Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy
Sign in to follow this  
KopalniaWiedzy.pl

Plastik do zadań specjalnych znika jak za dotknięciem czarodziejskiej różdżki

Recommended Posts

Plastik, który ulega błyskawicznej degradacji, nie znalazłby zbyt wielu zastosowań w życiu codziennym. Jednak taki znikający materiał znajduje się w kręgu zainteresowań tych, którzy zajmują się np. działalnością wywiadowczą. Dlatego też Pentagon i CIA z pewnością będą uważnie śledziły American Chemical Society Fall 2019 National Meeting & Exposition, gdzie zostaną zaprezentowane ostatnie postępy w pracach nad takim materiałem.

To nie jest coś, co powoli rozkłada się przez rok, jak biodegradowalny plastik, do którego konsumenci mogą być przyzwyczajeni. Ten polimer znika natychmiast, jak za włączeniem guzika, mówi doktor Paul Kohl z Georgia Institute of Technology (Georgia Tech), którego zespół pracuje nad błyskawicznie rozkładającym się polimerem.

Polimer powstaje z myślą o potrzebach Pentagonu. Dzięki niemu mogłyby powstać np. urządzenia czy pojazdy, które dosłownie znikają w oczach. To znakomicie ułatwiłoby przeprowadzanie tajnych misji, gdyż można by takie urządzenia i pojazdy pozostawiać, nie martwiąc się, że przeciwnik je znajdzie.

Z chemicznego punktu widzenia wykorzystano tutaj temperaturę polimeryzacji, która jest powiązana z napięciem sterycznym, czyli rodzajem odpychania się elektronów. Jeśli temperatura polimeryzacji pozostaje w pewnym przedziale, materiał jest stabilny. Jednak powyżej pewnej granicy temperatury napięcie steryczne rośnie do tego stopnia, że materiał się rozpada.

Zjawisko to możemy obserwować np. w przypadku polistyrenu. To bardo stabilny materiał w granicach temperatury polimeryzacji. Jednak wystarczy wsadzić go do ognia i błyskawicznie się rozpływa. Tutaj mamy do czynienia z rozpadem tysięcy wiązań chemicznych. Natomiast w materiale opracowanym przez zespół Kohla wystarczy, by doszło do rozpadku jednego wiązania, a następuje efekt domina i rozpadają się wszystkie.

Różne zespoły naukowe już wcześniej pracowały nad podobnymi rozwiązaniami, jednak problemem była ich stabilność w temperaturze pokojowej. Kohlowi udało się przezwyciężyć te problemy.

Początkowo stworzyliśmy materiał, który był wrażliwy na ultrafiolet. Mogliśmy więc wytwarzać go w pomieszczeniu dobrze oświetlonym lampami fluorescencyjnymi i pozostawał on stabilny, mówi Kohl. Jednak po wystawieni na działanie światła słonecznego materiał odparowywał lub zamieniał się w formę ciekłą. Można więc wyprodukować z niego pojazd, który będzie poruszał się w nocy czy nad ranem, a zniknie w pełnym słońcu.

To jednak był początek prac. Uczeni z Georgia Tech stworzyli też polimer reagujący na sztuczne światło. Mamy polimery przystosowane do działania w pomieszczeniach. Wchodzisz do pomieszczenia, zapalasz światło i urządzenie znika, mówi Kohl. Jakby jeszcze tego było mało, naukowcy opracowali sposób na odroczenie depolimeryzacji materiału. Możemy opóźnić depolimeryzację o konkretną ilość czasu – godzinę, dwie, trzy. Trzymasz swoje urządzenie w ciemności do czasu, aż chcesz je użyć. Potem wystawiasz je na działanie światła słonecznego, a ono działa przez trzy godziny i następnie się rozkłada, wyjaśnia Kohl.

Naukowiec mówi, że nowy materiał przyda się nie tylko w zastosowaniach wojskowych czy wywiadowczych. Wyobraża on sobie czujniki środowiskowe, które zbierają dane, a po zakończeniu badań rozpuszczają się, wywierając minimalny wpływ na środowisko.


