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

Ciśnienie jak w jądrze Urana. Pokonali barierę 1 terapaskala podczas syntezy i badania materiału

Recommended Posts

Po raz pierwszy udało się zsyntetyzować i jednocześnie przeanalizować materiał poddany ciśnieniu przekraczającemu terapaskal (1000 gigapaskali). Tak gigantyczne ciśnienie, trzykrotnie większe niż ciśnienie w jądrze Ziemi, możemy spotkać np. w jądrze Urana. Naukowcy z Uniwersytetu w Bayreuth we współpracy z badaczami z Niemiec, Szwecji, Francji i USA opisali na łamach Nature metody uzyskania i analizy materiału poddanego tak wysokiemu ciśnieniu.

Analizy teoretyczne przewidują pojawianie się niezwykłych struktur i właściwości w materiałach poddanych bardzo wysokiemu ciśnieniu. Jednak dotychczas przewidywania te udawało się eksperymentalnie zweryfikować przy ciśnieniu nie przekraczającym 200 megapaskali. Niemożność przekroczenia granicy 200 GPa wynikała z jednej strony z dużej złożoności technicznej procesu uzyskiwania wysokich ciśnień, z drugiej zaś – z braku metod jednoczesnej analizy materiału poddanego tak wysokiemu ciśnieniu.

Opracowana przez nas metoda pozwala – po raz pierwszy – na syntetyzowanie nowego materiału przy ciśnieniu przekraczającym terapaskal i analizowaniu go in situ, to znaczy w czasie trwania eksperymentu. W ten sposób widzimy nieznane dotychczas stany, właściwości i struktury krystaliczne, które mogą znacząco poszerzyć nasze rozumienie materii jako takiej. Możemy uzyskać w ten sposób wiedzę przydatną w eksploracji planet typu ziemskiego oraz przy syntezie materiałów, które wykorzystamy w technologiach przyszłości, mówi profesor doktor Leonid Durovinsky z Uniwersytetu w Bayreuth.

Naukowcy uzyskali mieszankę renu z azotem i zsyntetyzowali azotek renu (Re7N3). Związki te uzyskali w dwustopniowej komorze diamentowej podgrzewanej za pomocą laserów. Do pełnego scharakteryzowania materiałów wykorzystano metodę rozpraszania rentgenowskiego. Dwa i pół roku temu byliśmy bardzo zaskoczeni, gdy udało się nam uzyskać supertwardy metaliczny przewodnik z renu i azotu, który mógł wytrzymać niezwykle wysokie ciśnienie. jeśli w przyszłości będziemy mogli wykorzystać krystalografię wysokociśnieniową w zakresach terapaskali, możemy dokonać kolejnych zadziwiających odkryć. Otworzyliśmy szeroko drzwi do kreatywnych badań nad materiałami, które pozwolą na stworzenie i zwizualizowanie niezwykłych struktur pod ekstremalnym ciśnieniem, dodaje profesor doktor Natalia Dubrovinskaia z Uniwersytetu w Bayreuth.


