Zaloguj się, aby obserwować tę zawartość
Obserwujący
0
Zapominalski 12-latek stworzył automatyczną suszarkę, która wykrywa deszcz
dodany przez
KopalniaWiedzy.pl, w Ciekawostki
-
Podobna zawartość
-
przez KopalniaWiedzy.pl
Jedno z ważnych pytań o początki życia brzmi: w jaki sposób cząstki RNA swobodnie przemieszczające się w pierwotnej zupie zostały opakowane w chronione błoną komórki. Odpowiedź na to pytanie zaproponowali właśnie na łamach Science Advances inżynierowie i chemicy z Uniwersytetów w Chicago i w Houston oraz Jack Szostak, laureat Nagrody Nobla w dziedzinie fizjologii lub medycyny. W swoim artykule pokazują, jak przed 3,8 miliardami lat krople deszczu mogły ochronić pierwsze protokomórki i umożliwić powstanie złożonych organizmów żywych.
Uczeni przyjrzeli się koacerwatom, dużym grupom cząstek, samoistnie tworzącym się w układach koloidalnych (niejednorodnych mieszaninach). Zachowanie koacerwatów można porównać do zachowania kropli oleju w wodzie.
Już dawno pojawiła się hipoteza, że nie posiadające błon mikrokrople koacerwatów mogły być modelowymi protokomórkami, gdyż mogą rosnąć, dzielić się i gromadzić wewnątrz RNA. Jednak błyskawiczna wymiana RNA pomiędzy koacerwatami, ich szybkie łączenie się, zachodzące w ciągu minut oznaczają, że poszczególne krople nie są w stanie utrzymać swojej odrębności genetycznej. To zaś oznacza, że ewolucja darwinowska nie jest możliwa, a populacja takich protokomórek byłaby narażona na błyskawiczne załamanie w wyniku rozprzestrzeniania się pasożytniczego RNA, czytamy w artykule. Innymi słowy każda kropla, która zawierałaby mutację potencjalnie użyteczną na drodze do powstania życia, błyskawicznie wymieniałaby swoje RNA z innymi RNA, nie posiadającymi takich pożytecznych mutacji. W bardzo szybkim tempie wszystkie krople stałyby się takie same. Nie byłoby różnicowania, konkurencji, a zatem nie byłoby ewolucji i nie mogłoby powstać życie.
Jeśli dochodzi do ciągłej wymiany molekuł czy to między kroplami czy między komórkami i po krótkim czasie wszystkie one wyglądają tak samo, to nie pojawi się ewolucja. Będziemy mieli grupę klonów, wyjaśnia Aman Agrawal z Pritzker School of Molecular Engineering na University of Chicago.
Nauka od dawna zastanawia się, co było pierwszą molekułą biologiczną. To problem kury i jajka. DNA koduje informacje, ale nie przeprowadza żadnych działań. Białka przeprowadzają działania, ale nie przenoszą informacji. Badacze tacy jak Szostak wysunęli hipotezę, że pierwsze było RNA. To molekuła jak DNA, zdolna do kodowania informacji, ale zawija się jak białko.
RNA było więc kandydatem na pierwszy materiał biologiczny, a koacerwaty kandydatami na pierwsze protokomórki. Wszystko wydawało się dobrze układać, aż w 2014 roku Szostak opublikował artykuł, w którym informował, że wymiana materiału pomiędzy kroplami koacerwatów zachodzi zbyt szybko. Możesz stworzyć różnego rodzaju krople koacerwatów, ale nie zachowają one swojej unikatowej odrębności. Zbyt szybko będą wymieniały RNA. To był problem z którym przez długi czas nie potrafiono sobie poradzić, mówi Szostak.
W naszym ostatnim artykule wykazaliśmy, że problem ten można przynajmniej częściowo przezwyciężyć, jeśli koacerwaty zamkniemy w wodzie destylowanej – na przykład wodzie deszczowej czy jakiejś innej słodkiej wodzie. W kroplach takich pojawia się rodzaj wytrzymałej błony, która ogranicza wymianę zawartości, dodaje uczony.