« powrót do artykułu

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
      Ilość plastiku nanoszona na plaże na odległych wyspach Południowego Atlantyku jest obecnie 10-krotnie większa niż przed dekadą, czytamy w Current Biology. Naukowcy sprawdzili, ile plastiku znajduje się w morzach otaczających odległe części brytyjskich terytoriów zamorskich. W badaniach uwzględniono również obszary na których istnieją lub są proponowane rezerwaty morskie.
      Po raz pierwszy w historii badania wykazały, że zanieczyszczenie plastikiem plaż na odległych wyspach Południowego Atlantyku jest niemal takie same, jak na uprzemysłowionych obszarach wybrzeży Północnego Atlantyku.
      Grupa naukowców z 10 różnych organizacji odbyła w latach 2013–2018 cztery wyprawy badawcze na pokładzie statku RRS James Clark Ross. Naukowcy badali powierzchnię wody, kolumnę wody, dno morskie, plaże i zwierzęta należące do 26 gatunków.
      Zauważono znaczący wzrost ilości plastiku na wszystkich badanych obszarach. Na plażach plastik stanowi ponad 90% wyrzucanych przez morze szczątków, a jego ilość znajduje się na rekordowo wysokim poziomie.
      Przed trzema dekadami wyspy te, należące do najbardziej odległych miejsc na planecie, były niemal dziewicze. W tym czasie ilość znajdowanych tam plastikowych śmieci wzrosła 100-krotnie. Plastik jest tak powszechny, że dotarł na dno oceanu. Znaleźliśmy go w całym łańcuchu pokarmowym, od planktonu po drapieżne ptaki morskie, mówi główny autor badań doktor David Barnes z British Antarctic Survey.
      Największą koncentrację plastiku stwierdzono na plażach. W 2018 roku na każdy metr wybrzeża Falklandów Wschodnich i Świętej Heleny przypadało do 300 fragmentów plastiku – to 10-krotnie więcej niż przed dekadą. Zrozumienie skali problemu to pierwszy krok w kierunku wspomożenia biznesu, przemysłu i społeczeństwa w poradzeniu sobie z tym problemem, dodaje Barnes.
      Plastikowe śmieci zabijają każdego roku 100 milionów zwierząt morskich. Giną one zaplątane w plastik, zatrute plastikiem i wskutek zatkania przewodu pokarmowego przez połknięty plastik. Dla odległych wysp, o unikatowym ekosystemie, poważnym problemem jest też fakt, że na plastikowych odpadach mogą na nie przybywać gatunki inwazyjne. A najnowsze badania pokazują, że zanieczyszczenie plastikiem to nie tylko problem obszarów uprzemysłowionych, ale dotyka on nawet najbardziej odległych obszarów planety, które jeszcze mają dobrze zachowaną bioróżnorodność.
      Te wyspy i ocean wokół nich to strażnicy zdrowia naszej planety. Pękają nam serca gdy widzimy albatrosy połykające plastik na pustkowiach tysiące kilometrów od ludzkich siedzib. To potężny dzwonek alarmowy. Jeśli nic z tym nie zrobimy, zagrożone będą nie tylko różne gatunki zwierząt, ale załamie się cały ekosystem, od którego zależy przetrwanie wielu społeczności ludzkich, mówi biolog Andy Schofield z Królewskiego Towarzystwa Ochrony Ptaków.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Janice Brahney, biogeochemik z Utah State University chciała zbadać, jak wiatr roznosi składniki odżywcze w ekosystemie. Przez przypadek wykazała, jak bardzo zaśmieciliśmy planetę plastikiem. Okazało się, że amerykańskie parki narodowe, a więc obszary szczególnie chronione, oraz odległe niedostępne dzikie tereny są dosłownie zasypywane plastikowym pyłem. Każdego roku spada na nie ponad 1000 ton pyłu z tworzyw sztucznych.
