Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy

Recommended Posts

Naukowiec i projektantka mody z USA skorzystali ze zdobyczy nanotechnologii i stworzyli ubrania, które niszczą wirusy, m.in. grypy, oraz oczyszczają powietrze. Eliminowane są więc zarówno czynniki biologiczne, jak i chemiczne.

Dr Juan Hinestroza, inżynier chemik z Cornell University, współpracował z designerką Olivią Ong, która chciała uczynić z nanocząsteczek element swojej najnowszej linii ubrań. Projektantka twierdzi, że zainspirował ją smog unoszący się nad Los Angeles. Jest dużo zanieczyszczeń, dlatego pomyślałam, że można by połączyć technologię i ubrania, żeby im jakoś zapobiegać.

Hinestroza zaprojektował osobisty układ oczyszczania powietrza. Zaprzągł do pracy cząsteczki metali, które są znacznie mniejsze od przekroju ludzkiego włosa. Przylegają one do materiału i potrafią zabijać konkretne wirusy i bakterie. Niektóre ubrania pokryto dodatkowo nanocząsteczkami odbijającymi fale świetlne o określonej długości, dzięki czemu uzyskiwany jest kolor.

Teraz chemik pracuje nad ulepszeniem swojego wynalazku. Chciałby m.in., by nanocząstki mogły się przemieszczać po powierzchni tkaniny. Wtedy udałoby się uzyskać wrażenie zmieniającej się barwy.

W takiej sytuacji mógłbyś pójść do biura w niebieskiej koszuli, a gdybyś nie chciał wracać do domu przed wieczornym przyjęciem, wszedłbyś po prostu w obszar oddziaływania pola elektrycznego [które poprzesuwałoby cząsteczki] i ciuch stałby się czarny.

Na razie sprzedaż nowoczesnego materiału jest kwestią odległej przyszłości, ponieważ jego skrawek (0,84 m2) kosztuje 10 tysięcy dolarów.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now
Sign in to follow this  