Na trop tego zjawiska naukowcy wpadli, gdy Aman Agrawal był na studiach doktoranckich. Badał zachowanie koacerwatów poddanych działaniu pola elektrycznego w destylowanej wodzie. Jego badania nie miały nic wspólnego z początkami życia. Interesował go fascynujący materiał z inżynieryjnego punktu widzenia. Manipulował napięciem powierzchniowym, wymianą soli, molekuł itp. Chciał w swojej pracy doktorskiej badać podstawowe właściwości koacerwatów.
Pewnego dnia Agrawal jadł obiad z promotorem swojej pracy magisterskiej, profesorem Alamgirem Karimem oraz jego starym znajomym, jednym ze światowych ekspertów inżynierii molekularnej, Matthew Tirrellem. Tirrell zaczął się zastanawiać, jak badania Agrawala nad wpływem wody destylowanej na koacerwaty mogą się mieć do początków życia na Ziemi. Zadał swoim rozmówcom pytanie, czy 3,8 miliarda lat temu na naszej planecie mogła istnieć woda destylowana. Spontanicznie odpowiedziałem „deszczówka”! Oczy mu się zaświeciły i od razu było widać, że jest podekscytowany tym pomysłem. Tak połączyły się nasze pomysły, wspomina profesor Karim.
Tirrell skontaktował Agrawla z Szostakiem, który niedawno rozpoczął na Uniwersytecie Chicagowskim nowy projekt badawczy, nazwany z czasem Origins of Life Initiative. Profesor Tirrel zadał Szostakowi pytanie: Jak sądzisz, skąd na Ziemi przed powstaniem życia mogła wziąć się woda destylowana. I Jack odpowiedział dokładnie to, co już usłyszałem. Że z deszczu.
Szostak dostarczył Agrawalowi próbki DNA do badań, a ten odkrył, że dzięki wodzie destylowanej transfer RNA pomiędzy kroplami koacerwatów znacząco się wydłużył, z minut do dni. To wystarczająco długo, że mogło dochodzić do mutacji, konkurencji i ewolucji. Gdy mamy populację niestabilnych protokomórek, będą wymieniały materiał genetyczny i staną się klonami. Nie ma tutaj miejsca na ewolucję w rozumieniu Darwina. Jeśli jednak ustabilizujemy te protokomórki tak, by przechowywały swoją unikatową informację wystarczająco długo, co najmniej przez kilka dni, może dojść do mutacji i cała populacja będzie ewoluowała, stwierdza Agrawal.
Początkowo Agrawal prowadził swoje badania z komercyjnie dostępną laboratoryjną wodą destylowaną. Jest ona wolna od zanieczyszczeń, ma neutralne pH. Jest bardzo odległa od tego, co występuje w naturze. Dlatego recenzenci pisma naukowego, do którego miał trafić artykuł, zapytali Agrawala, co się stanie, jeśli woda będzie miała odczyn kwasowy, będzie bardziej podobna do tego, co w naturze.
Naukowcy zebrali więc w Houston deszczówkę i zaczęli z nią eksperymentować. Gdy porównali wyniki badań z wykorzystaniem naturalnej deszczówki oraz wody destylowanej laboratoryjnie, okazało się, że są one identyczne. W obu rodzajach wody panowały warunki, które pozwalałyby na ewolucję RNA wewnątrz koacerwatów.
Oczywiście skład chemiczny deszczu, który pada obecnie w Houston, jest inny, niż deszczu, który padał na Ziemi przed 3,8 miliardami lat. To samo zresztą można powiedzieć o modelowych protokomórkach. Autorzy badań dowiedli jedynie, że taki scenariusz rozwoju życia jest możliwy, ale nie, że miał miejsce.
