Zaloguj się, aby obserwować tę zawartość
Obserwujący
0
Plastik do zadań specjalnych znika jak za dotknięciem czarodziejskiej różdżki
dodany przez
KopalniaWiedzy.pl, w Technologia
-
Podobna zawartość
-
przez KopalniaWiedzy.pl
Szwedzcy uczeni dokonali czegoś niezwykłego. Połączyli indywidualne komórki z organicznymi elektrodami. Ich osiągnięcie daje nadzieję, że w przyszłości będziemy w stanie bardzo precyzyjnie leczyć choroby neurologiczne. I nie tylko je.
Mózg jest kontrolowany przez sygnały elektryczne, które są z kolei przekładane na substancje chemiczne służące do komunikacji między komórkami. Nie od dzisiaj wiemy, że mózg można stymulować za pomocą prądu elektrycznego. Jednak stosowane metody są bardzo nieprecyzyjne i wpływają na duże obszary mózgu. W zwiększeniu precyzji pomagają metalowe elektrody. Jednak ich mocowanie do mózgu stwarza ryzyko uszkodzenia tkanki, pojawienia się stanu zapalnego czy blizn. Rozwiązaniem mogą być miękkie polimerowe elektrody.
Naszym celem jest połączenie układu biologicznego z elektrodami, używając przy tym organicznych polimerów przewodzących. Polimery są miękkie i wygodne w używaniu, mogą przekazywać zarówno sygnał elektryczny, jak i jony. Są więc lepszym materiałem niż konwencjonalne elektrody, mówi Chiara Musumeci z Uniwersytetu w Linköping.
Uczona wraz z kolegami z Karolinska Institutet opracowała technikę mocowania organicznych elektrod do błon komórkowych pojedynczych komórek. Dotychczas udawało się to osiągnąć w przypadku genetycznie modyfikowanych komórek, zmienionych tak, by ich błony komórkowe łatwiej łączyły się z elektrodami. Szwedzi są pierwszymi, którzy wykonali takie połączenie z niezmodyfikowanymi komórkami, uzyskali ścisłe dopasowanie, a elektroda nie wpłynęła na funkcjonowanie komórek.
Technika połączenia jest dwuetapowa. W pierwszym kroku wykorzystywana jest molekuła kotwicząca, za pomocą której tworzy się punkt zaczepienia do błony komórkowej. Na drugim końcu molekuły znajduje się struktura, do której mocowana jest następnie elektroda.
Na kolejnym etapie badań naukowcy będą starali się opracować sposób na bardziej równomierne zaczepianie molekuły kotwiczącej, uzyskanie bardziej stabilnego połączenia oraz zbadanie, jak takie połączenie zachowuje się z upływem czasu. Przed nimi jeszcze sporo wyzwań. Naukowcy wciąż nie są w stanie z całą pewnością stwierdzić, że ich technika sprawdzi się w przypadku żywych tkanek. Na razie skupiają się nad uzyskaniem pewnego, stabilnego i bezpiecznego połączenia z komórką.
Jeśli okaże się, że takie połączenia sprawdzają się w żywych organizmach, przyjdzie czas na badania, które dadzą odpowiedź na pytanie, w terapiach jakich chorób można będzie zastosować elektrody łączone z poszczególnymi komórkami.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Plastik jest jednym z najbardziej rozpowszechnionych zanieczyszczeń. Znaleziono go w najbardziej odległych regionach planety, a mikro- i nanoplastik znaleziono wewnątrz organizmów roślinnych i zwierzęcych. Zanieczyściliśmy nim cały łańcuch pokarmowy. Coraz więcej badań jest prowadzonych pod kątem obecności plastiku na naszych organizmach, a jego wpływem na zdrowie. Naukowcy z chińskiego Uniwersytetu Rolnictwa i Leśnictwa Zhejiang informują o znalezieniu związku pomiędzy koncentracją plastiku w organach, uszkodzeniami tkanek i problemami zdrowotnymi.
Jeszcze 1950 roku ludzkość używała rocznie 2 miliony ton plastiku. Przewidywana produkcja na rok bieżący to 445 milionów ton. A z szacunków wynika, że w roku 2050 będzie to już 1,5 miliarda ton rocznie. To zaś oznacza kolejne miliardy ton plastiku krążące w wodzie, glebie, powietrzu, roślinach i zwierzętach. Niedawno informowaliśmy, że torebki od herbaty uwalniają do naparu gigantyczną liczbę fragmentów plastiku.
