Posłodzona katoda lepiej działa. Akumulatory przyszłości w końcu zadebiutują na rynku?
dodany przez
KopalniaWiedzy.pl, w Technologia
-
Podobna zawartość
-
przez KopalniaWiedzy.pl
Podzespoły elektroniczne tworzy się integrując olbrzymią liczbę urządzeń na płaskim podłożu. Przemysł używa i doskonali tę technikę od dziesięcioleci. Jednak pojawia się coraz większe zapotrzebowanie na podzespoły elektroniczne o zakrzywionych kształtach, które byłyby lepiej dostosowane do zastosowań biologicznych czy medycznych. Z pomocą może przyjść tutaj... rafinowany cukier.
Gary Zabow z amerykańskich Narodowych Instytutów Standardów i Technologii (NIST) przygotowywał dla kolegów z laboratorium biomedycznego mikroskopijne magnetyczne kropki. Umieszczał je na podłożu, a następnie zabezpieczał cukrem. Naukowcy z laboratorium biomedycznego po prostu zmywali ochronną warstwę cukru wodą i mogli prowadzić swoje badania z użyciem magnetycznych kropek, na których nie pozostawały fragmenty plastiku czy związków chemicznych.
Niedawno Zabow przez przypadek zostawił jeden z zestawów kropek w zlewce, którą podgrzał. Cukier rozpuścił się i utworzył gumowatą strukturę. Naukowiec postanowił posprzątać bałagan i zmyć cukier wodą. Tym razem okazało się, że magnetyczne kropki zniknęły. Jednak nie zmyła ich woda, ale zostały przeniesione na podłoże, któremu nadały tęczową poświatę. To ta tęcza mnie zaintrygowała, mówi Zabow. Wskazywała ona, że mikrokropki zachowały ułożenie, jakie im nadał.
Naukowiec zaczął się zastanawiać, czy zwykły cukier stołowy może posłużyć do tworzenia układów elektronicznych na niekonwencjonalnych podłożach. Jego badania zaowocowały artykułem w Science.
Bezpośrednie nadrukowywanie elementów elektronicznych na docelowe podłoże jest trudne, więc nadruki są przenoszone za pomocą elastycznych taśm czy plastikowego podłoża. Jednak podłoża takie nie są na tyle elastyczne, by można było swobodnie dostosowywać je do dowolnych kształtów. Ponadto przenoszenie za pomocą tworzyw sztucznych pozostawia resztki plastiku i związków chemicznych, które nie powinny znaleźć się w elektronice stosowanej w biomedycynie. Istnieją płynne techniki, gdy pożądany wzór znajduje się na powierzchni płynu, a podłoże, na którym ma się docelowo znaleźć, jest przez płyn przepychane. Jednak w takim wypadku trudno jest zachować dużą precyzję.
Zabow odkrył, że połączenie skarmelizowanego cukru i syropu klonowego pozwala na osiągnięcie tego, czego chcemy. Cukier rozpuszczony w niewielkiej ilości wody może zostać wylany na przygotowany nadruk. Gdy się utwardzi, całość można podnieść z przytwierdzonym doń wzorem, nałożyć na nowe podłoże i rozpuścić. Najlepsze wyniki daje połączenie cukru i syropu klonowego, gdyż zachowuje wysoką lepkość i pozwala na odtworzenie wzoru na zakrzywionych powierzchniach. Następnie cukier można zmyć, a pozostawiając na docelowym podłożu podzespoły elektroniczne ułożone według pożądanego wzorca.
Podczas swoich eksperymentów Zabow udowodnił, że w ten sposób można np. nakładać nadruki na ostrze pineski czy nadrukować wyraz skrótowiec na ludzkim włosie. Wykazał też, że magnetyczny dysk o średnicy 1 mikrometra można przenieść na włókno trojeści. Odkrywca nazwał nową technikę REFLEX (REflow-drive FLExible Xfer). Pozostaje jeszcze sporo do zrobienia, ale RELEX daje nadzieję na wykorzystanie nowych materiałów i mikrostruktur w elektronice, optyce czy inżynierii biomedycznej.