Molekuły, których użyliśmy do stworzenia naszych protokomórek to tylko modele do czasu, aż znajdziemy bardziej odpowiednie molekuły. Środowisko chemiczne mogło się nieco różnić, ale zjawiska fizyczne były takie same, mówi Agrawal.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Pranie i suszenie ubrań to czynności, które czasem bywają żmudne i czasochłonne, wobec tego nie kojarzą nam się najlepiej. Na szczęście jednak rozwój różnorodnych technologii pozwala na korzystanie z coraz łatwiej dostępnych, komfortowych rozwiązań, za sprawą których obowiązki domowe stają się przyjemniejsze. Z jednej strony mamy dostęp do nowoczesnych pralek, a z drugiej – coraz chętniej wybieramy automatyczne suszarki na pranie. Wśród nich istotne miejsce zajmują suszarki z pompą ciepła. Jak ona działają i z jakimi zaletami wiąże się ich użytkowanie?
Na czym polega działanie pompy ciepła?
Jeżeli zdecydujemy się na to, żeby mieć w domu suszarkę do ubrań, podstawowy wybór musi zapaść pomiędzy tradycyjnym modelem kondensacyjnym a takim, który wykorzystuje pompę ciepła. Z czym właściwie wiąże się ten drugi wariant?
Działanie samej pompy ciepła możemy z powodzeniem porównać do funkcjonowania sprężarek wykorzystywanych w lodówkach. Zabierają one ciepło zgromadzone w żywności i oddają w zamian zimne powietrze. W przypadku pompy ciepła ten proces jest odwrotny: ciepło jest wykorzystywane właśnie do suszenia, wobec czego nie jest odprowadzane na zewnątrz.
Suszarka z pompą ciepła i jej działanie pod względem uzyskanych rezultatów praktycznie nie różni się od suszarki kondensacyjnej, jednak istnieją istotne cechy związane z jej przyłączeniem i użytkowaniem, które mogą nam pomóc w dokonaniu najwłaściwszego wyboru dopasowanego do naszych potrzeb.
Największe zalety suszarki z pompą ciepła
Każdy z nas doskonale zna ten moment, kiedy nasze rzeczy są już co prawda czyste i pachnące, jednak czeka nas jeszcze rozwieszenie ich na klasycznej stojące suszarce lub na sznurkach zamocowanych w ogrodzie. Dodatkowo zwykle musi minąć co najmniej kilka godzin, by pranie rzeczywiście stało się suche – czas ten znacząco się wydłuża, gdy w otoczeniu panuje wysoka wilgotność powietrza. Później konieczne jest oczywiście zebranie odzieży i schowanie jej w szafie, a nierzadko część poszczególnych elementów ubioru wymaga gruntownego wyprasowania. Suszarka z pompą ciepła może nam pomóc z codziennymi obowiązkami, co jest jedną z jej licznych zalet.
Energooszczędność
Zastosowanie pompy ciepła w suszarce do ubrań sprawia, że urządzenie zużywa zdecydowanie mniej energii niż klasyczna suszarka kondensacyjna, zwłaszcza kiedy zdecydujemy się na model wykazujący się wysoką klasą energetyczną. Jeśli zatem obawiamy się, czy dokładanie kolejnego sprzętu do naszego domowego wyposażenia nie zwiększy kwoty na rachunkach, nie musimy się martwić.
Ochrona delikatnych tkanin
U osób, które dopiero rozważają zakup elektrycznej suszarki do ubrań, często zdarzają się obawy, że suszenie w ten sposób odzieży spowoduje, że straci ona na jakości. Obecnie jednak mamy do dyspozycji wiele nowoczesnych urządzeń, które nie tylko nie naruszają struktury ubrań, ale wręcz troszczą się o to, by jak najdłużej wyglądały jak nowe. Suszarka z pompą ciepła jest w tej dziedzinie prawdziwym liderem, jako że umożliwia suszenie w niskiej temperaturze. W związku z tym nawet delikatne materiały zostaną skutecznie wysuszone bez ryzyka, że się skurczą lub w jakikolwiek sposób zniszczą.