Chińscy uczeni przeanalizowali 61 artykułów naukowych dotyczących wykrywania mikro- i nanoplastiku w ludzkich tkankach oraz 840 artykułów na temat toksyczności plastiku. Autorzy analizowanych badań opisywali plastik znaleziony w ludzkiej skórze, żyłach, tętnicach, skrzepach krwi, szpiku kostnym, jądrach, spermie, macicy, łożysku, ślinie, układzie pokarmowym, wątrobie, płucach, kamieniach nerkowych czy odchodach. Wykazali, że istnieje dodatnia korelacja pomiędzy nagromadzeniem plastiku w organizmie, a nieswoistym zapaleniem jelit, zakrzepicą, rakiem szyjki macicy i mięśniakami macicy.
Badania toksykologiczne pokazały zaś, że plastik może wywoływać stres oksydacyjny, zaburzenia pracy mitochondriów, stany zapalne, apoptozę komórek. Naukowcy obawiają się też jego wpływu na funkcjonowanie różnych organów, w tym mózgu.
Chińscy badacze zauważyli też, że wyższa koncentracja mikro- i nanoplastiku jest skorelowana z występowaniem blizn a tkankach. Przykładami takich tkanek mogą być jelita z procesami zapalnymi, zwłóknienia w płucach czy guzy nowotworowe. Istnienie takiej korelacji może wskazywać, że istnieje związek pomiędzy coraz większą koncentracją plastiku w danym miejscu, a lokalnie występującymi patologiami.
Przeprowadzona przez chińskich uczonych metaanaliza to dobry punkt wyjścia do dalszych badań. W tej chwili nie wiemy z całą pewnością, czy to mikro- i nanoplastik powoduje bliznowacenie i włóknienie tkanek, stany zapalne, guzy nowotworowe, czy też po prostu łatwiej gromadzi się w takich tkankach. Obecnie nie istnieje żadna efektywna metoda usuwania mikroplastiku ze środowiska czy ludzkich tkanek.
Szczegóły badań zostały opublikowane w piśmie TrAC Trends in Analytical Chemistry.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Guoliang Liu z Wydziału Chemii Virginia Polytechnic Institute and State University (Virginia Tech), opracował metodę przetwarzania plastików – od „kartonowych” pojemników na napoje, poprzez pojemniki na żywność i foliowe torebki – na mydło. Jego tajemnica polega na podgrzewaniu długichł łańcuchów polimerowych i ich gwałtownym chłodzeniu. Mamy tutaj więc do czynienia z tzw. upcyclingiem, czyli uzyskiwaniem z przetwarzanego przedmiotu produktu o wysokiej wartości. W tym przypadku są do surfaktanty, które może zamienić w mydło czy detergent. Bardzo często recykling wiąże się z downcyklingiem, gdy poddany mu przedmiot można zamienić na produkt o niższej wartości.
Zamiana plastiku na mydło może być zaskakująca, ale oba te produkty mają wiele wspólnego na poziomie molekularnym. Struktura chemiczna polietylenu, jednego z najpowszechniej używanych tworzyw sztucznych, ma niezwykle podoba do struktury kwasów tłuszczowych używanych do produkcji mydła. Oba te materiały mają długie łańcuchy węglowe, jednak kwasy tłuszczowe mają na końcu łańcucha dodatkową grupę atomów.
Guoliang Liu od dłuższego czasu uważał, że dzięki temu podobieństwu powinno się udać zamienić polietylen w kwas tłuszczowy do produkcji mydła. Pytanie brzmiało, jak podzielić długie łańcuchy polimerowe na krótsze, ale nie za krótkie, i zrobić to efektywnie. Jeśli by się to udało, można by z plastikowych odpadów o niskiej wartości uzyskać produkt o wysokiej wartości.
Inspiracją dla naukowca stało się dymu z palącego się w kominku drewna.
