Polacy zauważyli, że glony wytwarzają substancję odstraszającą bakterie. Pomoże ona chronić wiele powierzchni
-
Similar Content
-
By KopalniaWiedzy.pl
Amerykańska firma Biometryks LLC podpisała umowę licencyjną na patent należący do Uniwersytetu Warszawskiego (UW). Patent obejmuje nowatorską technologię produkcji matrycy grafenowej. Wynalazek może być wykorzystany w konstrukcji biosensora, który w nieinwazyjny sposób prowadzi analizy próbek potu, moczu lub krwi, monitorując lub diagnozując choroby nabyte i przewlekłe.
Matryca grafenowa ma być kluczowym elementem sensora. Jego nowa generacja ma pozwolić na analizę na bieżąco próbek potu, moczu i krwi.
W pierwszym etapie projektu Biometryks opracuje nieinwazyjną technologię do oznaczania i analizy biomarkerów w pocie. Po przyklejeniu do skóry sensor będzie mógł działać przez kilka tygodni.
Jak podkreślono w komunikacie prasowym UW, dane z pomiarów zostaną przeanalizowane w chmurze w czasie rzeczywistym przez algorytm sztucznej inteligencji. Pacjent będzie mógł zobaczyć wyniki analizy w aplikacji na smartfonie. Tam znajdzie on również personalizowane (dostosowane do aktualnego stanu zdrowia) zalecenia związane ze zdrowym stylem życia. W oddzielnej aplikacji wgląd do danych będzie miał lekarz; pozwoli mu to na wczesne podjęcie decyzji o ewentualnym pogłębieniu diagnostyki czy wdrożeniu leczenia.
Współpraca środowiska naukowego i biznesowego zaowocuje powstaniem sensora, który dokona rewolucji we wczesnej diagnostyce oraz monitorowaniu pacjentów z chorobami przewlekłymi. Takiej technologii nie ma jeszcze nikt. Dzięki innowacyjnemu rozwiązaniu Biometryks poprawi jakość życia pacjentów na całym świecie – zaznacza dr n. med. Kris Siemionow, prezes zarządu Biometryksu LLC.
Matryca grafenowa została opracowana przez naukowców z Wydziału Chemii UW, którzy pracowali pod kierownictwem dr Barbary Kowalewskiej. Należy podkreślić, że to pierwsza na świecie matryca, która wykazuje na tyle wysoką stabilność, by dało się ją wykorzystać w rozwiązaniach medycznych. Zastosowanie grafenu pozwoliło uzyskać bezkonkurencyjne parametry transmisji danych pozyskiwanych przez projektowane biosensory.
Dzięki umowie licencyjnej będzie można kontynuować prace badawcze nad innowacyjną i nieinwazyjną technologią diagnostyczną. Amerykańskie urządzenie jest roboczo nazywane Biometryksem B1.
« powrót do artykułu -
By KopalniaWiedzy.pl
Z im większą prędkością dwie powierzchnie metalowe przesuwają się po sobie, tym bardziej się zużywają. Okazało się jednak, że przy bardzo dużych prędkościach, porównywalnych z prędkością pocisku wystrzeliwanego pistoletu, proces ten ulega odwróceniu. Szybszy ruch powierzchni prowadzi do ich wolniejszego zużycia.
Gdy dwie metalowe powierzchnie ześlizgują się po sobie, zachodzi wiele złożonych procesów. Krystaliczne regiony, z których zbudowane są metale, mogą ulegać deformacjom, pęknięciom, mogą skręcić się czy nawet zlać. Występuje tarcie i niszczenie powierzchni. Ten niepożądany proces powoduje, że urządzenia się zużywają oraz ulegają awariom. Dlatego też ważne jest, byśmy lepiej zrozumieli zachodzące wówczas procesy. Podczas badań nad tym zjawiskiem naukowcy z Uniwersytetu Technicznego w Wiedniu (TU Wien) i Austriackiego Centrum Doskonałości Tribologii dokonali zaskakującego, sprzecznego z intuicją odkrycia.