      Ten mikroplastik pochodzi z ubrań, dywanów, a nawet farby w sprayu. Około 25% z tych odpadów ma swoje źródło w najbliższych miastach, reszta wędruje z wiatrem z dalszych okolic.
      W celu przeprowadzenia badań Brahney i jej zespół nawiązali współpracę z National Atmospheric Deposition Program i zbierali próbki pyłów ze stacji pogodowych, zbierających głównie informacje o opadach. Stacje NADP znajdują się najczęściej w odległych regionach kraju. Brahey zaczęła badać próbki z 11 stacji na zachodzie USA, w tym z Wielkiego Kanionu i Joshua Tree National Park. Oglądając je pod mikroskopem stwierdziła liczne fragmenty w jaskrawych kolorach. Zdałam sobie sprawę, że patrzę na plastik. Byłam w szoku, mówi uczona.
      Jako, że program jej prac nie przewidywał finansowania badań nad plastikiem, musiała zajmować się tym w wolnym czasie. Wieczorami i w weekendy liczyła i analizowała zgromadzone odrobinki plastiku.
      Stwierdziła, że w jej próbkach jest niemal 15 000 niewielkich fragmentów plastiku. Były to głównie małe włókna pochodzące prawdopodobnie z ubrań, dywanów i innych tekstyliów. Zauważyła, że około 30% stanowią jaskrawe mikrosfery, które są mniejsze niż plastikowe mikrosfery używane w kosmetykach czy innych produktach higienicznych. Uczona doszła do wniosku, że mikrosfery te pochodzą z farb w spreju.
      Po szczegółowych badaniach i obliczeniach zespół Brahney szacuje, że każdego dnia na każdym metrze kwadratowym dzikich terenów w USA lądują... 132 kawałki mikroplastiku. Innymi słowy na teren parków narodowych i innych obszarów chronionych na zachodzie USA opada ponad 1000 ton plastiku. To tak, jakby rozrzucać tam dziesiątki milionów plastikowych butelek.
      Naukowcy użyli modeli pogodowych, by sprawdzić, skąd pochodzi ten plastik. Okazało się, że źródłem większości są wielkie miasta i ich okolice. Większość plastiku pochodzi też z odległych miejsc, jest niesiona przez wiatry wiejące na dużej wysokości. Ponadto aż 75% plastiku opada gdy nie ma deszczu. Fragmenty opadające w czasie suchej pogody są też mniejsze, prawdopodobnie mogą wędrować tysiące kilometrów. uczeni stwierdzili też, że im wyżej położne tereny, tym więcej plastiku. To zaś potwierdza, że mikroplastik jest przenoszony przez wysoko wiejące wiatry i wędruje po całym globie.
      Uczona nie wyklucza, że mikroplastik może krążyć w powietrzu całymi latami lub dziesięcioleciami. Może on osiadać na polach uprawnych, pustyniach i powierzchni oceanów, skąd jest ponownie zabierany przez wiatr i krąży po całej Ziemi. Z czasem trafia do naszych płuc i naszych żołądków.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Nowa aktywowana światłem powłoka, zabija bakterie takie jak gronkowiec złocisty i Escherichia coli. Twórcami powłoki, która może znacznie zmniejszyć liczbę zakażeń szpitalnych są naukowcy z University College London. Powłokę można zastosować wewnątrz cewników czy rurek wentylacyjnych, które są ważnymi źródłami zakażeń szpitalnych.
      Zakażenia szpitalne to bardzo poważny problem na całym świecie. Ocenia się, że w Polsce nawet 10% pacjentów jest narażonych na zakażenia szpitalne, a bezpośrednie koszty ich leczenia to około 800 milionów złotych rocznie. W UE z powodu zakażeń szpitalnych umiera około 40 000 osób w ciągu roku.
      Zakażenia te najczęściej powodowane są przez Clostridioides difficile, metycylinoopornego gronkowca złocistego (MRSA) oraz E. coli. Teraz z Nature Communications dowiadujemy się o powstaniu powłoki antybakteryjnej, która jest aktywowana światłem o natężeniu zaledwie 300 luksów. Takie światło spotyka się w poczekalniach i innych tego typu pomieszczeniach szpitalnych.