Dobrym przykładem jest suszarka PerfectCare 900 EW9H378SP od szwedzkiej firmy Electrolux, wykorzystującej m.in. system CycloneCare, który zapewnia równomierne suszenie ze wszystkich stron. Oprócz tego znajdziemy tutaj system DelicateCare, który inteligentnie dostosowuje zarówno temperaturę, jak i ruchy bębna względem rodzaju tkaniny, co minimalizuje zagniecenia i jednocześnie gwarantuje pielęgnację materiałów.
Uniwersalność i łatwość korzystania
W przypadku suszarek kondensacyjnych koniecznością jest podłączenie ich do rury w celu odprowadzenia na zewnątrz nagromadzonej wilgoci. Suszarka z pompą ciepła natomiast posiada wbudowany specjalny zbiornik, który mieści całą wodę i jednocześnie umożliwia jego łatwe opróżnianie. W związku z tym urządzenie może być podłączone w dowolnym pomieszczeniu – jeśli nasza łazienka jest zbyt mała, to możemy umieścić sprzęt w korytarzu bądź w kuchni.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Astronomowie z MIT uzyskali najdokładniejszy obraz atmosfery nocnej strony egzoplanety znajdującej się w obrocie synchronicznym wokół swojej gwiazdy. Przeszliśmy z etapu badania izolowanych regionów atmosfery egzoplanet, to badania ich takimi jakimi naprawdę są – trójwymiarowymi systemami, mówi Thomas Mikal-Evans, lider grupy badawczej z Kavli Institute for Astrophysics and Space Research.
Z obrotem synchronicznym mamy do czynienia na przykład w układzie Ziemia-Księżyc. Srebrny Glob, obracając się synchronicznie wokół naszej planety, jest wystawiony w jej kierunku zawsze tą samą stroną. W przypadku wspomnianej planety WASP-121b oznacza to, że po jednej jej stronie panuje wieczny dzień, a po drugiej – wieczna noc.
WASP-121b to gorący Jowisz odkryty w 2015 roku. Krąży wokół gwiazdy znajdującej się około 850 lat świetlnych od Ziemi. Ma też jedną z najciaśniejszych orbit. Pełny obieg wokół gwiazdy zajmuje planecie około 30 godzin.
Już wcześniej po dziennej stronie WASP-121b odkryto parę wodną, a naukowcy badali, jak wraz ze wzrostem wysokości zmienia się temperatura atmosfery. Teraz zaś udało się zbadać nocną stronę planety, zmapować zmiany temperatury pomiędzy stroną nocną a dzienną i pokazać, jak temperatury zmieniają się wraz ze wzrostem wysokości. Po raz pierwszy też zbadano przemieszczanie się pary wodnej pomiędzy obiema stronami egzoplanety obracającej się synchronicznie wokół gwiazdy.
Ziemia, której siły pływowe gwiazdy nie zamknęły w obrocie synchronicznym, doświadcza dnia i nocy, a cykl obiegu wody polega w dużej mierze na parowaniu, kondensacji i tworzeniu chmur oraz opadach.
Jednak na WASP-121b zachodzą niezwykle dramatyczne zjawiska. Na dziennej stronie, gdzie temperatury przekraczają 2700 stopni Celsjusza, molekuły wody są rozbijane na tworzące je atomy wodoru i tlenu. Wiatry wydmuchują te atomy na stronę nocną. Tam panują niższe temperatury i dochodzi do ponownego utworzenia molekuł wody. Te zaś ponownie wędrują na stronę dzienną i proces się powtarza. Ten gwałtowny cykl obiegu wody jest napędzany przez równie gwałtowne wiatry wiejące wokół planety z prędkością dochodzącą do 18 000 kilometrów na godzinę.
