Zaloguj się, aby obserwować tę zawartość
Obserwujący
0
Elektronika, która sama się naprawia
dodany przez
KopalniaWiedzy.pl, w Technologia
-
Podobna zawartość
-
przez KopalniaWiedzy.pl
Stosując naturalne polimery izolowane z otrąb żyta i wytłoków siemienia lnianego, naukowcy z Politechniki Łódzkiej (PŁ) uzyskali innowacyjne mikrokapsułki miodu. Dzięki temu udało się ograniczyć straty związków bioaktywnych miodu, związane z oddziaływaniem soku żołądkowego i enzymów trawiennych. Łodzianie przeprowadzili badania in vitro, które dały bardzo dobre rezultaty.
Miód ma wysoką wartość odżywczą i liczne właściwości prozdrowotne: przeciwutleniające, immunomodulujące, prebiotyczne, a także przeciwdrobnoustrojowe. Niestety, spora część związków bioaktywnych nie dociera do jelita. Dzieje się tak przez ich dużą labilność i degradujący wpływ niskiego pH kwasów żołądkowych. Nic więc dziwnego, że naukowcy próbują temu jakoś zapobiec.
Suszenie rozpyłowe i enkapsulacja
Dr hab. inż. Justyna Rosicka-Kaczmarek, dr inż. Gabriela Kowalska, dr inż. Karolina Miśkiewicz i dr hab. inż. Tomasz P. Olejnik z Instytutu Technologii i Analizy Żywności PŁ wykorzystali suszenie rozpyłowe (in. rozpryskowe) i enkapsulację. W ten sposób uzyskali utrwalony preparat miodu w postaci mikrokapsułek. Ich metoda jest chroniona zgłoszeniem patentowym.
Optymalizując proces enkapsulacji miodu, skoncentrowaliśmy się przede wszystkim na doborze odpowiedniego materiału opłaszczającego [...]. Jako pierwsi na świecie wykorzystaliśmy w roli takiego materiału naturalne biopolimery izolowane z otrąb żyta i wytłoków siemienia lnianego. Biopolimery te, wykazując istotnie wyższy potencjał bioaktywny w stosunku do naturalnego miodu, stanowiły jednocześnie wartość dodaną otrzymanych mikrokapsułek. Ponadto zastosowany rodzaj nośnika istotnie zmniejszył jego ilość w enkapsulacie do 17 proc., w stosunku do 50 proc. w obecnych już na rynku produktach - tłumaczy dr hab. inż. Rosicka-Kaczmarek.
Badania in vitro
Okazało się, że podczas symulacji trawienia w żołądku związki fenolowe z badanego proszku miodowego cechują się aż o 85% wyższą biostabilnością. To z kolei oznacza wyższą biodostępność w jelicie cienkim. Innowacyjny proces enkapsulacji pozwolił na uwolnienie od dwu- do dziesięciokrotnie większej ilości związków bioaktywnych w jelicie cienkim, w odniesieniu do ilości związków uwolnionych z miodu w naturalnej formie - zaznacza dr hab. inż. Rosicka-Kaczmarek.
Mówiąc o potencjalnych zastosowaniach, specjalistka wspomina o wykorzystaniu mikrokapsułek do wspomagania gojenia ran. Produkt mógłby się też sprawdzić jako nutraceutyk o działaniu immunomodulującym czy prebiotycznym.
Plany na przyszłość
Po miodzie obecnie badane są możliwości enkapsulacji mleczka pszczelego (tu także wystosowano już zgłoszenie patentowe), pierzgi i jadu pszczelego. Docelowo naukowcy chcieliby, żeby opracowane przez nich kapsułki służyły jako systemy kontrolowanego dostarczania do jelita surowców o wysokim potencjale bioaktywnym.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Nowatorska superszybka technika obrazowania atomów ujawniła istnienie nieznanego dotychczas stanu, którego wykorzystanie może pomóc z opracowaniu szybszych energooszczędnych komputerów. Technika ta pozwoli też zbadać, gdzie leżą fizyczne granice przełączania pomiędzy różnymi stanami.
Naukowcy przyznają, że nie wiedzą zbyt wiele o stanach przejściowych, w jakich znajdują się materiały elektroniczne podczas operacji przełączania. Nasza technika pozwala na wizualizowanie tego procesu i znalezienie odpowiedzi na niezwykle ważne pytanie – jakie są granice przełączania jeśli chodzi o prędkość i zużycie energii, stwierdził główny autor badań, Aditya Sood ze SLAC National Accelerator Laboratory.