      Opracowanie nowej powłoki oznacza, że można pokryć nią ściany i pozbyć się w ten sposób bakterii. Podobne istniejące dotychczas powłoki wymagały do aktywacji światła o natężeniu 3000 luksów. To bardzo intensywne światło, spotykane na salach operacyjnych.
      Nowa bakteriobójcza powłoka zbudowana jest z niewielkich fragmentów zmodyfikowanego złota zamkniętego w polimerze pokrytym fioletem krystalicznym, który ma właściwości grzybo- i bakteriobójcze.
      Barwniki takie jak fiolet krystaliczny to obiecujący kandydaci do utrzymywania sterylnych powierzchni. Są obecnie szeroko stosowane do odkażania ran. Gdy zostają wystawione na działanie światła wytwarzają reaktywne formy tlenu, które zabijają bakterie uszkadzając ich błony komórkowe i DNA. Połączenie tych barwników z metalami takimi jak złoto, srebro czy tlenek cynku wzmacnia efekt bakteriobójczy, mówi główny autor badań, doktor Gi Byoung Hwang
      Inne powłoki zabijające bakterie wymagają albo zastosowania światła ultrafioletowego, które jest niebezpieczne dla człowieka, albo bardzo intensywnego źródła światła, co nie jest zbyt praktyczne. Zaskoczyło nas, że nasza powłoka skutecznie zwalcza gronkowca złocistego i E. coli w warunkach naturalnego oświetlenia. Jest więc bardzo obiecującym materiałem, który można by stosować w służbie zdrowia, dodaje współautor badań, profesor Ivan Parkin.
      W ramach eksperymentów naukowcy nakładali na nową powłokę oraz na powłokę kontrolną kolonie bakterii w ilości 100 000 sztuk na mililitr. Eksperymenty prowadzono z użyciem gronkowca złocistego oraz E. coli. Porównywano ilość bakterii w ciemności oraz w oświetleniu o intensywności od 200 do 429 luksów.
      Okazało się, że powłoka kontrolna, składająca się z samego polimeru i fioletu krystalicznego nie zabijała bakterii w warunkach naturalnego oświetlenia. Tymczasem powłoka antybakteryjna znacząco wpłynęła na zmniejszenie rozprzestrzeniania się bakterii.
      E. coli była bardziej odporna na jej działanie niż S. aureus. Do znacznej redukcji liczby E. coli doszło po dłuższym czasie. Prawdopodobnie dzieje się tak, gdyż ściana komórkowa E. coli zbudowana jest z podwójnej membrany, a S. aureus z pojedynczej, wyjaśnia doktor Elaine Allan.
      Ku zdumieniu naukowców okazało się, że powłoka antybakteryjna wytwarza nadtlenek wodoru, który wchodzi w skład wody utlenionej. Działa on bezpośrednio na ścianę komórkową, zatem wolniej niszczy bakterie o grubszej ścianie. Obecne w naszej powłoce złoto jest kluczem do powstawania nadtlenku wodoru. Jako, że nasza powłoka wymaga zastosowania znacznie mniejszej ilości złota niż podobne powłoki, jest ona też tańsza, zapewnia kolejny z autorów badań, profesor Asterios Gavriilidis.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Na North Carolina State Univeristy powstała nowa technika ochrony elektroniki przed promieniowaniem jonizującym. Jest ona tańsza od istniejących metod, a składnikiem, który zapewnił jej sukces jest... rdza.
      Dzięki naszej technice można albo zatrzymać tyle samo promieniowania co wcześniej, obniżając wagę osłon o 30% lub więcej, albo też zachować zachować wagę osłon, ale zatrzymać o co najmniej 30% więcej promieniowania, mówi współautor badań profesor Rob Hayes.