W przeszłości tarcie mogliśmy badać tylko w czasie eksperymentów. W ostatnich latach dysponujemy superkomputerami na tyle potężnymi, że możemy w skali atomowej modelować bardzo złożone procesy zachodzące na powierzchniach materiałów, mówi Stefan Eder z TU Wien. Naukowcy modelowali różne rodzaje metalowych stopów. Nie były to doskonałe kryształy, ale powierzchnie bliskie rzeczywistości, złożone niedoskonałe struktury krystaliczne. To bardzo ważne, gdyż te wszystkie niedoskonałości decydują o tarciu i zużywaniu się powierzchni. Gdybyśmy symulowali doskonałe powierzchnie miałoby to niewiele wspólnego z rzeczywistością, dodaje Eder.
Z badań wynika, że przy dość niskich prędkościach, rzędu 10-20 metrów na sekundę, zużycie materiału jest niewielkie. Zmienia się tylko zewnętrzna jego warstwa, warstwy głębiej położone pozostają nietknięte. Przy prędkości 80–100 m/s zużycie materiału, jak można się tego spodziewać, wzrasta. Stopniowo wchodzimy tutaj w taki zakres, gdzie metal zaczyna zachowywać się jak miód czy masło orzechowe, wyjaśnia Eder. Głębiej położone warstwy materiału są ciągnięte w kierunku ruchu metalu przesuwającego się po powierzchni, dochodzi do całkowitej reorganizacji mikrostruktury.
Później zaś na badaczy czekała olbrzymia niespodzianka. Przy prędkości ponad 300 m/s zużycie ocierających się o siebie materiałów spada. Mikrostruktury znajdujące się bezpośrednio pod powierzchnią, które przy średnich prędkościach były całkowicie niszczone, pozostają w większości nietknięte. To zaskakujące dla nas i wszystkich zajmujących się tribologią. Jednak gdy przejrzeliśmy literaturę fachową okazało się, że obserwowano to zjawisko podczas eksperymentów. Jednak nie jest ono powszechnie znane, gdyż eksperymentalnie bardzo rzadko uzyskuje się tak duże prędkości, dodaje Eder. Wcześniejsi eksperymentatorzy nie potrafili wyjaśnić, dlaczego tak się dzieje. Dopiero teraz, dzięki symulacjom komputerowym, można pokusić się o bardziej dokładny opis.
Analiza danych komputerowych wykazała, że przy bardzo wysokich prędkościach w wyniku tarcia pojawia się duża ilość ciepła. Jednak ciepło to jest nierównomiernie rozłożone. Gdy dwa metale przesuwają się po sobie z prędkością setek metrów na sekundę, w niektórych miejscach rozgrzewają się do tysięcy stopni Celsjusza. Jednak pomiędzy tymi wysokotemperaturowymi łatami znajdują się znacznie chłodniejsze obszary. W wyniku tego niewielkie części powierzchni topią się i w ułamku sekundy ponownie krystalizują. Dochodzi więc do dramatycznych zmian w zewnętrznej warstwie metalu, ale to właśnie te zmiany chronią głębsze warstwy. Głębiej położone struktury krystaliczne pozostają nietknięte.
Zjawisko to, o którym w środowisku specjalistów niewiele wiadomo, zachodzi w przypadku różnych materiałów. W przyszłości trzeba będzie zbadać, czy ma ono również miejsce przy przejściu z dużych do ekstremalnych prędkości, stwierdza Eder. Bardzo szybkie przesuwanie się powierzchni metalicznych względem siebie ma miejsce np. w łożyskach czy systemach napędowych samochodów elektrycznych czy też podczas polerowania powierzchni.
Szczegóły badań zostały opublikowane na łamach Applied Materials Today.
« powrót do artykułu -
By KopalniaWiedzy.pl
Zjawisko Leidenfrosta znane jest ludzkości od tysiącleci. W jego wyniku krople cieczy spadając na gorącą powierzchnię, nie odparowują od razu, ale poruszają się nad nią. Ich odparowanie może trwać dłuższy czas. Spowodowane jest to tym, że w kontakcie cieczy z gorącą powierzchnią pojawia się para, która tworzy poduszkę. Krople lewitują, a para izoluje ciecz od powierzchni.