  • Similar Content

    • By KopalniaWiedzy.pl
      Opracowany w Belgii nowy materiał do produkcji ubrań może nas ogrzewać lub chłodzić, wszystko zależy od tego, którą stroną go włożymy. Symulacje przeprowadzone przez Muluneha Abebe i jego kolegów z belgijskiego Uniwersytetu w Mons wykazały, że ubrania z tego materiału zapewniają komfort termiczny w temperaturach różniących się nawet o 13 stopni.
      Gdy znajdujemy się na zewnątrz około połowy ciepła tracimy przez zjawiska przewodnictwa i konwekcji. Ogrzewać możemy się nakładając kolejne warstwy ubrań. Jednak drugą część ciepła tracimy przez promieniowanie podczerwone, zarówno ze skóry jak i powierzchni okrywających nas ubrań. W tym wypadku możemy bronić się przed utratą ciepła blokując promieniowanie podczerwone, lub też chłodzić się – zwiększając je.
      Już podczas wcześniejszych badań belgijscy naukowcy wykazali, że niektóre materiały mogą efektywnie absorbować promieniowanie podczerwone z powierzchni naszej skóry, a następnie efektywnie je uwalnia do otoczenia. W ten sposób ułatwiają nam chłodzenie się.
      Dotychczas jednak tego typu materiały zawierały nieprzepuszczalne membrany, które więziły powietrze i wilgoć, więc ich noszenie byłoby niekomfortowe. Abebe i jego zespół zaprezentowali teoretyczny model materiału o grubości 20 mikrometrów, który składa się z dwóch różnych warstw. Jednej wytworzonej z włókien dielektrycznych, drugiej z włókien metalicznych. Włókna dielektryczne emitują duże ilości promieniowania podczerwonego, zaś włókna metaliczne charakteryzuje niska emisja.
      Po stworzeniu takiego modelu naukowcy obliczyli jego właściwości transmisji promieniowania podczerwonego, jego odbijania i absorpcji. Z obliczeń wynika, że jeśli materiał dotykałby skóry, zapobiegałby ucieczce ciepła i odczuwalibyśmy komfortowe ciepło w temperaturze nawet 11 stopni Celsjusza. Z kolei po odwróceniu na drugą stronę efektywnie by nas chłodził w temperaturze dochodzącej do 24 stopni Celsjusza.
      Nowy materiał byłby elastyczny i wygodny w używaniu, a przestrzenie między włóknami umożliwiałyby ucieczkę wilgoci. Abebe przyznaje, że ze względu na wysokie koszty wytworzenia takiego materiału, na pewno nie pojawi się on na rynku w najbliższym czasie. Jednak uczeni mają nadzieję, że ich badania zainspirują kolejne grupy naukowe i w końcu pojawią się wygodne tanie ubrania o właściwościach chłodzących i ogrzewających.
      Materiał został opisany na łamach Physical Review Applied.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Inżynierowie z California Institute of Technology (Caltech) i Jet Propulsion Laboratory (JPL) stworzyli inspirowany kolczugami materiał, który pod wpływem przyłożonego napięcia zmienia się z miękkiego i giętkiego w sztywny. Materiał taki może przydać się do tworzenia egzoszkieletów czy rusztowań zmieniających swoją sztywność w miarę gojenia się ran. Być może posłuży też do budowy... mostów, które można będzie przywieźć na miejsce w rolce, rozwinąć i usztywnić.
      Chcieliśmy stworzyć materiał, który zmienia sztywność na żądanie, mówi profesor Chiara Daraio. Naszym celem było uzyskanie tkaniny, która z miękkiej w kontrolowany sposób staje się sztywna, dodaje. Takie materiały spotykaliśmy dotychczas w literaturze. Dość przypomnieć tutaj kolczugę z mithrilu, którą Frodo otrzymał od Bilba czy pelerynę Batmana z filmu Batman Begins.
      W życiu codziennym dość często spotykamy się z materiałami, których sztywność została zmieniona. Wystarczy przypomnieć sobie np. paczkę próżniowo zapakowanej kawy. Jest sztywna i twarda, jednak natychmiast po przebiciu opakowania całość staje się miękka. Takie struktury jak kawa czy piasek mają złożone kształty, nie są ze sobą połączone i mogą usztywniać się tylko pod wpływem kompresji. Z kolei kolczuga, złożona z połączonych metalowych pierścieni może stawać się sztywna zarówno gdy ją ściśniemy, jak i gdy ją rozciągniemy. I to właśnie ta jej właściwość zainspirowała naukowców. Przetestowaliśmy wiele różnych cząstek, by sprawdzić, które są zarówno elastycznej, jak i można nadać im sztywność. Okazało się, że te, które zyskują sztywność tylko podczas jednego z rodzajów przyłożonej siły (ściskania lub rozciągania) nie sprawują się najlepiej, mówi profesor Daraio.
