Piramidy egipskie odlano z betonu
dodany przez
KopalniaWiedzy.pl, w Technologia
-
Podobna zawartość
-
przez KopalniaWiedzy.pl
Wiele starożytnych rzymskich konstrukcji wykonanych jest z betonu, w tym wzniesiony 1900 lat temu Panteon, z największą na świecie niewzmacnianą betonową kopułą. Niektóre z akweduktów są wciąż wykorzystywane. Tymczasem współczesne konstrukcje betonowe rozsypują się po kilku dekadach. Naukowcy od dawna próbują rozszyfrować tajemnice rzymskich inżynierów, badając m.in. falochron, który przetrwał 2000 lat oddziaływania słonej wody. Przez wiele lat sądzono, że rzymski beton jest tak wytrzymały dzięki popiołom wulkanicznym. Okazało się jednak, że posiada on jeszcze jeden – lekceważony dotychczas – składnik.
Naukowcy z MIT, Uniwersytetu Harvarda oraz laboratoriów z Włoch i Szwajcarii przyjrzeli się milimetrowej wielkości fragmentom wapienia, które powszechnie są spotykane w rzymskim betonie. Od kiedy tylko zacząłem pracować z rzymskim betonem, te drobinki mnie fascynowały. Nie występują one we współczesnych betonach, dlaczego więc znajdują się w rzymskich?, mówi profesor Admir Masic z MIT.
Dotychczas sądzono, że obecność tych ziaren to dowód na niedokładne mieszanie materiału przez Rzymian lub też na dodawanie przez nich słabej jakości materiałów. Takie wyjaśnienia nie są jednak przekonujące. Dlaczego Rzymianie, którzy tak dbali o uzyskanie wysokiej jakości materiału budowlanego i przez wieku udoskonalali jego recepturę, mieliby niedbale wszystko ze sobą mieszać?
Naukowcy od dawna sądzą, że gdy Rzymianie dodawali wapno do swojego betonu, najpierw łączyli je z wodą, uzyskując – w procesie gaszenia wapna – konsystencję pasty. Jednak w wyniku takiego procesu nie powstawałyby drobinki.
Gdy teraz uczeni szczegółowo zbadali lekceważone dotychczas drobinki zauważyli, że rzeczywiście jest to wapno, ale zostało ono poddane działaniu wysokich temperatur, których można spodziewać się po wykorzystaniu tlenku wapnia zamiast, lub obok, wapna gaszonego. Autorzy najnowszych badań uważają, że to mieszanie na gorąco nadało rzymskiemu betonowi jego wyjątkową wytrzymałość. Takie mieszanie ma dwie zalety. Po pierwsze, gdy cały beton jest podgrzewany do wysokich temperatur, zachodzą procesy chemiczne, które nie mają miejsca, gdy używa się tylko wapna gaszonego, w wysokich temperaturach powstają związki, jakie nie pojawiają się w innych procesach. Po drugie, wysokie temperatury skracają czas wiązania, gdyż wszystkie reakcje ulegają przyspieszeniu, zatem można znacznie szybciej wznosić budowle, wyjaśnia Masic.
Podczas mieszania na gorąco, drobinki skał wapiennych zmieniają swoją strukturę tak, że powstaje reaktywne, łatwo rozdzielające się źródło wapnia. Gdy w tak uzyskanym betonie dochodzi z czasem do pęknięć, w które wnika woda, wspomniane drobinki reagują z nią, tworząc nasycony wapnem roztwór. Ten szybko rekrystalizuje lub wchodzi w reakcje z popiołami wulkanicznymi wypełniając pęknięcie i wzmacniając całość. Reakcje takie zachodzą automatycznie i spontanicznie, dzięki czemu pęknięcia w betonie są naprawiane, zanim się rozprzestrzenią.
Naukowcy, by sprawdzić swoją hipotezę, stworzyli próbki mieszanych na gorąco betonów według receptury starożytnej i współczesnej. Następnie doprowadzili do ich popękania i przepuścili przez pęknięcia wodę. Po dwóch tygodniach beton, w którym zastosowano mikrodrobinki wapna, samodzielnie się naprawił i woda przestała płynąć przez szczeliny.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Badacze z Uniwersytetu Johnsa Hopkinsa odkryli, że na każdy 1 punkt procentowy zwiększenia powierzchni zabetonowanych – jak drogi, parkingi, budynki i inna infrastruktura – przypada 3,3-procentowe zwiększenie intensywności powodzi. Oznacza to, że jeśli w basenie danej rzeki zabetonowaną powierzchnię zwiększymy o 10%, to średnio przepływ wody w czasie zwiększy się tam o 33%.
W ostatnim czasie doszło do znaczne zwiększenia intensywności powodzi w takich miastach jak Houston czy Ellicott City. Chcieliśmy lepiej zrozumieć, jak urbanizacja wpływa na zwiększenie przepływu wód powodziowych, mówi Annalise Blum z Johns Hopkins University i American Association for the Advancement of Science.