Naukowcy z Meksyku i Francji, pracujący pod kierunkiem Felipe Pacheco-Vázqueza z Benemérita Universidad Autónoma de Puebla, zaobserwowali właśnie nowy typ zjawiska Leidenfrosta i nazwali go potrójnym zjawiskiem Leidenfrosta.
Zespół Pacheco-Vázqueza sprawdzał, co się stanie, gdy wiele kropli zostanie umieszczonych na gorącej, nieco wklęsłej, powierzchni. Krople w naturalny sposób przesuwały się ku najniższemu punktowi powierzchni w centrum. Gdy używano wody, jej krople po spotkaniu się w centrum niemal natychmiast się łączyły w jedną dużą kroplę. Jednak gdy użyto wody i etanolu okazało się, że krople różnych cieczy wielokrotnie odbijają się od siebie, zanim się połączą.
Naukowcy wysunęli hipotezę, że zjawisko to zachodzi, gdyż pojawiają się trzy warstwy pary. Dwie pierwsze znajdują się pod każdą z kropli, a trzecia pojawia się pomiędzy nimi w momencie, gdy się stykają. Ta trzecia warstwa tworzy się z powodu różnicy temperatury wrzenia obu płynów. Różnica ta powoduje, że cieplejsza kropla – w tym wypadku woda – działa na etanol jak gorąca powierzchnia. Pomiędzy kroplami pojawia się więc warstwa pary, która uniemożliwia ich zlanie się i krople odbijają się od siebie.
W końcu kropla szybciej odparowującego etanolu staje się tak mała, że nie jest w stanie wytworzyć tyle pary, by zapobiec połączeniu się kropli. Wówczas się zlewają.
Badacze przetestowali swoją hipotezę używając 10 różnych rodzajów płynów. Okazało się, że mieli rację. Krople płynów o znacząco różnych temperaturach wrzenia odbijały się od siebie, podczas gdy płynów o podobnych temperaturach wrzenia do odbijania się nie dochodziło i krople szybko się łączyły.
Zdaniem odkrywców potrójnego zjawiska Leidenfrosta, dokładne jego zbadanie będzie pomocne w mikrofluidyce, nauce zajmującej się płynami w małej skali, gdzie siły powierzchniowe odgrywają główną rolę. Pozwoli to np. zrozumieć, jak oddziałują ze sobą krople paliwa w przegrzanych silnikach.
« powrót do artykułu -
By KopalniaWiedzy.pl
Woda znajdująca się na zimnej powierzchni zanim zamarznie musi się ogrzać. Odkrycie dokonane przez naukowców z Cambridge University i Uniwersytetu Technologicznego w Grazu pozwoli lepiej zrozumieć i kontrolować proces zamarzania.
Anton Tamtögl i jego zespół przeprowadzili eksperymenty z molekułami wody umieszczonymi na zimnym grafenie i zauważyli, że początkowo odpychają się one od siebie. Dopiero pojawienie się dodatkowej energii pozwala im na zmianę orientacji i utworzenie wiązań elektrostatycznych.
Gdy woda trafia na zimną powierzchnię, zachodzi proces nukleacji, w wyniku którego molekuły tworzą wiązania i błyskawicznie pojawiają się kryształy lodu. Zjawisko to było intensywnie badane w skali makroskopowej. Jednak trudno je badać na poziomie molekuł, gdyż zamarzanie zachodzi bardzo szybko, w czasie pikosekund.
Naukowcy z Cambridge wykorzystali nowatorką technikę badawczą zwaną echem spinowym helu-3. Polega ona na rozpraszaniu strumienia spolaryzowanych atomów helu. Atomy docierają do badanych powierzchni w skoordynowanych pakietach, a czas pomiędzy kolejnymi pakietami mierzony jest w pikosekundach. Ruch molekuł na powierzchni powoduje różnice w fazach pakietów. A różnice te można wychwycić i na ich podstawie badać zjawiska zachodzące w czasie pikosekund.