      Uczeni sprawdzili więc całą gamę kształtów, od połączonych pierścieni, poprzez połączone sześciany po połączone ośmiościany foremne, które przypominają dwie piramidy złączone podstawami. W modelowaniu interakcji tego typu struktur brał udział profesor Jose E. Andrade, specjalista od modelowania zachowania materiałów ziarnistych.
      Materiały ziarniste to piękny przykład złożonego systemu, w którym proste interakcje na poziomie poszczególnych ziaren mogą przekładać się na złożone zmiany strukturalne całości, mówi Andrade. Naukowcy prowadzili symulacje komputerowe oraz wytwarzali za pomocą drukarek 3D obiecujące struktury i testowali je w laboratorium.
      Podczas testów materiały albo ściskano w komorach próżniowych albo zrzucano na nie ciężary. W jednym przypadku taka „kolczuga” utrzymała masę 50-krotnie większą od własnej masy. Testy wykazały, że strukturami o największych zmianach właściwości mechanicznych pomiędzy stanem elastycznym a sztywnym, były struktury o największej średniej liczbie punktów stycznych pomiędzy tworzącymi je elementami.
      Tego typu tkaniny mają największy potencjał. Mogą być lekkie, miękkie i wygodne w użyciu, a pod wpływem przyłożonej siły stają się sztywną strukturą, która może wspierać i chronić właściciela, wyjaśnia Yifan Wang, jeden z autorów badań.
      Jak już wspomnieliśmy, taki materiał może posłużyć również do budowy mostów. Jak więc spowodować, by coś, co zostało przywiezione w rolce utrzymało ludzi czy pojazdy? Profesor Daraio mówi, że przez taki materiał można np. przeciągnąć liny, za pomocą których materiał zostanie ściśnięty i usztywniony. Te liny będą działały tak, jak troczki, za pomocą których ściągamy np. kaptur, wyjaśnia.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Dla nas, specjalistów od tekstyliów, to coś niezwykłego. Jesteśmy szczęśliwi, gdy znajdziemy kawałek materiału o wymiarach 1 na 1 centymetr. Tutaj mamy 11 centymetrów, fakt, że jest to tkanina haftowana, to coś unikatowego, cieszy się archeolog Ruth Iren Øien. Znalezisko jest tak unikatowe, że gdy Øien spojrzała w mikroskop, nie mogła uwierzyć w to, co widzi.
      W 2020 roku podczas wykopalisk w grobie kobiety w Hestnes w norweskiej gminie Trøndelag, znaleziono broszę w kształcie żółwia. Wraz z nią zachował się fragment tkaniny, do której brosza była niegdyś przypięta. Już sam ten fakt był niezwykle interesujący, tym bardziej, że pochówek datowano na lata 850–950, na sam środek epoki wikingów. Jednak dopiero niedawne badania pokazały, jak niezwykłego odkrycia dokonano.
      Zmarłą kobietę pochowano w drewnianej komorze grobowej w wydłużonym kurhanie. Tego typu pochówki są czymś niezwykłym w środkowej Norwegii. Takie komory grobowe są rozpowszechnione w na wyspie Birka w Szwecji, na byłych terenach duńskich w tym w Skanii, w południowo-wschodnich częściach Norwegii oraz w Hedeby w dzisiejszych Niemczech, mówi kierownik wykopalisk Raymond Sauvage.
      Nie tylko forma grobu, ale również jego wyposażenie były niezwykłe. Kobietę pochowano wraz z trzyczęściową broszą, rzadko spotykaną w Norwegii oraz z kilkuset miniaturowymi perłami, również rzadko spotykanymi w Norwegii. Perły były skupione nad prawym ramieniem. Nie wiemy, czy był to perłowy naszyjnik czy coś innego. Podobne znalezisko z Hedeby zinterpretowano jako pozostałość po hafcie. Niewykluczone, że mamy tutaj do czynienia z podobnym przypadkiem, dodaje Sauvage.
      Jednak najbardziej niezwykłym znaleziskiem są tekstylia.