Jednak wokół planety krąży nie tylko woda. Jej nocna strona jest na tyle chłodna, że powstają tam chmury z żelaza i korundu (Al2O3), minerału tworzącego rubiny czy szafiry. Chmury te mogą również być wypychane na dzienną stronę, gdzie dochodzi do odparowywania minerału. Gdzieś po drodze mogą spaść deszcze. Ale na WASP-121b nie pada woda. Z nieba mogą tam lecież kamienie szlachetne.
Dzięki tym obserwacjom mamy obraz atmosfery całej planety, cieszy się Mikal-Evans. A obserwacji dokonano za pomocą spektroskopu znajdującego się na pokładzie Teleskopu Hubble'a. Analizuje on światło pochodzące z atmosfery, rozbija je na składowe długości fali i na tej podstawie dostarcza danych, dzięki którym astronomowie mogą określić temperaturę i skład atmosfery. Wielokrotnie w ten sposób obserwowano dzienną stronę różnych egzoplanet. Badanie strony nocnej jest znacznie trudniejsze. Wymaga bowiem śledzenia niewielkich zmian w spektrum światła z planety, do których dochodzi, gdy okrąża ona swoją gwiazdę. Naukowcom z MIT ta sztuka się udała.
Byli w stanie określić profil temperatury całej atmosfery. Dowiedzieli się, że w najgłębszych warstwach atmosfery po stronie dziennej temperatura nieco przekracza 2200 stopni Celsjusza, a w warstwach najwyższych wynosi ona ponad 3200 stopni. Natomiast po stronie nocnej temperatura warstwy najniższej wynosi nieco ponad 1500 stopni Celsjusza, by w warstwie najwyższej spaść do około 1200 stopni. Model komputerowy użyty do zbadania gradientu temperatur na różnych wysokościach wykazał, że po stronie nocnej mogą istnieć chmury złożone m.in. z żelaza, korundu i tytanu.
Najgorętsze miejsce planety znajduje się bezpośrednio pod jej gwiazdą, jednak region ten jest przesuwany przez silne wiatry na wschód, zanim ciepło zdąży uciec w przestrzeń kosmiczną. To właśnie z wielkości tego przesunięcia wyliczono prędkość wiatru. Wiejące tam wiatry są znacznie potężniejsze niż ziemski prąd strumieniowy. Prawdopodobnie może on przemieścić chmury wokół całej planety w czasie około 20 godzin, mówi współautor badań, Tansu Daylan.
Naukowcy już zarezerwowali sobie czas obserwacyjny na Teleskopie Kosmicznym Jamesa Webba. Mają nadzieję, że za jego pomocą będą mogli obserwować nie tylko przemieszczanie się wody, ale i dwutlenku węgla w atmosferze. Ilość węgla i tlenu w atmosferze może znam zdradzić, gdzie dochodzi do formowania się tego typu planet, wyjaśnia Mikal-Evans.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Naukowcy z Korea Advanced Institute of Science opracowali czujnik umożliwiający mierzenie gęsiej skórki w czasie rzeczywistym.
By określić, jak duże są wzgórki i jak długo się utrzymują, na skórę nakleja się przezroczysty przewodzący polimer. Urządzenie bazuje na zapisie spadków pojemności elektrycznej, do których dochodzi w wyniku odkształcania się skóry. Elektrodę wykonano z polimeru PEDOT:PSS; wybór był podyktowany tym, że popularne materiały metalowe są zbyt sztywne i łamliwe, by odkształcać się na miękkim substracie.
Wg autorów artykułu z pisma Applied Physics Letters, wynalazek będzie można wykorzystać do badania zmian emocji. W przyszłości ludzkie emocje będą postrzegane jak inne typowo biometryczne dane, np. temperatura ciała czy ciśnienie krwi - uważa prof. Young Ho-cho. Mimo że trzeba będzie przeprowadzić dodatkowe badania, by skorelować pomiary z konkretnymi stanami emocjonalnymi i że gęsią skórkę wywołają wyłącznie silne reakcje, akademicy i tak przekonują, że technologia posłuży do stworzenia spersonalizowanych reklam lub silniej oddziałującej muzyki.
