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

Tkaniny z grafenem mogą spowodować, że ludzie staną się dla komarów 'niewidzialni'

Recommended Posts

Słyszeliśmy już o różnych zastosowaniach grafenu, jednak pomysł naukowców z Brown University jest z pewnością nietypowy: Amerykanie stwierdzili, że można go z powodzeniem wykorzystać do ochrony przed ugryzieniami komarów.

Na łamach PNAS ukazał się artykuł, którego autorzy przekonują, że grafenowa ochrona działa na 2 sposoby. Po pierwsze, komar nie jest w stanie przebić się przez wielowarstwowy grafen. Po drugie, eksperymenty wykazały, że blokuje on sygnały chemiczne, których komary używają do wyczuwania posiłku. Wyniki sugerują więc, że wyściółka z grafenu w ubraniu mogłaby stanowić skuteczną barierę antykomarową.

Komary są ważnymi wektorami chorób, stąd spore zainteresowanie niechemicznymi metodami ochrony przed ugryzieniami. Pracowaliśmy nad tkaninami z grafenem spełniającym rolę bariery dla toksycznych związków i zaczęliśmy się zastanawiać, gdzie jeszcze takie podejście mogłoby się sprawdzić. Stwierdziliśmy, że mogłaby to być ochrona przed ugryzieniami komarów - wyjaśnia prof. Robert Hurt.

By sprawdzić, czy tak rzeczywiście jest, Hurt zebrał grupę ochotników, którzy wkładali rękę do pojemnika z komarami (komary miały dostęp do małego skrawka skóry; hodowano je w laboratorium, było więc wiadomo, że nie przenoszą żadnych chorób).

Naukowcy porównywali liczbę ugryzień na nagiej skórze, skórze okrytej etaminą (bawełnianą tkaniną o splocie płóciennym) i skórze przykrytej etaminą powleczoną filmem z tlenku grafenu (GO).

Szybko się okazało, że grafen działa odstraszająco; gdy skóra była przykryta etaminą pokrytą filmem z GO, nie było żadnych ugryzień, podczas gdy na nagiej skórze i skórze przykrytej czystą etaminą komary zaczynały żerować bardzo szybko.

Co ciekawe, w obecności ręki przykrytej materiałem z grafenem komary zupełnie zmieniały swoje zachowanie. W obecności grafenu komary nawet nie lądowały na skrawku skóry - po prostu się nim nie przejmowały. Założyliśmy, że przez odporność na przebicie grafen będzie barierą fizyczną dla ugryzień, ale kiedy przyglądaliśmy się przebiegowi eksperymentów, zaczęliśmy uważać, że stanowi on także barierę chemiczną, która nie pozwala komarom wyczuć, że ktoś jest w pobliżu - opowiada doktorantka Cintia Castilho.

Chcąc potwierdzić pomysł dot. bariery chemicznej, naukowcy nanieśli odrobinę ludzkiego potu na barierę grafenową. Z sygnałami chemicznymi po zewnętrznej stronie plastra komary gromadziły się podobnie jak na nagiej skórze.

GO zapewnia odporność na przebicie, ale nie we wszystkich przypadkach. Gdy naukowcy naśladowali kłujkę komarów za pomocą drobnej igły albo analizowali proces gryzienia w ramach symulacji komputerowej, okazało się, że komary nie są w stanie wygenerować odpowiedniej siły, by przebić GO, tylko wtedy, gdy tlenek grafenu jest suchy. Symulacje pokazały wyraźnie, że po wysyceniu wodą GO staje się podatny na przebicie. Eksperymenty również potwierdziły, że komary mogą się przebić przez mokry GO.

Stwierdzono za to, że zredukowany tlenek grafenu (rGO) stanowi barierę przed ugryzieniami zarówno w formie suchej, jak i mokrej.

Jak tłumaczy w przesłanym mailu Hurt, eksperymenty były prowadzone w dwojakiego rodzaju warunkach: suchych i mokrych. Przy suchych (z suchym filmem i człowiekiem nieangażującym się w czynność związaną z obfitym poceniem) film zapewniał ochronę przed komarami. To zaś sugeruje, że w normalnym stanie ludzka skóra, która poci się tylko trochę, nie będzie wpływać negatywnie na ochronne właściwości filmu.