Wraz z kolegami ze SLAC, Hewlett Packard Labs, Pennsylvania State University oraz Purdue University badał on urządzenia wykonane z ditlenku wanadu (VO2). Wiadomo bowiem, że materiał ten przechodzi pomiędzy stanem izolatora z przewodnika w temperaturze zbliżonej do temperatury pokojowej.
VO2 poddawano okresowemu działaniu impulsów elektrycznych, które przełączały go pomiędzy różnymi stanami. Impulsy te zsynchronizowano z wysoko energetycznymi impulsami elektronów generowanymi przez kamerę Ultrafast Electron Diffracion (UED). Za każdym razem, gdy impuls elektryczny wzbudzał naszą próbkę, towarzyszył mu impuls elektronów, którego opóźnienie mogliśmy regulować. Powtarzając ten proces wielokrotnie i zmieniając za każdym razem opóźnienie, uzyskaliśmy poklatkowy obraz atomów poruszających się w reakcji na impuls elektryczny, wyjaśnia Sood.
To pierwszy raz, gdy użyto UED, urządzenie wykrywające niewielkie ruchy atomów poprzez rozpraszanie na próbce wysokoenergetycznego strumienia elektronów, do badania pracy urządzenia elektrycznego. Wpadliśmy na ten pomysł już trzy lata temu, jednak zdaliśmy sobie sprawę, że istniejące urządzenia nie pracują wystarczająco szybko. Musieliśmy więc skonstruować własne, dodaje profesor Aaron Lindenberg.
Dzięki swojemu urządzeniu badacze odkryli, że pod wpływem szybkich impulsów elektrycznych VO2 wchodzi w stan, który normalnie nie istnieje. Istnieje on zaledwie przez kilka mikrosekund, gdy materiał zmienia się z izolatora w przewodnik. Okazało się, że struktura atomowa tej fazy jest taka sama, jak fazy izolatora, jednak materiał jest już wówczas przewodnikiem. To niezwykle ważne, gdyż normalnie dwa stany – izolatora i przewodnika – różnią się między sobą ułożeniem atomów, a do zmiany tego ułożenia konieczne jest wydatkowanie energii. Gdy jednak zmiana ma miejsce poprzez stan przejściowy, przełączanie w przewodnik nie wymaga zmiany struktury atomowej.
Autorzy badań pracują teraz nad wydłużeniem istnienia stanu przejściowego. Nie wykluczają, że możliwe byłoby stworzenie urządzenia, w którym zmiana pomiędzy izolatorem z przewodnikiem będzie się odbywała bez ruchu atomów, dzięki czemu takie urządzenie pracowałoby szybciej i zużywało mniej energii.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Grafen ma wiele niezwykłych właściwości, jednak nie jest materiałem piezoelektrycznym. Piezoelektryczność to właściwość niektórych materiałów, polegająca na tym, że przy zginaniu, ściskaniu i skręcaniu materiały te produkują ładunki elektryczne. Występuje też zależność odwrotna - pole elektryczne wywołuje odkształcenie materiału piezoelektrycznego, dając nad nim duża kontrolę.
W ACS Nano ukazał się artykuł, w którym dwóch inżynierów ze Stanford University opisuje, w jaki sposób nadali grafenowi właściwości piezoelektryczne.
Fizyczne deformacje, jakie możemy tworzyć, są wprost proporcjonalne do przyłożonego pola elektrycznego, co daje nam niedostępną wcześniej możliwość kontrolowania elektroniki w nanoskali - stwierdził Evan Reed, szef Materials Computation and Theory Group i główny autor badań. To pozwala mieć nadzieję, na zrealizowanie koncepcji ‚straintroniki’, zwanej tak ze względu na sposób, w jaki pole elektryczne w sposób przewidywalny zmienia kształt sieci krystalicznej węgla - dodał uczony.
Mitchell Ong, autor artykułu w ACS Nano, uważa, że „piezoelektryczny grafen może może zapewnić niedostępny dotychczas stopień elektrycznej, mechanicznej i optycznej kontorli nad różnymi urządzeniami, od ekranów dotykowych po nanotranzystory“.