      Naukowcy odkryli prawdopodobnie pozostałości 8 różnych tekstyliów, 6 wełnianych i 2 lnianych. Różnią się one jakością wykonania, strukturą i wyglądem. Różnice te mogą wynikać z faktu, że dawniej ubrań nie pozbywano się tak łatwo, jak obecnie. W epoce wikingów, żeby ubrać całą rodzinę jedna osoba musiała pracować przez cały rok. Mało kto mógł pozwolić sobie na nowe ubrania każdego roku, a wiele z nich było przekazywanych między pokoleniami, mówi Øien.
      Przed tysiącem lat uzyskanie tekstyliów kosztowało wiele pracy i wysiłku. Specjaliści szacują, że ożaglowanie łodzi wikingów wymagało wełny z 2000 owiec i olbrzymiego nakładu pracy. W przełożeniu na dzisiejsze ceny takie ożaglowanie kosztowało od 15 do 20 milionów koron norweskich. Innymi słowy, fakt, że wspomniana kobieta została pochowana z tak dużą liczbą różnych tekstyliów oznacza, że zabrała ze sobą do grobu spory majątek.
      Łatwo więc zrozumieć, że znalezienie w grobie wielu różnych dobrze zachowanych tekstyliów jest czymś niezwykłym. Dzięki temu jednak archeolodzy mogą wyobrażać sobie, jak zmarła była ubrana.
      Wyobrażamy sobie, że nosiła sukienkę, spiętą broszami. Pod nią miała prawdopodobnie koszulę z lnu lub delikatniejszej wełny. Na ramionach miała haftowaną zdobioną pelerynę. Na jej krawędziach pozostały resztki lamówki. Mogła ona wzmacniać krawędzie i je ozdabiać, mówią naukowcy.
      Pod mikroskopem widać też pozostałości różnych pigmentów. Jako, że były to pigmenty naturalne, bez użycia sztucznych środków chemicznych, określenie kolorów będzie bardzo trudne. Łatwiejsze powinno być określenie pochodzenia wełny. Materiał zachował się na tyle dobrze, że naukowcy mają nadzieję na wykonanie analizy izotopowej, która zdradzi, czy wełna pochodziła z lokalnych owiec czy też była importowana.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      W 2010 roku japońska ekspedycja naukowa wybrała się do Wiru Południowopacyficznego (South Pacyfic Gyre). Pod nim znajduje się jedna z najbardziej pozbawionych życia pustyń na Ziemi. W pobliżu centrum SPG znajduje się oceaniczny biegun niedostępności. A często najbliżej znajdującymi się ludźmi są... astronauci z Międzynarodowej Stacji Kosmicznej. Tutejsze wody są tak pozbawione życie, że 1 metr osadów tworzy się tutaj przez milion lat.
      Centrum SPG jest niemal nieruchome, jednak wokół niego krążą prądy oceaniczne, przez które do centrum dociera niewiele składników odżywczych. Niewiele więc tutaj organizmów żywych.
      Japońscy naukowcy pobrali z dna, znajdującego się 6000 metrów pod powierzchnią, rdzeń o długości 100 metrów. Mieli więc w nim osady, które gromadziły się przez 100 milionów lat.
      Niedawno poinformowali o wynikach badań rdzenia. Tak, jak się spodziewali, znaleźli w osadach bakterie, było ich jednak niewiele, od 100 do 3000 na centymetr sześcienny osadów. Później jednak nastąpiło coś, czego się nie spodziewali. Po podaniu pożywienia bakterie ożyły.
      Ożyły i zaczęły robić to, co zwykle robią bakterie, mnożyć się. Dwukrotnie zwiększały swoją liczbę co mniej więcej 5 dni. Powoli, gdyż np. bakterie E.coli dwukrotnie zwiększają w laboratorium swoją liczbę co około 20 minut). Jednak wystarczyło to, by po 68 dniach bakterii było 10 000 razy więcej niż pierwotnie.
      Weźmy przy tym pod uwagę, że mówimy o bakteriach sprzed 100 milionów lat. O mikroorganizmach, które żyły, gdy planeta była opanowana przez dinozaury. Minęły cztery ery geologiczne, a one – chronione przed promieniowaniem kosmicznym i innymi wpływami środowiska przez kilometry wody – czekały w uśpieniu.
      Jeśli teraz uświadomimy sobie, że 70% powierzchni planety jest pokryte osadami morskimi, możemy przypuszczać, że znajduje się w nich wiele nieznanych nam, uśpionych mikroorganizmów sprzed milionów lat.
      Kolejną niespodzianką był fakt, że znalezione przez Japończyków bakterie korzystają z tlenu. Osady, z których je wyodrębniono, są pełne tlenu. Problemem w SPG nie jest zatem dostępność tlenu, a pożywienia.