Mokre warunki generowano, wprowadzając na film większą ilość wody. W takiej sytuacji GO, który stawał się hydrożelem, nie spełniał swojej funkcji, a rGO tak.

Na razie naukowcy nie wiedzą, czy silne pocenie wprowadzi GO w stan mokry, ale najprawdopodobniej tak. Wiele wskazuje więc na to, że zarówno woda pochodzenia zewnętrznego (deszczówka albo np. woda ze strumienia, w którym użytkownik brodzi), jak i obfite pocenie stworzą warunki mokre, w których GO nie spełnia funkcji ochronnych, a rGO tak.

Kolejnym etapem badań ma być znalezienie sposobu na stabilizowanie GO, tak by był twardszy po zmoczeniu. Naukowcom zależy na tym, bo GO nadaje się do ubieralnych technologii lepiej niż rGO. GO "oddycha", [...] a rGO nie. Najlepszym sposobem na wdrożenie tej technologii byłoby więc znalezienie sposobu na mechaniczne ustabilizowanie GO, tak by pozostawał twardy po zmoczeniu.


« 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
      Naukowcy z University of Manchester zauważyli, że w w grafenownych supersieciach znajdujących się pomiędzy dwoma warstwami azotku boru pojawia się nowa rodzina kwazicząstek. Odkrycie ma znaczenie dla badań nad fizyką materii skondensowanej i może prowadzić do stworzenia tranzystorów pracujących z wyższymi częstotliwościami.
      Fizycy i specjaliści z dziedziny materiałoznawstwa od kilku lat poszukują sposobu na wykorzystanie sił van der Waalsa działających pomiędzy cienkimi warstwami różnych kryształów do stworzenia materiałów, których właściwościami elektronicznymi można by manipulować bez potrzeby odwoływania się do wzbogacania kryształów atomami innych pierwiastków.
      Najbardziej znanym przykładem jest jednoatomowa warstwa grafenu zamknięta pomiędzy dwoma jednoatomowymi warstwami heksagonalnego azotku boru (hBN), który ma podobną stałą sieci krystalicznej. Jako, że oba materiały mają podobną heksagonalną strukturę, po nałożeniu ich na siebie pojawiają się regularne wzorce, supersieci.
      Gdy takie nałożone na siebie warstwy grafenu-azotku boru skręcimy i zmniejszy się kąt pomiędzy sieciami krystalicznymi obu materiałów, zwiększa się rozmiar supersieci. To zaś powoduje pojawienie się pasm wzbronionych (przerw energetycznych).
      Naukowcy z Manchesteru zauważyli teraz niezwykłe zachowanie się elektronów w takiej strukturze. Dobrze wiemy, że w sytuacji braku pola magnetycznego elektrony poruszają się prosto, a gdy przyłożymy pole magnetyczne, ich trajektorie zaczynają się zaginać, elektrony poruszają się w koło co zmniejsza przewodnictwo. W warstwie grafenu umieszczonej pomiędzy dwiema warstwami hBN trajektorie elektronów również zaczęły się zaginać, ale przy polu magnetycznym o określonej wartości przewodnictwo gwałtownie wzrosło. Tak, jakby elektrony ponownie poruszały się po liniach prostych w metalu bez obecności pola magnetycznego, mówią członkowie zespołu badawczego Julien Barrier i Piranavan Kumaravadivel.