Przemysł półprzewodnikowy wydał miliardy dolarów na udoskonalenie elektroniki, której dzisiaj używamy. Czyż nie byłoby wspaniale, gdyby inwestycje te udało się wykorzystać w nowych zastosowaniach za pomocą czegoś tak prostego i niedrogiego jak kawałek rafinowanego cukru?, cieszy się Zabow.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Dieta ketogeniczna działa, ale krótkoterminowo. Po ponad tygodniu jej stosowania pojawiają się pierwsze niekorzystne efekty. Do takich wniosków doszli naukowcy z Yale University, którzy prowadzili eksperymenty na myszach. Badania te pokazują, że krótkoterminowe stosowanie diety ketogenicznej może przynieść korzyści i otwierają drogę do badań klinicznych na ludziach.
Dieto ketogeniczna, w ramach której 99% kalorii pochodzi z tłuszczu i białka, a jedynie 1% z węglowodanów, jest coraz bardziej popularna. Kolejni celebryci informują, że dzięki niej stracili na wadze.
Naukowcy z Yale University informują na łamach Nature Metabolism, że zarówno pozytywne jak i negatywne skutki stosowania tej diety są związane z limfocytami T gamma delta (T γδ). Główny autor badań, profesor Vishwa Deep Dixit, wyjaśnia, że dieta ketogeniczna powoduje, że organizm zaczyna spalać tłuszcz. Jako, że zakłada ona spożywanie minimalnych ilości węglowodanów, prowadzi do spadku poziomu cukru we krwi. Organizm reaguje tak, jakby głodował, i zaczyna pobierać energię z tłuszczu a nie z węglowodanów. Źródłem energii dla organizmu stają się pośrednie metabolity tłuszczu, zwane ciałami ketonowymi. Gdy zaś organizm spala ciała ketonowe, rozprzestrzeniają się w nim chroniące tkanki limfocyty T γδ.
Dzięki zwiększonej obecności tych komórek zmniejsza się ryzyko cukrzycy i stanów zapalnych, poprawia się metabolizm organizmu. Po tygodniu u myszy na diecie ketogenicznej zaobserwowano zmniejszenie poziomu cukru i stanu zapalnego. Jednak gdy organizm sądzi, że głoduje, jednocześnie z trawieniem tłuszczu rozpoczyna proces jego gromadzenia.
Jak informuje profesor Dixit, gdy myszy pozostawały na diecie ketogenicznej dłużej niż tydzień, zaczynały spożywać więcej tłuszczu niż spalały, pojawiała się u nich cukrzyca i otyłość. Straciły też chroniące je komórki T γδ, dodaje uczony.
Naukowiec stwierdza, że anegdotyczne twierdzenia o korzyściach z diety ketogenicznej powinny zostać zweryfikowane w badaniach klinicznych. Zanim zalecimy taką dietę, powinniśmy poznać wyniki dużych kontrolowanych badań klinicznych. Trzeba lepiej zrozumieć mechanizmy metaboliczne i immunologiczne oraz ocenić ryzyko dla osób z nadwagą i w stanie przedcukrzycowym, stwierdza.
Jeśli takie badania potwierdziłyby, że krótko stosowana dieta ketogeniczna przynosi korzyści, byłaby to dodatkowa dobra wiadomość. Kto chce być wiecznie na diecie?, retorycznie pyta Dixit.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Jedną z głównych przeszkód stojących na drodze ku upowszechnieniu się samochodów elektrycznych jest długi czas ładowania akumulatorów. Niewykluczone jednak, że już wkrótce możliwe będzie pełne załadowanie akumulatora w ciągu zaledwie 10 minut. Takie pojedyncze ładowanie pozwoli na przejechanie 320–480 kilometrów.
Wykazaliśmy, że możliwe jest załadowanie w 10 minut akumulatora zapewniającego energię na 200–300 mil podróży, mówi profesor Chao-Yang Wang, dyrektor Electrochemical Engine Center na Pennsylvania State University. Żywotność takiego akumulatora wynosi 2500 cykli ładowania-rozładowania, co pozwala na przejechanie około pół miliona mil.