Drewno kominkowe składa się głównie z polimerów, jak celuloza. Jego spalanie rozrywa polimery na mniejsze łańcuchy, następnie na małe gazowe molekuły, które w końcu utleniają się do tlenku węgla. Jeśli podobnie przerwiemy molekuły polietylenu, ale przerwiemy proces zanim staną się one molekułami gazowymi, powinniśmy otrzymać krótkie łańcuchy podobne do molekuł polimerów, stwierdził. W swoim laboratorium wykorzystał termolizę z gradientem temperatury. Na dole urządzenia do termolizy panuje wystarczająco wysoka temperatura, by poprzerywać łańcuchy polimerowe, a na górze jest ono na tyle schłodzone, że proces przerywania łańcuchów nie zachodzi. Po termolizie naukowcy zebrali sadzę z góry pieca i okazało się, że zawiera ona woski. Potrzebnych było jeszcze kilka etapów obróbki chemicznej, w tym zmydlanie, by otrzymać pierwsze w historii mydło z plastiku.
Cała procedura została przeanalizowana przez ekspertów od modelowania komputerowego, analiz ekonomicznych i innych dziedzin. Efektem prac jest artykuł opublikowany w Science. Nasze badania pokazują nowy sposób upcyclingu plastiku bez konieczności stosowania nowych katalizatorów czy złożonych procedur. To powinno zachęcić innych do opracowania kolejnych metod zamiany plastikowych odpadów na cenne produkty, mówi główny autor artykułu, Zhen Xu.
Co więcej, analizy wykazały, że tę samą metodę można wykorzystać podczas pracy z polipropylenem. Wraz z polietylenem stanowi od większość plastiku, z jakim mamy do czynienia w codziennym życiu. Dodatkową zaletą jest fakt, że metodę Liu można wykorzystać bez potrzeby oddzielania polietylenu od polipropylenu. Można je jednocześnie przetwarzać.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Tworzywa sztuczne to jedno z największych zagrożeń dla środowiska naturalnego. Tymczasem recykling plastiku to wielka porażka. Ludzkość poddaje recyklingowi jedynie 9% wytwarzanego przez siebie plastiku. Jakby tego było mało, autorzy najnowszych badań informują, że techniki wykorzystywane w przetwórstwie tworzyw sztucznych... zwiększają zanieczyszczenie środowiska mikroplastikiem. Do takich wniosków doszli naukowcy z University of Strathclyde w Szkocji i Dalhousie University w Kanadzie, którzy badali wodę wykorzystywaną do czyszczenia plastiku w zakładach przetwórstwa.
Globalna produkcja plastiku szybko rośnie. Tylko w latach 2018–2020 zwiększyła się ona z 359 do 367 milionów ton rocznie. Miliony ludzi na całym świecie segregują plastik we własnych domach. W znacznej części i tak trafia on jednak na wysypisko. A teraz dowiadujemy się, że ta niewielka część, która poddawana jest recyklingowi, sprawia jeszcze większe problemy. Wynikają one z tego, że plastik przed recyklingiem należy wymyć. Później tworzywo jest mielone i przetapiane na pelet.
Szkocko-kanadyjski zespół naukowy przyjrzał się procesowi recyklingu plastiku w supernowoczesnym zakładzie przetwórstwa w Wielkiej Brytanii, który co roku przyjmuje 22 680 ton zmieszanych odpadów z tworzyw sztucznych. Plastikowe odpady są myte w zakładzie czterokrotnie. Uczeni przyjrzeli się więc wodzie po każdym z tych cykli mycia, badając, ile pozostaje w niej mikroplastiku.
Okazało się, że mikroplastik obecny był w wodzie po każdym cyklu mycia. W badanym zakładzie, przez pewien czas po rozpoczęciu pracy, nie było systemu filtrowania wody spuszczanej do kanalizacji ściekowej. Dlatego też naukowcy mogli zbadać efektywność systemu filtrującego oraz dać nam wyobrażenie, jak bardzo zanieczyszczają środowisko zakłady wyposażone w w filtry oraz ich nie posiadające.
Okazało się, że filtry o około 50% zmniejszały zawartość mikroplastiku w wodzie. Mimo to z szacunków wynika, że nawet po pełnym cyklu filtrowania do środowiska może trafiać tylko z tego badanego zakładu od 4 do 1366 ton mikroplastiku rocznie, a zatem do 5% przetwarzanej masy. Co gorsza, filtry dość skutecznie wyłapują większe kawałki mikroplastiku, słabo zaś radzą sobie z tymi najmniejszymi. A to one z największą łatwością przenikają w głąb organizmów żywych.
