powierzchni grafenu. Ponieważ naturalnym stanem cząstek DNA jest podwójna spirala, oddzielona nitka „poszukuje" odpowiadającej sobie pary. Zatem kiedy taki czujnik zanurzymy w krwi, lub innym płynie ustrojowym, umocowana na grafenie pojedyncza nić DNA będzie działać jak bardzo wybiórczy haczyk, łapiący swój odpowiednik. Jeśli poszukiwany czynnik „złapie przynętę" i przyczepi się do czujnika, ten generuje sygnał, który można zarejestrować.
Sprawdzono, jaka jest czułość i wybiórczość projektowanego bioczujnika. Podczas prób z dołączanymi do wolno pływających nici DNA fluorescencyjnymi molekułami wykazano, że „łapanie" dokładnie poszukiwanych fragmentów jest dwukrotnie silniejsze niż łapanie fragmentów jedynie podobnych, które mogłyby fałszować wyniki.
Zbadano też trwałość takiego czujnika - i tu dokonano kolejnego rewelacyjnego odkrycia. Okazało się, że grafen stanowi doskonałą ochronę nici DNA. Podczas prób z DNAzą - enzymem trawiącym DNA - okazało się, że podczas gdy wolno pływające nici są rozkładane natychmiast, nici DNA przytwierdzone do grafenowej powierzchni unikają zniszczenia przez 60 minut.
Prostota działania i wykonania, oraz wysoka trwałość i skuteczność mogą sprawić, że rozpowszechnienie się tego typu czujników stanie się przełomem w diagnostyce medycznej. Nie koniec to jednak planów zespołu badawczego związanych z odkrytymi właściwościami grafenu. Skoro grafen tak dobrze współdziała z DNA, chcą poszukać sposobu na jej wykorzystanie do dostarczania leków bezpośrednio do chorych komórek, a może nawet wykorzystanie jej w terapii genowej.
-
przez KopalniaWiedzy.pl
Naukowcy z Pacific Northwest National Laboratory opracowali nową metodę pozyskiwania energii ze źródeł geotermalnych o niskich temperaturach. Pozwala ona na uzyskanie znacznie większej ilości energii niż dotychczas. Celem PNNL jest stworzenie ekonomicznie opłacalnego sposobu wytwarzania czystej ekologicznie energii. Do końca bieżącego roku ma zostać uruchomiona prototypowa instalacja badawcza.
Analizy techniczne i ekonomiczne przeprowadzone przez MIT wykazały, że udoskonalone systemy geotermalne mogą do 2050 roku dostarczać 10% energii zużywanej w USA.
Pomysł naukowców z PNNL polega na wykorzystaniu właściwości opracowanego przez nich specjalnego płynu dwufazowego (zawierającego fazy płynną i gazową). Płyn ten jest w stanie szybko kurczyć się i rozszerzać. W prototypowej instalacji będzie on podgrzewany za pomocą ciepła z wody krążącej wśród umiarkowanie gorących podziemnych skał. Ruch płynu napędzi turbinę generującą elektryczność.
Efektywność całego systemu jest podobna do efektywności tradycyjnego systemu wytwarzania energii z turbiny napędzanej parą. Jest to możliwe dzięki wykorzystaniu najnowszych zdobyczy nanotechnologii, które pozwoliły na wyprodukowanie bardzo wydajnych metalowo-organicznych przekaźników energii (MOHC - metal-organic heat carrier) i umieszczenie ich w płynie dwufazowym, przez co znacząco poprawiono jego właściwości termodynamiczne.
-
-
Ostatnio przeglądający 0 użytkowników
Brak zarejestrowanych użytkowników przeglądających tę stronę.