      To jednak nie koniec zaskoczeń. Okazało się, że wydobyte z osadów bakterie nie tworzą przetrwalników (endosporów). Bakterie przetrwały w inny sposób. Jeszcze większą niespodzianką było znalezienie w jednej z próbek dobrze funkcjonującej populacji cyjanobakterii z rodzaju Chroococcidiopsis. To bakterie potrzebujące światłą, więc zagadką jest, jak przetrwały 13 milionów lat w morskich osadach na głębokości 6000 metrów. Z drugiej strony wiemy, że jest niektórzy przedstawiciele tego rodzaju są wyjątkowo odporni. Tak odporny, że niektórzy mówią o wykorzystaniu ich do terraformowania Marsa.
      Biorąc uwagę niewielkie przestrzenie z powietrzem wewnątrz osadów, brak endosporów i szybkie ożywienie, naukowcy przypuszczają, że bakterie pozostały żywe przez 100 milionów lat, jednak znacząco spowolniły swój cykl życiowy. To zaś może oznaczać, że... są nieśmiertelne.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Międzynarodowy zespół naukowy stworzył wielką bazę danych wszystkich znanych genomów bakteryjnych obecnych w mikrobiomie ludzkich jelit. Baza umożliwia specjalistom badanie związków pomiędzy genami bakterii a proteinami i śledzenie ich wpływu na ludzkie zdrowie.
      Bakterie pokrywają nas z zewnątrz i od wewnątrz. Wytwarzają one proteiny, które wpływają na nasz układ trawienny, nasze zdrowie czy podatność na choroby. Bakterie są tak bardzo rozpowszechnione, że prawdopodobnie mamy na sobie więcej komórek bakterii niż komórek własnego ciała. Zrozumienie wpływu bakterii na organizm człowieka wymaga ich wyizolowania i wyhodowania w laboratorium, a następnie zsekwencjonowania ich DNA. Jednak wiele gatunków bakterii żyje w warunkach, których nie potrafimy odtworzyć w laboratoriach.
      Naukowcy, chcąc zdobyć informacje na temat tych gatunków, posługują się metagenomiką. Pobierają próbkę interesującego ich środowiska, w tym przypadku ludzkiego układu pokarmowego, i sekwencjonują DNA z całej próbki. Następnie za pomocą metod obliczeniowych rekonstruują indywidualne genomy tysięcy gatunków w niej obecnych.
      W ubiegłym roku trzy niezależne zespoły naukowe, w tym nasz, zrekonstruowały tysiące genomów z mikrobiomu jelit. Pojawiło się pytanie, czy zespoły te uzyskały porównywalne wyniki i czy można z nich stworzyć spójną bazę danych, mówi Rob Finn z EMBL's European Bioinformatics Institute.
      Naukowcy porównali więc uzyskane wyniki i stworzyli dwie bazy danych: Unified Human Gastrointestinal Genome i Unified Gastrointestinal Protein. Znajduje się w nich 200 000 genomów i 170 milionów sekwencji protein od ponad 4600 gatunków bakterii znalezionych w ludzkim przewodzie pokarmowym.
      Okazuje się, że mikrobiom jelit jest nie zwykle bogaty i bardzo zróżnicowany. Aż 70% wspomnianych gatunków bakterii nigdy nie zostało wyhodowanych w laboratorium, a ich rola w ludzkim organizmie nie jest znana. Najwięcej znalezionych gatunków należy do rzędu Comentemales, który po raz pierwszy został opisany w 2019 roku.
      Tak olbrzymie zróżnicowanie Comentemales było wielkim zaskoczeniem. To pokazuje, jak mało wiemy o mikrobiomie jelitowym. Mamy nadzieję, że nasze dane pozwolą w nadchodzących latach na uzupełnienie luk w wiedzy, mówi Alexancre Almeida z EMBL-EBI.
      Obie imponujące bazy danych są bezpłatnie dostępne. Ich twórcy uważają, że znacznie się one rozrosną, gdy kolejne dane będą napływały z zespołów naukowych na całym świecie. Prawdopodobnie odkryjemy znacznie więcej nieznanych gatunków bakterii, gdy pojawią się dane ze słabo reprezentowanych obszarów, takich jak Ameryka Południowa, Azja czy Afryka. Wciąż niewiele wiemy o zróżnicowaniu bakterii pomiędzy różnymi ludzkimi populacjami, mówi Almeida.
      Niewykluczone, że w przyszłości katalogi będą zawierały nie tylko informacje o bakteriach żyjących w naszych jelitach, ale również na skórze czy w ustach.

      « powrót do artykułu
  • Recently Browsing   0 members

    No registered users viewing this page.

×
×
  • Create New...