Koreańczycy wyjaśniają, że cienki kwadratowy czujnik o boku o długości ok. 2 cm testowano na ręce ochotnika, który trzymał w dłoni kostki lodu.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
WASP-76b, planeta opisywana jako supergorący Jowisz, może być jeszcze dziwniejsza niż się wydawało. Nie dość, że pada tam żelazny deszcz, to naukowcy z USA, Kanady i Irlandii Północnej odkryli w jej atmosferze duże ilości zjonizowanego wapnia. A to dopiero pierwsze wyniki przewidzianego na wiele lat projektu badawczego Exoplanets with Gemini Spectroscopy (ExoGemS).
Gorące Jowisze to gazowe olbrzymy, które krążą tak blisko swoich gwiazd macierzystych, że panują na nich temperatury podobne do temperatury gwiazdy. Odkryta w 2016 roku planeta WASP-76b znajduje się w odlełości około 640 lat świetlnych od Ziemi. Okrąża ona gwiazdę typu F, nieco cieplejszą od Słońca. A pełny obieg wokół gwiazdy trwa zaledwie 43 godziny. To pokazuje, jak blisko gwiazdy musi znajdować się planeta. Nic więc dziwnego, że jest na niej tak gorąco, iż dochodzi do odparowania żelaza, które następnie się skrapla i spada w postaci deszczu.
Uczeni z Cornell University, University of Toronto oraz Queen's University Belfast, prowadzą projekt badania takich właśnie egzotycznych światów. Dzięki badaniom egzoplanet o różnych masach i temperaturach chcemy stworzyć bardziej całościowy obraz zróżnicowania tych światów. Od planet, na których z nieba spadają żelazne deszcze, poprzez światy o umiarkowanym klimacie i od planet o masie znacznie większej od Jowisza po takie, które wielkością przypominają Ziemię, mówi profesor Ray Jayawardhana. Dzięki współczesnym teleskopom i instrumentom już teraz możemy dowiedzieć się wiele o ich atmosferach, zbadać ich skład, właściwości fizyczne, stwierdzić obecność chmur czy rozpoznać wielkoskalowe wzorce wiatrów, dodaje.
Podczas obserwacji WASP-76b uczeni zauważyli trzy rzadko odnotowywane linie spektralne. Zauważyliśmy bardzo dużo wapnia. To naprawdę silny sygnał. Linie spektralne zjonizowanego wapnia mogą wskazywać, że w górnych warstwach atmosfery tej planety wieją bardzo silne wiatry, albo że temperatura na planecie jest znacznie wyższa niż sądziliśmy, wyjaśnia główna autorka badań, doktorantka Emily Deibert.
Planeta obraca się synchronicznie do swojej gwiazdy, a zatem okres jej obrotu wokół własnej osi jest równy okresowi jej obiegu wokół gwiazdy. To oznacza, ni mniej ni więcej, że jedna jej połowa jest stale zwrócona w stronę gwiazdy. Na stronie nocnej, na którą światło gwiazdy nigdy nie pada, panuje temperatura około 1300 stopnie Celsjusza. Po stronie dziennej jest o około 1000 stopni cieplej. Deibert i jej zespół badali obszar umiarkowany, ten znajdujący się pomiędzy stroną dzienną a nocną.
W ramach projektu ExoGemS – na którego czele stoi Jake Turner w Wydziału Astronomii Cornell University – naukowy chcą szczegółowo zbadać co najmniej 30 egzoplanet.
« powrót do artykułu
-
-
Ostatnio przeglądający 0 użytkowników
Brak zarejestrowanych użytkowników przeglądających tę stronę.