Poprzednie badania tego typu wykorzystywały mniejsze zestawy danych, dotyczących pojedynczych cieków wodnych lub niewielkich grup cieków w określonym przedziale czasowym. Nie można było ich przełożyć na skalę całego kraju. Ponadto trudno było na ich podstawie wyizolować przyczynę i skutek, gdyż nie kontrolowano w nich efektywnie wpływu takich czynników jak klimat, zapory wodne czy sposób wykorzystywania terenu. Trudno było więc podać konkretne wartości pokazujące, w jaki sposób nieprzepuszczalna powierzchnia wpływa na powodzie.
Blum we współpracy z profesorem Paulem Ferraro wykorzystali modele matematyczne, które rzadko są używane do badania powodzi. W badaniach środowiska naturalnego trudno jest oddzielić przyczynę od skutku. Na szczęście w ciągu ostatnich dekad na polu ekonomii i biostatystyki opracowano metody, które pozwalają na ich odróżnienie. Zastosowaliśmy te metody do badań hydrologicznych, w nadziei, że przyczyni się to do postępu w tej dziedzinie wiedzy i da planistom oraz polityko nowe narzędzia pomocne podczas rozwoju miast, stwierdza Ferrero.
Naukowcy wykorzystali dane US Geological Survey z okresu 1974–2012, które dotyczyły ponad 2000 cieków wodnych. Dane zawierały informacje o przepływie wody. Informacje takie poddano analizie, w której uwzględniono też zmiany w obszarze powierzchni nieprzepuszczalnych w basenie każdego z cieków.
Z analizy wynika, że wielkość powodzi, rozumiana jako maksymalny przepływ wody, zwiększa się o 3,3 punktu procentowego dla każdego wzrostu obszaru powierzchni nieprzepuszczalnych o 1 pp.
"W związku z olbrzymią coroczną zmiennością przepływu wody trudno jest wydzielić skutki urbanizacji. Nam się to udało dzięki zastosowaniu olbrzymich zestawów danych zbieranych zarówno w czasie jak i w przestrzeni", wyjaśnia Blum.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Pumeks, wulkaniczna skała magmowa zbudowana z porowatego szkliwa wulkanicznego, mógł odegrać znaczącą rolę w zapoczątkowaniu życia na Ziemi. Prawdopodobnie stanowił on również świetny habitat dla pierwszych społeczności mikroorganizmów.
Naukowcy uważają tak ze względu na 4 jego cechy. Po pierwsze, w trakcie erupcji uzyskuje on najwyższy stosunek powierzchni do objętości ze wszystkich znanych skał. Po drugie, pumeks to jedyna skała unosząca się na wodzie jak tratwa, która potem utyka na dłuższy czas na plaży w strefie pływowej. Po trzecie, pumeks jest wystawiony na oddziaływanie niezwykle szerokiego wachlarza warunków środowiskowych, z wysuszeniem włącznie. Po czwarte wreszcie, skała ta świetnie adsorbuje (wiąże na powierzchni) metale, związki organiczne, fosforany, a także organiczne katalizatory, takie jak zeolity czy tlenki tytanu.
Zespół z Uniwersytetu Zachodniej Australii i Uniwersytetu Oksfordzkiego, którego artykuł ukazał się właśnie w piśmie Astrobiology, podkreśla, że mając to wszystko na uwadze, trzeba przeprowadzić eksperymenty laboratoryjne oraz zbadać wczesny zapis geologiczny.
Testy w laboratorium mają pokazać, czy pumeks adsorbuje związki organiczne z wody i czy może doprowadzić do powstania katalizatorów i nowych substancji. W tym celu akademicy zamierzają symulować cykle termiczne, natężenie promieniowania ultrafioletowego oraz inne warunki, które panowały na Ziemi, kiedy egzystowały obok siebie mikroby i pierwsze organiczne polimery.
-
przez KopalniaWiedzy.pl
W miarę jak coraz lepiej poznajemy świat zwierząt, okazuje się, że spora ich część wykorzystuje narzędzia. Dotąd opisywano tego typu przypadki wśród małp, słoni, delfinów czy ptaków (vide kruki), teraz jednak po raz pierwszy sfilmowano rybę, która posłużyła się skałą, by dostać się do smacznego małża.
Giacomo Bernardi, profesor ekologii i biologii ewolucyjnej z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Santa Cruz, sfilmował w 2009 r. zachowanie ryby z gatunku Choerodon anchoago u wybrzeży Palau.
Zwierzę przekopuje piasek, aby wydobyć małża, potem płynie przez dłuższy czas w poszukiwaniu odpowiedniego terenu, gdzie można by roztrzaskać muszlę. To wymaga wytężonego myślenia o przyszłości, ponieważ mamy do czynienia z wieloetapowym działaniem. Dla ryby to poważna sprawa.