Mikroplastik wykryto już w ludzkich jelitach, krwi, naczyniach krwionośnych, płucach, łożysku i mleku matki. Znaleziono go w każdej tkance ludzkiego organizmu, w jakiej go poszukiwano. Nie znamy zagrożeń, jakie dla człowieka niesie zanieczyszczenie organizmu plastikiem. Nie jest on jednak obojętny. Ostatnio naukowcy opisali nową jednostkę chorobową u ptaków – plastikozę. Nie ma więc gwarancji, że i u ludzi mikroplastik nie wywołuje chorób.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Niejednokrotnie słyszeliśmy o plastiku trafiającym do oceanów oraz pomysłach na jego usunięcie. Musimy jednak pamiętać, że plastikiem zanieczyściliśmy nie tylko wody na całym świecie. Nowe badania pokazuje, że zagęszczenie nanoplastiku w powietrzu jest znacznie większe niż dotychczas sądzono.
Dominik Brunner ze Szwajcarskich Federalnych Laboratoriów Wiedzy Materiałowej i Technologii (Empa) oraz badacze z Uniwersytetu w Utrechcie i Austriackiego Centralnego Instytutu Meteorologii i Geofizyki postanowili zbadać, jak wiele nanoplastiku opada na ziemię z atmosfery. Uzyskane wyniki zaskoczyły badaczy.
Z ich pomiarów wynika bowiem, że niektóre fragmenty nanoplastiku mogą być niesione przez powietrze nawet na odległość 2000 kilometrów, na każdego roku na teren Szwajcarii opada około 43 bilionów (!) miniaturowych fragmentów plastiku. To zaś może oznaczać, że w powietrza na Szwajcarię, od centrów miast po odległe alpejskie doliny, każdego roku spada 3000 ton plastikowych odpadów.
To bardzo wysokie szacunki, wyższe niż uzyskane przez innych naukowców, dlatego potrzebne są kolejne badania. Tym bardziej, że problem nanoplastiku rozprzestrzeniającego się w powietrzu jest w ogóle bardzo słabo rozpoznany. Tymczasem badania Brunnera, pomimo szokujących wyników, są najdokładniejszymi tego typu pracami na świecie. Szwajcarski uczony i jego holendersko-austriacki zespół opracowali nową metodę oceny zanieczyszczenia plastikiem, w której użyli spektrometru mas.
Na miejsce badań naukowcy wybrali szczyt góry Hoher Sonnenblick w Parku Narodowym Hohe Tauern w Austrii. To niewielki obszar położony na wysokości 3106 metrów n.p.m. Od 1886 roku znajduje się tam obserwatorium Centralnego Instytutu Meteorologii i Geodynamiki. Od czasu rozpoczęcia tutaj badań naukowych obserwatorium było nieczynne jedynie przez 4 dni.
Naukowcy codziennie o tej samej porze przez 38 dni pobierali próbki śniegu z tego samego obszaru. Zawartość próbek była następnie badana, a dzięki danym meteorologicznym można było określić, skąd wiatr przyniósł plastik. Naukowcy wykazali, że największa emisja nanoplastiku ma miejsce w gęsto zaludnionych obszarach miejskich. Około 30% zanieczyszczeń plastikiem trafiało na górski szczyt ze źródeł znajdujących się w promieniu 200 kilometrów, głównie z miast. Jednak wszystko wskazuje na to, że alpejskie szczyty są też zanieczyszczane plastikiem, który jest unoszony przez wiatr z powierzchni oceanu. Około 10% plastiku pochodziło z odległości ponad 2000 kilometrów, źródłem części był Atlantyk.
Oprócz plastiku w śniegu zidentyfikowano wiele innych zanieczyszczeń, od saharyskiego piasku po fragmenty okładzin hamulcowych z samochodów. To zanieczyszczenia, którymi oddychamy, które trafiają do naszych organizmów. Obecnie nie jest jasne, czy zanieczyszczenie mikro- i nanoplastikiem jest szkodliwe dla zdrowia. Warto jednak podkreślić, że nanoplastik jest na tyle mały, że trafia głęboko do płuc, a jest na tyle mały, że może z nich przedostać się do krwi.
« powrót do artykułu
-
-
Ostatnio przeglądający 0 użytkowników
Brak zarejestrowanych użytkowników przeglądających tę stronę.