Już obecnie można szybko ładować akumulatory litowo-jonowe, jednak znacząco skraca to ich żywotność, gdyż na anodzie osadza się metaliczny lit. Nie dość, że prowadzi on do spadku pojemności akumulatora, może też spowodować jego awarię. Im akumulator jest starszy, tym łatwiej dochodzi do tego niekorzystnego procesu. Wiadomo też, że jeśli akumulator zostanie podgrzany podczas ładowania, to nie dochodzi do osadzania się litu. Jednak samo podgrzewanie również skracażywotność urządzenia.
Wang i jego zespół przeprowadzili eksperymenty, podczas których zauważyli, że jeśli akumulator zostanie podgrzany do temperatury do 60 stopni Celsjusza na nie dłużej niż 10 minut, a następnie szybko schłodzi się do temperatury pokojowej, to można go szybko naładować, zapobiec osadzaniu się litu i nie wpływa to negatywnie na jego żywotność.
Obecnie uważa się, że podgrzanie akumulatora do 60 stopni Celsjusza nie powinno mieć miejsca, gdyż znacząco skraca to jego żywotność, mówi Wang. Uczony wraz z zespołem przeprowadzili serię eksperymentów, podczas których do elektrod komercyjnie dostępnych akumulatorów dodano folię aluminiową o grubości liczonej w mikronach. Pozwoliła ona na podgrzanie elektrod w ciągu zaledwie 30 sekund. Następnie uczeni testowali zmodyfikowane akumulatory, ładując je po podgrzaniu do 40, 49 i 60 stopni C. Ich wydajność porównano z akumulatorem testowym, pracującym w temperaturze 20 stopni.
Okazało się, że przy temperaturze 20 stopni Celsjusza już po 60 cyklach ładowania-rozładowania pojawiły się problemy, które znacząco zmniejszyły wydajność. Tymczasem gdy elektrody podgrzano do 60 stopni Celsjusza akumulatory bez większych problemów wytrzymały 2500 cykli ładowania-rozładowania.
Ważne było też szybkie schłodzenie akumulatora. Wang twierdzi, że można do tego wykorzystać system chłodzący pojazdu, tym bardziej, że olbrzymią różnicę robi już schłodzenie z 60 do niecałych 24 stopni Celsjusza.
Uczeni chcą kontynuować swoje badania i mają nadzieję, że opracują technologię pozwalającą na pełne załadowanie akumulatora w ciągu zaledwie 5 minut.
Szczegóły badań opublikowano w piśmie Joule.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Bogata w białko, błonnik i przeciwutleniacze wolfia Wolffia globosa jest dobrze zapowiadającym się superpokarmem. Na dodatek ostatnio izraelscy naukowcy zauważyli, że po spożyciu węglowodanów zapewnia ona skuteczną kontrolę glikemiczną.
Zespół Hili Zelichy, doktorantki z Uniwersytetu Ben Guriona, badał aspekt glikemiczny działania W. globosa. Wyniki analiz ukazały się w piśmie Diabetes Care.
Izraelczycy odwołali się do badania klinicznego typu crossover study, gdzie każdy pacjent przechodzi w losowej kolejności poszczególne warianty terapii. Zebrano grupę 20 osób z otyłością brzuszną. Średnia wieku wynosiła 51,4 r., a poziomu glukozy na czczo 110,9 mg/dl. Część ochotników miała najpierw zastąpić kolację koktajlem zawierającym wolfię, a część zawierającym tyle samo białka, węglowodanów i kalorii napojem jogurtowym.
Przez 2 tygodnie zmiany poposiłkowego poziomu glukozy badano za pomocą systemu monitorowania glikemii typu Flash (Flash Glucose Monitoring System). By dowiedzieć się, jaki jest poziom cukru, pacjent musi zbliżyć czytnik do sensora umieszczonego na ramieniu.
Stwierdzono, że u osób, które piły koktajl z wolfią, występował niższy i późniejszy poposiłkowy pik glukozy, a powrót do wartości wyjściowej następował szybciej. Następnego ranka ochotnicy ci mieli niższy poziom glukozy na czczo. Długość snu wszystkich osób była zbliżona. Członkowie grupy z wolfią czuli się po koktajlu nieco bardziej syci.