      To zachowanie całkowicie sprzeczne z tym, co wiemy z podręczników fizyki, zauważa Kumaravadivel. Uczony i jego koledzy uważają, że zaobserwowane zjawisko to efekt pojawienia się nowych kwazicząstek. Te kwazicząstki to fermiony Browna-Zaka, które w strukturze grafen-hBN poruszają się z prędkościami balistycznymi pomimo obecności silnego pola magnetycznego. Fermiony te utrzymują prostą trajektorię poruszania się na przestrzeni dziesiątków mikrometrów w polu magnetycznym dochodzącym do 16 tesli.
      Odkrycie to oznacza w praktyce, że nośniki ładunków elektrycznych mogą przebyć po linii prostej całą szerokość urządzenia elektronicznego, nie rozpraszając się w przy tym. To zaś daje nadzieję na zbudowanie tranzystorów pracujących przy niezwykle wysokich częstotliwościach. Procesory korzystające z takich tranzystorów mogłyby pracować znacznie szybciej niż obecnie dostępne procesory.
      Co więcej, odkrywcy nowego zjawiska mówią, że zaobserwowane przez nich fermiony Browna-Zaka powinny pojawiać się w każdej supersieci, nie tylko grafenowej. To zaś ułatwi badanie nad zjawiskiem transportu elektronowego oraz nowymi supersieciami 2D tworzonymi przez inne materiały niż grafen.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Naukowcy opracowali przenośne urządzenie (w kształcie papryczki chili), które pozwala szybko i tanio określić zawartość kapsaicyny w papryczkach chili. Wyniki badań zespołu Warakorna Limbuta z Prince of Songkla University ukazały się właśnie w piśmie ACS Applied Nano Materials.
      Papryczki chili są popularnym składnikiem dań na całym świecie. Mają pikantny smak, bo zawierają kapsaicynę - alkaloid o licznych właściwościach prozdrowotnych (działaniu przeciwutleniającym, przeciwzapalnym czy antynowotworowym). Nic więc dziwnego, że zapotrzebowanie na kapasaicynę - do celów spożywczych i farmaceutycznych - rośnie.
      Mając to na uwadze, Limbut i inni chcieli opracować prostą, dokładną i tanią metodę określania zawartości kapsaicyny w papryczkach i próbkach pokarmu. Inne metody, które miały na to pozwalać, były bowiem skomplikowane, czasochłonne lub wymagały drogiego sprzętu pokaźnych rozmiarów.
      Tajlandzcy naukowcy opracowali przenośne urządzenie w kształcie niewielkiej papryczki, które można podłączyć do smartfona, by wyświetlić wyniki. W papierowym czujniku elektrochemicznym wykorzystano nanopłytki grafenu dopowanego azotem (ang. N-doped graphene nanoplatelets, GrNPs); w strukturę grafenu wprowadzono atomy azotu, by poprawić przewodnictwo elektryczne.
      Po zoptymalizowaniu czujnika zespół wykorzystał go do określenia zawartości alkaloidu w 6 próbkach suszonej chili. Papryczki dodawano do roztworu etanolu i wytrząsano. Później roztwór wkrapiano na czujnik. Okazało się, że urządzenie dokładnie mierzyło stężenia kapsaicyny rzędu 7,5-90 μM. Granica wykrywalności (ang. limit of detection) to 0,37 μM.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Grafenowe bolometry mogą całkowicie zmienić zasady gry na polu komputerów kwantowych, stwierdzają na łamach Nature fińscy naukowcy z Uniwersytetu Aalto i VTT Technical Research Centre of Finland. Stworzyli oni nowy detektor mierzący energię z niedostępnymi wcześniej dokładnością i szybkością. To może pomóc w rozwoju komputerów kwantowych i upowszechnieniu się tych maszyn poza laboratoria.