Badania ujawniły, że początkowo wszystkie molekuły wody przyczepiają się do zimnej powierzchni grafenu w ten sam sposób, z oboma atomami wodoru przy powierzchni i atomem tlenu powyżej. Molekuły wody są dipolami. Od strony tlenu mamy ładunek ujemny, od strony wodoru – dodatni. Tak więc pomiędzy identycznie zorientowanymi molekułami dochodzi do odpychania się, co uniemożliwia nukleację. Naukowcy zauważyli, że zjawisko to może zostać przezwyciężone poprzez ogrzanie molekuł. Dopiero wówczas zmieniają one orientację tak, że zaczynają się przyciągać, co rozpoczyna proces nukleacji.
Naukowcy, chcąc lepiej zrozumieć to zjawisko, przeprowadzili symulacje komputerowe ukazujące zachowanie molekuł wody przy różnych energiach. Zgodnie z ich oczekiwaniami, symulacje wykazały, że zmieniając ilość ciepła dostarczonego do molekuł, można powstrzymywać lub rozpoczynać proces nukleacji.
Odkrycie może doprowadzić do opracowania nowych technik ochrony przed formowaniem się lodu na skrzydłach samolotów, turbinach wiatrowych czy sprzęcie telekomunikacyjnym. Pozwoli też lepiej zrozumieć proces formowania się i topnienia lodu w lodowcach, a to z kolei da nam lepsze zrozumienie ziemskiej kriosfery i wpływu ocieplenia klimatu.
Z wynikami badań można zapoznać się na łamach Nature Communications.
« powrót do artykułu -
By KopalniaWiedzy.pl
Włoscy specjaliści posłużyli się starannie wyselekcjonowanymi bakteriami, by dokończyć oczyszczanie rzeźb Michała Anioła z zespołu grobowego Medyceuszów (Nowej Zakrystii) we Florencji. Wykorzystano szczepy Serratia ficaria SH7, Pseudomonas stutzeri CONC11 i Rhodococcus sp. ZCONT. Wyniki projektu mają zostać zaprezentowane jeszcze w tym miesiącu.
Jak podkreślił Jason Horowitz w reportażu opublikowanym na łamach The New York Timesa, prace w Kaplicy trwały niemal 10 lat. Na koniec pozostały najbardziej uporczywe przebarwienia i osady.
Bakterie zdały egzamin śpiewająco
W listopadzie 2019 r. Muzeum Zespołu Grobowego Medyceuszów (Museo delle Cappelle Medicee) poprosiło Narodowy Komitet Badań o przeprowadzenie analiz z wykorzystaniem spektroskopii w podczerwieni. Wykryto ślady kalcytu, krzemianów i substancji organicznych. Dzięki temu Anna Rosa Sprocati z Włoskiej Narodowej Agencji Nowych Technologii zyskała cenne wskazówki co do wyboru najwłaściwszych bakterii z zestawu niemal 1000 szczepów (zwykle są one stosowane do rozkładania plam ropy albo zmniejszania toksyczności metali ciężkich).
Ostatecznie zespół konserwatorów przetestował za ołtarzem, na niewielkiej palecie złożonej z 20 prostokątów, 8 najbardziej obiecujących szczepów. Wybrano bakterie bezpieczne dla ludzi, środowiska i, oczywiście, dzieł sztuki.
Jak wyjaśniła Sprocati, później bakterie zastosowano na nagrobku Juliana Medyceusza (księcia Nemours żyjącego w latach 1479-1516) z alegorycznymi figurami Dnia i Nocy. Włosy Nocy przemyto P. stutzeri CONC11, bakterią wyizolowaną z odpadów garbarni w okolicach Neapolu. Bakteriami Rhodococcus sp. ZCONT, tym razem pochodzącymi z gleby zanieczyszczonej dieslem w Casercie, usunięto resztki gipsowych odlewów, kleju i tłuszczu z jej uszu.
Działania te okazały się sukcesem, jednak Paola D'Agostino wolała nie igrać z losem przy czyszczeniu twarzy Nocy. Podobne podejście prezentował watykański ekspert Pietro Zander, który dołączył do zespołu. Dla bezpieczeństwa postanowiono zastosować mikrokapsułki z gumą ksantanową. Analogicznym zabiegom poddano głowę rzeźby Juliana.