W. globosa jest od dawna spożywana w południowo-wschodniej Azji. W Tajlandii nazywa się ją "wodnymi jajami" (khai-nam). Okazuje się, że całkiem słusznie, gdyż profil aminokwasowy wolfii, w przypadku której białko stanowi ponad 45% suchej masy, do złudzenia przypomina profil jajka. Warto dodać, że roślina ta jest bogata w polifenole, głównie w kwasy fenolowe i flawonoidy (w tym katechiny), a także w błonnik, minerały (np. żelazo i cynk), witaminę A oraz witaminy z grupy B, w tym, co rzadkie u roślin, witaminę B12.
Wcześniejsze badania , które przeprowadził Alon Kaplan, pokazały, że wchłanianie niezbędnych aminokwasów z wolfii przypomina absorpcję z miękkiego sera i roślinnego odpowiednika zawartości białka (grochu). Uzyskane wyniki demonstrują, że wolfia jest dobrym źródłem białka.
Anat Yaskolka Meir wykazała z kolei (wyniki jej badań ukazały się wcześniej w tym roku w Journal of Nutrition), że mimo niewielkich ilości mięsa, dieta śródziemnomorska suplementowana W. globosa podnosi poziom żelaza i kwasu foliowego. Meir wykazała także, że u szczurów żelazo z wolfii skutecznie likwiduje anemię z niedoboru żelaza; uzyskiwano podobne rezultaty, jak w przypadku standardowej terapii.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Naukowcy z Danii i USA odkryli, że efekty ćwiczeń są różne, w zależności od tego, czy wykonuje się je rano, czy wieczorem. Na przykładzie myszy wykazali, że ćwiczenia na początku ciemnego okresu aktywności (to odpowiednik naszego poranka) skutkują większą odpowiedzią metaboliczną mięśni szkieletowych, zaś te wykonywane na początku jasnej fazy spoczynku (naszego wieczora) zwiększają wydatkowanie energii przez dłuższy czas.
Wydaje się, że istnieją dość istotne różnice w zakresie efektów ćwiczeń wykonywanych rano i wieczorem. Prawdopodobnie są one kontrolowane przez zegar biologiczny. Ćwiczenia poranne aktywują programy genowe w komórkach mięśniowych, sprawiając, że mogą one efektywniej metabolizować cukier i tłuszcz. Z kolei ćwiczenia wieczorne zwiększają wydatkowanie energii przez cały organizm w dłuższym okresie - wyjaśnia prof. Jonas Thue Treebak z Novo Nordisk Foundation Center for Basic Metabolic Research.
Naukowcy z Uniwersytetu w Kopenhadze i z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Irvine mierzyli wpływ ćwiczeń na komórki mięśniowe, w tym odpowiedź transkrypcyjną i dot. metabolitów. Okazało się, że o wiele silniej oddziałują na nie ćwiczenia poranne i że zjawisko to jest kontrolowane przez centralny mechanizm obejmujący białko HIF1α, które jest ważnym regulatorem glikolizy podczas hipoksji (niedotlenienia).
Ponieważ poranne ćwiczenia wydają się zwiększać zdolność miocytów do metabolizowania cukrów i tłuszczu, akademicy interesują się nim ze względu na pacjentów z dużą nadwagą i cukrzycą typu 2.
Skoro jednak ćwiczenia wieczorne zwiększają wydatkowanie energii w godzinach następujących po aktywności fizycznej, wg Jonasa Thue Treebaka, trudno tak po prostu stwierdzić, że ćwiczenie rano jest bezsprzecznie lepsze od ćwiczeń wieczornych.
Na tej podstawie nie możemy z pełnym przekonaniem powiedzieć, co jest najlepsze: ćwiczenia rano czy wieczorem. Na tym etapie badań da się jedynie stwierdzić, że skutki tych ćwiczeń są różne. Musimy, oczywiście, przeprowadzić kolejne eksperymenty, które wskażą potencjalne mechanizmy leżące u podłoża zaobserwowanych korzystnych skutków. Chętnie rozszerzymy badania na ludzi, tak by ocenić, czy czasowane ćwiczenia mogą być wykorzystywane w terapii chorób metabolicznych.
« powrót do artykułu
-
-
Ostatnio przeglądający 0 użytkowników
Brak zarejestrowanych użytkowników przeglądających tę stronę.