      Promieniowanie jonizujące może uszkodzić urządzenia elektroniczne lub powodować, że będą nieprawidłowo działały. Dlatego też elektronika narażona na takie promieniowanie, jak na przykład podzespoły pracujące w przestrzeni kosmicznej, jest chroniona specjalnymi osłonami.
      Waga jest bardzo ważnym czynnikiem branym pod uwagę przy projektowaniu urządzeń mających trafić poza Ziemię. Najczęściej w formie osłon wykorzystuje się aluminium, będące kompromisem pomiędzy wagą a poziomem oferowanej ochrony.
      Nowa technika polega na wymieszaniu sproszkowanego tlenku metalu, rdzy, z polimerem i wyprodukowanie z tego osłony. Sproszkowany tlenek metalu zapewnia słabszą osłonę niż sproszkowany metal, jednak jest mniej toksyczny i nie ma tutaj obawy o to, że zaburzy pracę urządzenia, wyjaśnia Hayes. Obliczenia wskazują, że sproszkowany tlenek metalu zapewnia podobną ochronę co tradycyjne osłony. Przy promieniowaniu o niskiej energii proszek taki zmniejsza promieniowanie gamma 300-krotnie i zmniejsza nawet o 225% liczbę uszkodzeń spowodowanych przemieszczeniem atomów w sieci krystalicznej w wyniku kolizji z neutronami, wyjaśnia główny autor badań, Mike DeVanzo.
      Jednocześnie, jakie osłony są lżejsze. Symulacje komputerowe wskazują, że w najgorszym scenariuszu takie rozwiązanie absorbuje o 30% więcej promieniowania co tradycyjna osłona o tej samej wadze, dodaje Hayes. Dodatkowo materiał ten jest tańszy niż czysty metal.
      Z artykułem Ionizing radiation shielding properties of metal oxide impregnated conformal coatings można zapoznać się na łamach Radiation Physics and Chemistry.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Amazon planuje powołać prezydenta Trumpa na świadka w pozwie przeciwko Pentagonowi. Koncern Bezosa twierdzi, że Pentagon nieuczciwie przyznał Microsoftowi kontrakt JEDI o wartości 10 miliardów dolarów. Zdaniem Amazona prezydent był osobiście zaangażowany w rozstrzygnięcie, a jego celem było uniemożliwienie przyznania kontraktu Amazonowi.
      Jak twierdzi w swojej autobiografii były sekretarz obrony, James Mattis, Trump osobiście prosił go by wyrzucić Amazon z grona firm starających się o przyznanie kontraktu.
      Jako, że Mattis nie był już sekretarzem obrony podczas ostatnich miesięcy przed przyznaniem kontraktu, Amazon chce też powołać na świadka obecnego sekretarza, Marka Espera.
      Amazon argumentuje, że bez przesłuchania prezydenta przed sądem nie będzie możliwe obiektywne i pełne zweryfikowanie twierdzeń, wysuwanych w sądowym wniosku przez firmę.
      Prezydent Trump wielokrotnie wyrażał swoją wolę wykorzystywania funkcji prezydenta i naczelnego dowódcy do wpływania na działania rządu, w tym na zakupy dokonywane przez agendy rządowe, w celach osobistych, stwierdził rzecznik prasowy Amazona. Pytanie brzmi, czy należy pozwalać prezydentowi Stanów Zjednoczonych na wykorzystywanie budżetu Departamentu Obrony do własnych celów osobistych i politycznych dodał.
      Faktem jest, że przyznanie kontraktu JEDI było sporym zaskoczeniem dla wielu specjalistów. Uważali oni bowiem, że pewnym zwycięzcą przetargu na Joint Enterprise Defense Infrastrukture jest Amazon. Faktem jest też, że prezydent Trump nie lubi Jeffa Bezosa, założyciela i dyrektora Amazona.
      W ubiegłym miesiącu Amazon złożył do sądu wniosek, w którym prosi, by ten nakazał Microsoftowi wstrzymanie wszelkich prac nad realizacją kontraktu do czasu, aż sąd rozstrzygnie pozew Amazona.

      « powrót do artykułu
  • Recently Browsing   0 members

    No registered users viewing this page.

×
×
  • Create New...