Za pomocą symulacji przeprowadzanych na superkomputerach, inżynierowie sprawdzali skutki domieszkowania grafenu po jednej lub obu stronach sieci krystalicznej. Modelowano domieszkowanie litem, wodorem, potasem i fluorem oraz ich kombinacjami. Wyniki zaskoczyły naukowców. Sądziliśmy, że pojawi się efekt piezoelektryczny, ale będzie on słaby. Tymczasem jest on podobny do występującego w tradycyjnych materiałach - mówi Reed.
-
przez KopalniaWiedzy.pl
IBM pokaże dzisiaj prototypowy optyczny układ scalony „Holey Optochip“. To pierwszy równoległy optyczny nadajnik-odbiornik pracujący z prędkością terabita na sekundę. Urządzenie działa zatem ośmiokrotnie szybciej niż inne tego typu kości. Układ pozwala na tak szybki transfer danych, że mógłby obsłużyć jednocześnie 100 000 typowych użytkowników internetu. Za jego pomocą można by w ciągu około godziny przesłać zawartość Biblioteki Kongresu USA, największej biblioteki świata.
Holey Optochip powstał dzięki wywierceniu 48 otworów w standardowym układzie CMOS. Dało to dostęp do 24 optycznych nadajników i 24 optycznych odbiorników. Przy tworzeniu kości zwrócono też uwagę na pobór mocy. Jest on jednym z najbardziej energooszczędnych układów pod względem ilości energii potrzebnej do przesłania jednego bita informacji. Holey Optochip potrzebuje do pracy zaledwie 5 watów.
Cały układ mierzy zaledwie 5,2x5,8 mm. Odbiornikami sygnału są fotodiody, a nadajnikami standardowe lasery półprzewodnikowe VCSEL pracujące emitujące światło o długości fali 850 nm.
-
przez KopalniaWiedzy.pl
W laboratoriach Uniwersytetu Kalifornijskiego w San Diego powstał samonaprawiający się hydrożel, który z pewnością znajdzie zastosowanie w medycynie, np. w funkcji szwów czy transporterów leków, oraz przemyśle. Na zasadzie zamka błyskawicznego żel wiąże się w ciągu zaledwie kilku sekund, w dodatku na tyle mocno, że wytrzyma wielokrotne rozciąganie.
Hydrożele powstają z łańcuchów polimeru. Ponieważ są galaretowate, przypominają tkanki miękkie. Wcześniej naukowcy nie potrafili uzyskać błyskawicznie samonaprawiających się żeli, co ograniczało ich zastosowania. Zespół Shyni Varghese poradził sobie z tym wyzwaniem, wykorzystując wolne łańcuchy boczne. Wystają one ze struktury pierwotnej (pierwszorzędowej) jak palce z dłoni i mogą się o siebie zaczepiać.
Samonaprawa to jedna z podstawowych właściwości tkanek żywych, która pozwala im przetrwać powtarzające się uszkodzenia. Nic więc dziwnego, że akademicy nie ustawali w próbach stworzenia sztucznego materiału o podobnych zdolnościach.
Podczas projektowania cząsteczek łańcuchów bocznych zespół korzystał z symulacji komputerowych. Ujawniły one, że zdolność hydrożelu do samonaprawy zależy od długości "palców". Kiedy w kwasowym roztworze umieszczano dwa cylindry z hydrożelu z łańcuchami bocznymi o optymalnej długości, natychmiast do siebie przywierały. Dalsze eksperymenty pokazały, że manipulując pH roztworu, kawałki hydrożelu można łatwo spajać (niskie pH) lub odłączać (wysokie pH). Proces wielokrotnie powtarzano, bez szkody dla siły związania.
Ameya Phadke, doktorantka z laboratorium Varghese, podkreśla, że elastyczność i wytrzymałość hydrożelu w kwaśnym środowisku, takim jak w żołądku, pozwala myśleć o tym materiale w kontekście łatania perforacji żołądka czy kontrolowanego dostarczania leków na wrzody.
Zespół uważa, że samonaprawiający się materiał można by wykorzystać w likwidowaniu przecieków kwasów z uszkodzonych pojemników. Gdy w plastikowym pojemniku wycięto otwór, hydrożel ją zatkał i zahamował wypływ kwasu.
W przyszłości Amerykanie zamierzają uzyskać hydrożele działające przy innych niż kwasowe wartościach pH.
-
-
Ostatnio przeglądający 0 użytkowników
Brak zarejestrowanych użytkowników przeglądających tę stronę.