      Bolometr to urządzenie, które określa ilość promieniowania mierząc, jak bardzo zostało przez to promieniowanie ogrzane. Głównym autorem nowego niezwykle precyzyjnego bolometru jest profesor Mikko Möttönen, który pracował nad nim przez ostatnią dekadę.
      Współczesne komputery kwantowe działają dzięki pomiarom energii kubitów. Większość z nich mierzy napięcie elektryczne indukowane przez kubit. Dokonywanie takich pomiarów jest jest związane z występowaniem trzech problemów. Po pierwsze pomiary takie wymagają rozbudowanych obwodów wzmacniających napięcie, co może ograniczać możliwości skalowania systemów kwantowych. Po drugie obwody takie zużywają sporo energii. W końcu po trzecie, pomiary napięcia wprowadzają szum kwantowy, który z kolei generuje błędy w odczytach kubitów. Specjaliści zajmujący się komputerami kwantowymi od dawna mają nadzieję, że wszystkie trzy problemy można będzie rozwiązać dzięki bolometrom. A profesor Möttönen stworzył właśnie bolometr, który jest wystarczająco czuły i szybki, by sprostać takim zadaniom.
      Bolometry wchodzą do technologii kwantowych i być może ich pierwszym zadaniem będzie odczyt informacji z kubitów. Czułość i dokładność bolometrów właśnie osiągnęła poziom wymagany w takich zadaniach, mówi Möttönen.
      Przed rokiem zespół profesora Möttönena stworzył ze stopu złota i palladu bolometr, którego pomiary charakteryzował niezwykle niski poziom szumu. Jednak urządzenie pracowało zbyt wolno jak na potrzeby komputerów kwantowych. Najnowszy bolometr, którego osiągi pozwalają na zastosowanie go w komputerach kwantowych, został zbudowany z grafenu.
      Grafen charakteryzuje się bardzo niską pojemnością cieplną, co oznacza, że pozwala on na szybkie wykrywanie niewielkich zmian w poziomie energii. Dzięki temu nadaje się do pomiarów w systemach kwantowych. Grafenowy bolometr dokonuje pomiaru w czasie znacznie krótszym niż mikrosekunda, a więc szybkością pracy dorównuje obecnie używanym systemom pomiarowym. Jest jednak pozbawiony ich wad.
      Zmiana stopu złota i palladu na grafen spowodowała 100-krotne przyspieszenie pracy detektora przy zachowaniu niskiego poziomu szumów. Uważamy, że możemy jeszcze bardziej udoskonalić nasze urządzenie, mówi profesor Pertti Hakonen z Aalto.
      To bardzo ważne, gdyż pokazuje, że skoro bolometry dorównują systemom opartym na pomiarach napięcia prądu, to w przyszłości będą od nich bardziej wydaje. Możliwości obecnej technologii są ograniczone przez zasadę nieoznaczoności Heisenberga. Wynika z niej, że – przynajmniej teoretycznie – możliwe jest stworzenie bolometru p pozbawionego szumu kwantowego. Teoria nie pozwala zaś na stworzenie systemu pomiaru napięcia bez szumu kwantowego. Zatem wyższa teoretyczna dokładność, niższe zapotrzebowanie na energię oraz znacznie mniejsze rozmiary czynią z grafenowych bolometrów niezwykle obiecującą technologię, która pozwoli na wprowadzenie komputerów kwantowych pod strzechy.
      Ze szczegółami badań Finów można zapoznać się na łamach Nature.
       