W marcu ubiegłego roku przez pandemię muzeum zamknięto. Sprocati zabrała więc "swoje" bakterie w inne miejsce. W sierpniu jej zespół wykorzystał baterie z okolic Neapolu do usunięcia wosku pozostawionego przez stulecia palenia świec wotywnych na marmurowym reliefie Alessandra Algardiego Spotkanie Attyli i papieża Leona I w Bazylice św. Piotra.
Gdy Kaplicę otwarto w pewnym zakresie w połowie października 2020 r., ponownie wdrożono prace. Wtedy specjaliści rozprowadzili żel z S. ficaria SH7 na nagrobku Wawrzyńca II Medyceusza (1492-1519).
Za stan obiektu odpowiadają różne czynniki środowiskowe, ale dużą rolę odegrał w tym sposób, w jaki potraktowano ciało zamordowanego w 1537 r. księcia Florencji Aleksandra Medyceusza. Jego ciało zawinięto w dywan i umieszczono w sarkofagu Wawrzyńca. Substancje z jego rozkładającego się ciała wsiąkały w marmur, niszcząc dzieło Michała Anioła. Na szczęście przebarwieniami i deformacjami z powodzeniem zajęły się S. ficaria SH7, które wyizolowano z gleby skażonej metalami ciężkimi (ze stanowiska na Sardynii).
Zaczęło się od konferencji...
W 2013 r. Monica Bietti, była już dyrektorka Muzeum Zespołu Grobowego Medyceuszów, zauważyła, co się stało z zabytkami od konserwacji w 1988 r. Trzeba było ponownie się nimi zająć. Im jednak kaplica stawała się czystsza, tym bardziej zniszczony sarkofag Wawrzyńca od niej odstawał. W 2016 r. Marina Vincenti uczestniczyła w konferencji zorganizowanej przez Sprocati i innych biologów z jej zespołu (An introduction to the world of microorganisms). Specjaliści zademonstrowali, jak bakterie usunęły resztki żywicy z barokowych fresków w Galerii Carracciego w Pałacu Farnese w Rzymie. Bakterie wyizolowane z wód kopalnianych z Sardynii usunęły rdzawe zacieki z marmurów galerii. Kiedy przyszła kolej na oczyszczanie dzieł Michała Anioła, postanowiono więc skorzystać z pomocy bakteryjnych sprzymierzeńców. D'Agostino zgodziła się pod warunkiem, że wcześniej zostaną przeprowadzone testy. Bakterie zdały egzamin i wykonały swoją pracę...
W przeszłości sięgano już po pomoc bakterii w oczyszczaniu dzieł sztuki. Jak napisała w artykule opublikowanym w Verge Mary Beth Griggs, zbliżone techniki zastosowano w Katedrze Narodzin św. Marii w Mediolanie, Katedrze Wniebowzięcia Najświętszej Maryi Panny w Pizie czy w Campo Santo di Pisa. W 2011 r. specjaliści z Walencji wykorzystali bakterie, by oczyścić XVII-wieczne freski Antonia Palomino w Sant Joan del Mercat.
Zespół grobowy Medyceuszów przy kościele San Lorenzo
Zespół grobowy Medyceuszów przy kościele San Lorenzo tworzą: Cappelle dei Principi z kryptą (Matteo Nigetti 1604 — mauzoleum Cosima I i jego przodków) i Nowa Zakrystia (Sagrestia Nuova), dzieło Michała Anioła (1520–35), ukończone przez Georgia Vasariego (1557). Mieszczą się w niej nagrobki Wawrzyńca II Medyceusza (ks. Urbino) z rzeźbami Świtu i Zmierzchu, Juliana Medyceusza (ks. Nemours) z rzeźbami Dnia i Nocy, a także podwójny sarkofag zawierający prochy Wawrzyńca Medyceusza (Wawrzyńca Wspaniałego) i jego młodszego brata Juliana, z ustawionymi na nim figurami Madonny z Dzieciątkiem (dłuta Michała Anioła, 1521), św. Kosmy (dzieło Montorsolego) i św. Damiana (dzieło Raffaela da Montelupy).
« powrót do artykułu
-
-
Recently Browsing 0 members
No registered users viewing this page.