Przed nagraniem Bernardiego pojawiały się doniesienia o wykorzystaniu narzędzi przez ryby. Za każdym razem dotyczyły one gatunku z rodziny wargaczowatych (należy do niego również Ch. anchoago), który rozbijał muszlę o skałę. Bernardi podkreśla, że po raz pierwszy słyszał o posługiwaniu się przez ryby narzędziami w 1994 roku, gdy jego kolega zaobserwował na Florydzie rzucające małżami o skałę wargacze Halichoeres garnoti. W warunkach laboratoryjnych podobne zachowanie widywano u talasomy Hardwicka (Thalassoma hardwicke).
Wargaczowate to jedna z najliczniejszych gatunkowo rodzin wśród ryb okoniokształtnych. Wykorzystanie narzędzi zaobserwowano u daleko spokrewnionych gatunków. Znajdują się one na przeciwległych końcach drzewa filogenetycznego, może to więc być głęboko zakorzeniona [powstała u wspólnego przodka] cecha behawioralna wszystkich wargaczowatych.
http://www.youtube.com/watch?v=P_MYQy_eeTQ -
przez KopalniaWiedzy.pl
Niemieccy naukowcy wykazali, że nanocząstki bezpośrednio wpływają na tętno i rytm serca.
Wyniki badań zespołu z Technicznego Uniwersytetu Monachijskiego oraz Centrum Helmholtza w Monachium ukazały się w piśmie ACSNano. Akademicy podkreślają, że w związku z rosnącym zapotrzebowaniem na nanocząstki w medycynie i przemyśle, należy stwierdzić, jak oddziałują one na funkcje organizmu. Badania na pacjentach z chorobami serca od dawna wskazywały, że cząstki stałe z zanieczyszczonego powietrza wpływają niekorzystnie na układ krążenia. Dotąd trudno było jednak ustalić, czy nanocząstki prowadzą do uszkodzeń w wyniku bezpośredniego działania, czy też dochodzi do tego pośrednio, np. w wyniku zmian metabolicznych lub reakcji zapalnych.
By rozstrzygnąć tę kwestię, Niemcy posłużyli się tzw. modelem Langendorffa – badanie przeprowadzano na izolowanym, perfundowanym sercu szczura (perfuzja to zabieg, którego skutkiem ma być wywołanie obiegu krwi w wyizolowanym narządzie). Okazało się, że serce reagowało na niektóre rodzaje powszechnie wykorzystywanych nanocząstek podwyższonym tętnem, arytmią i zapisem EKG typowym dla chorób tego narządu. Zastosowaliśmy serce jako czujnik. W ten sposób mogliśmy sprawdzić, czy specyficzne nanocząstki oddziałują na pracę tego mięśnia. Dotąd nie odwoływano się do takiej opcji badawczej – podkreśla z dumą prof. Reinhard Nießner.
Naukowcy zmodyfikowali model Langendorffa, dzięki czemu mogli ustalić, w jaki sposób nanocząstki kształtują tętno. Andreas Stampfl i Nießner podejrzewają, że najprawdopodobniej główną rolę w tym procesie odgrywa noradrenalina, która po wydzieleniu z zakończeń nerwowych wnikających do ściany serca przyspiesza jego rytm. Niemcy sądzą, że nanocząstki mogą też uszkadzać ośrodkowy układ nerwowy, ponieważ noradrenalina jest wykorzystywana jako neuroprzekaźnik pnia mózgu.
Zespół Stampfla testował działanie następujących nanocząstek: sadzy, tlenku tytanu(IV), węgla powstającego w silniku o zapłonie iskrowym, dwutlenku krzemu, aerosilu (wypełniacza z tabletek) oraz polistyrenu. Sadza, węgiel z silników iskrowych, tlenek tytanu(IV) oraz dwutlenek krzemu zwiększały tętno aż o 15%, a zapis EKG nie normalizował się nawet po zakończeniu ekspozycji na nanocząstki. Aerosil i polistyren nie wpływały na działanie serca.
Zespół z Monachium podkreśla, że obecnie nanocząstki coraz częściej testuje się jako przenośniki leków do konkretnych miejsc, np. guza. Większość prototypów takich nanopojemników bazuje na węglu lub na krzemianach. Teraz dopiero widać, że to niekoniecznie dobre rozwiązanie. Duża powierzchnia cząsteczki tlenku tytanu(IV), która zapewnia wysoki współczynnik załamania światła, sprawia, że substancja ta jest często wykorzystywana w śnieżnobiałych farbach oraz jako filtr chemiczny w kosmetykach do opalania. Sadzę dodaje się do gumy do produkcji opon. Widać więc jak na dłoni, że nieświadomie cały czas stykamy się z jakimiś nanocząstkami.
Serce stanowi szczególnie dobry model do badań nanocząstek, gdyż ma m.in. własny generator impulsów. Poza tym zmiany w jego działaniu łatwo rozpoznać dzięki tętnu i elektrokardiogramowi.
-
-
Ostatnio przeglądający 0 użytkowników
Brak zarejestrowanych użytkowników przeglądających tę stronę.