      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      We Włoszech odkryto oryginalne płyty z muzyką do polskiego filmu „Janko Muzykant” z 1930 roku. To jeden z pierwszych polskich pełnometrażowych filmów dźwiękowych. Obraz powstał na przełomie kina niemego i dźwiękowego, więc dialogi i elementy fabuły wyświetlane były na planszach. Dzięki temu, po zaginięciu ścieżki dźwiękowej mógł być pokazywany jako niemy. W ostatnich latach „Janko Muzykant” zyskał rozgłos, zdobywając uznanie publiczności na festiwalach. Dzięki temu udało się odnaleźć jego ścieżkę dźwiękową.
      Reżyserem „Janko Muzykanta” był znany wówczas na świecie Ryszard Ordyński. Obraz nakręcono w Polsce, a udźwiękowiono w Berlinie. Muzykę do filmu – której autorami byli Leon Schiller i Grzegorz Fitelberg – zapisano na płytach gramofonowych. Po wojnie ścieżka dźwiękowa zaginęła. Teraz dzięki rozgłosowi, jaki ostatnio zyskał oraz wysiłkom Filmoteki Narodowej – Instytutu Audiowizualnego (FINA), udało się odnaleźć ścieżkę dźwiękową w prywatnej kolekcji we Włoszech.
      Obecnie FINA pracuje nad cyfrową restauracją filmu i dodanie doń ścieżki dźwiękowej. W kwietniu przyszłego roku po raz pierwszy od kilkudziesięciu lat będzie można obejrzeć „Janko Muzykanta” w takiej postaci, w jakiej go stworzono.
      Przed nami jeden z najciekawszych projektów restauratorskich, z jakimi przyszło nam się zmierzyć. Posiadamy dwie niekompletne kopie filmu na taśmie filmowej, polską i czechosłowacką, a jedynym kompletnym materiałem jest właśnie sensacyjnie odnaleziona ścieżka dźwiękowa. Jej odczytanie, z tych niezwykle kruchych płyt, to duże wyzwanie dla specjalistów FINA, stwierdziła Anna Sienkiewicz-Rogowska, wicedyrektor FINA.
      Dźwięk do filmu nagrany jest na pięciu dwustronnych płytach szelakowych. Każda z nich ma 40 cm średnicy i 4 mm grubości. „Janko Muzykant” był pierwszym polskim filmem, którego bohaterowie śpiewali piosenki. Nie wiadomo, dlaczego film udźwiękowiono w Berlinie. W tym czasie w Warszawie istniało już bowiem studio, w którym nagrano dźwięk do pierwszego polskiego filmu dźwiękowego „Moralności pani Dulskiej”.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      "Krzemienne Dziedzictwo" to pierwszy od czasów "Prastarego skarbu" (1972 r.) film prezentujący Krzemionki, rezerwat archeologiczny chroniący zespół neolitycznych kopalni krzemienia pasiastego. Prapremiera filmu miała miejsce 19 lipca na IX Krzemionkowskich Spotkaniach z Epoką Kamienia. Była to 98. rocznica odkrycia Krzemionek przez geologa i paleontologa Jana Samsonowicza.
      Jak napisano w komunikacie Muzeum Historyczno-Archeologicznego w Ostrowcu Świętokrzyskim, rejon dawnej wsi Krzemionki koło Ostrowca Św. jest jedynym w swoim rodzaju dziedzictwem przeszłości. Prehistoryczne pola górnicze w Krzemionkach, Borowni, Koryciźnie oraz relikty osady na wzgórzu Gawroniec w Ćmielowie jako Krzemionkowski Region Prehistorycznego Górnictwa Krzemienia Pasiastego zostały w roku 2019 [6 lipca] wpisane Listę Światowego Dziedzictwa UNESCO. Wcześniej w 1994 r. zarządzeniem prezydenta RP Krzemionki uznano za pomnik historii Polski.
      W 1995 r. na terenie kopalni i w jego otoczeniu utworzono Rezerwat przyrody Krzemionki Opatowskie; jest on częścią Obszaru Chronionego Krajobrazu Doliny Kamiennej.
      Film "Krzemienne Dziedzictwo" powstał dzięki współpracy Muzeum i Świętokrzyskiego Stowarzyszenia Dziedzictwa Przemysłowego. Scenariusz w formie narracji przygotował dr Jerzy Tomasz Bąbel - archeolog, badacz Krzemionek i emerytowany pracownik Muzeum Historyczno-Archeologicznego w Ostrowcu Świętokrzyskim.
      Za uzupełnienia, konsultację i reżyserię odpowiadają dyrekcja i pracownicy Muzeum (pojawiają się komentarze dr. Andrzeja Przychodni, Artura Jedynaka i Kamila Kaptura). W filmie wystąpili rekonstruktorzy, którzy współpracują przy realizacji wspomnianych wcześniej Krzemionkowskich Spotkań z Epoką Kamienia.
      Autorami zdjęć do "Krzemiennego Dziedzictwa" są Krzysztof Pęczalski, Krzysztof Dziewięcki i Andrzej Przychodni. Muzyką i udźwiękowieniem zajął się Paweł Piotrowski.
      Film ma charakter popularnonaukowy. Zawiera zarówno mapy, obrazy LIDAR, zdjęcia archiwalne, lotnicze czy przedstawiające eksponaty, jak i sceny fabularyzowane, prezentujące życie codzienne neolitycznych górników krzemienia pasiastego.
       


      « powrót do artykułu
  • Recently Browsing   0 members

    No registered users viewing this page.

×
×
  • Create New...