« powrót do artykułu
  • Like (+1) 1

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
      Po ponad 20 latach pracy naukowcy odszyfrowali pełną strukturę kluczowej molekuły sygnałowej. Otwiera to drogę do opracowania nowych i lepszych leków na niektóre rodzaje nowotworów. Nad poznaniem pełnej struktury kinaz janusowych pracuje wiele zespołów na całym świecie. Udało się to grupie Christophera Garcii z Howard Hughes Medical Institute.
      Garcia i jego koledzy pracowali nad tym zadaniem od ponad 2 dekad. Pod koniec ubiegłego roku spod ich mikroskopów elektronowych zaczęły wyłaniać się wyraźne obrazy poszczególnych elementów kinazy. A 8 grudnia doktor Naotaka Tsutsumi i magister Caleb Glassman wysłali mu e-mail z załączonym zdjęciem, na którym było wyraźnie widać molekułę przyłączoną do receptora. Garcia, który brał właśnie udział w spotkaniu, od razu pobiegł do laboratorium. Chciałem, byśmy szybko dokończyli prace, mówi.
      Trójka naukowców pracowała od tej pory bez wytchnienia. To był prawdziwy wyścig pomiędzy wieloma świetnymi ośrodkami akademickimi na całym świecie. A my pędziliśmy do mety, stwierdził. W końcu 26 grudnia uczeni wysłali szczegółowy opis swojej pracy do redakcji Science. Wczoraj ukazał się artykuł i świat mógł zapoznać się z tak długo poszukiwaną dokładną strukturą molekuły.
      Zespół Garcii nie tylko określił dokładną strukturę kinazy janusowej, ale również opisał mechanizm jej działania. To jedna z kluczowych kwestii biologii, mówi John O'shea immunolog z National Institutes of Health, który jest współautorem jednego z pierwszych leków blokujących kinazy janusowe.
      Kinazy janusowe to jedne z podstawowych molekuł sygnałowych. Zbierają one sygnały spoza komórki i przekazują je do komórki. Naukowcy od wielu lat wiedzą, że nieprawidłowo działające kinazy janusowe są przyczyną różnych chorób. A niektóre mutacje prowadzące do nieprawidłowego działania tych kinaz znacząco upośledzają zdolność organizmu do zwalczania infekcji. Nieprawidłowo działające kinazy janusowe przyczyniają się do rozwoju nowotworów krwi, jak białaczka, oraz chorób autoimmunologicznych.
      Dotychczas znaliśmy częściową strukturę tych kinaz, co pozwoliło na opracowanie inhibitorów kinaz, pomagających w leczeniu nowotworów czy artretyzmu. Jednak leki te powstały bez znajomości pełnej struktury kinaz i ich działania. Dlatego też większość współcześnie stosowanych leków nakierowanych na kinazy janusowe to broń obosieczna. Pomagają w leczeniu wielu chorób, od egzemy po COVID-19, ale mogą mieć też wiele skutków ubocznych.
      Garcia po raz pierwszy próbował szczegółowo zobrazować kinazy janusowe w 1995 roku. Jednak to naprawdę trudne zadanie. Kinazy bardzo trudno jest uzyskać w warunkach laboratoryjnych. Jakby tego było mało, nie tworzą one łatwo kryształów, a kryształy są potrzebne, by za pomocą krystalografii rentgenowskiej określić strukturę badanej molekuły.
      Przez lata uczeni mogli więc obserwować małe fragmenty kinaz, które nie składały się w całość. Przełom nastąpił przed kilku laty, wraz z udoskonaleniem kriomikroskopii elektronowej. Drugim istotnym elementem odniesionego sukcesu była decyzja Garcii i skupieniu się na badaniu mysiej kinazy janusowej, w miejsce mniej stabilnej kinazy ludzkiej. Dodatkowo naukowcy wprowadzili do mysiej kinazy mutację powodującą nowotwór, co dodatkowo ustabilizowało molekułę.
      Dzięki temu uczeni byli w końcu w stanie dokładnie opisać strukturę kinazy JAK1 oraz mechanizm jej działań. Garcia ma nadzieję, że dzięki temu uda się w niedalekiej przyszłości opracować leki, które będą brały na cel wyłącznie nieprawidłowo działające kinazy janusowe, co zmniejszy liczbę skutków ubocznych, gdyż kinazy prawidłowo działające będą mogły niezakłócenie pracować.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Na Politechnice Opolskiej powstała technologia diagnostyki opon samochodowych za pomocą badania pola magnetycznego. W przyszłości tego typu urządzenia, po wbudowaniu w samochód, będą informowały kierowcę o stanie zużycia opon i przypomną o konieczności ich wymiany.
      Ta metoda pozwala na wcześniejsze wskazanie, że pozostała bardzo mała ilość warstwy mieszanki gumowej bieżnika. Pod bieżnikiem opony samochodowej znajduje się struktura zwana opasaniem. Składa się ona z drutów stalowych, które podczas jazdy ulegają odkształceniu i w wyniku efektu Villariego zmienia się ich pole magnetyczne. Za pomocą czujnika magnetycznego obserwujemy zmiany tego pola podczas eksploatacji. Na tej podstawie wnioskujemy czy bieżnik jest zużyty, czy też nie. Możemy także sprawdzić, czy opona była uszkodzona, naprawiana, czy też coś się do niej wbiło. Jesteśmy także w stanie oszacować czas eksploatacji opon oraz opisać, jak zmiany ciśnienia w oponach wpływają na ich pole magnetyczne, wyjaśnia profesor Sebastian Brol z Katedry Pojazdów Wydziału Mechanicznego Politechniki Opolskiej. To właśnie on z grupą współpracowników jest autorem nowatorskiej technologii.
      Eksperymentalne stanowisko do badania opon składa się z wału, na którym umieszcza się koło oraz trzech mikrokontrolerów, które sterują napędem, dokonują pomiarów i odpowiadają za wymianę danych. Naukowcy od początku projektują swój system tak, by można było go zastosować nie tylko w punktach diagnostycznych. Zależy nam na tym, by była to metoda diagnostyczna, którą będzie można stosować bezpośrednio w samych pojazdach. Dzięki temu nie trzeba będzie ściągać koła do pomiaru, urządzenie zamontowane w aucie bez zaangażowania kierowcy będzie dokonywało pomiaru i sygnalizowało konieczność wymiany opony, dodaje profesor Brol.
      Technologia ma służyć nie tylko kierowcom. Jej twórcy nie wykluczają, że po zakończeniu przez nich badań porównawczych – w czasie których wykorzystują opony o bardzo różnym stopniu zużycia bieżnika – mogli ją będą używać biegli sądowi.
      Świadomość wśród kierowców jest duża w zakresie potrzeby wymiany opon. Chciałbym podkreślić, że oprócz tego, jak długo opony były eksploatowane, ważny jest także obciążenie, czyli ładunek, jaki dane auto przewozi, mówi Brol.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Polsko-słoweński zespół rozpocznie niebawem projekt ODOTHEKA, polegający na eksplorowaniu i archiwizowaniu zapachów związanych z dziedzictwem narodowym. Jak podkreślają specjaliści, w porównaniu do innych zmysłów, obecnie powonienie odgrywa niewielką rolę w komunikacji dot. historii i dziedzictwa narodowego. Dzieje się tak, mimo że węch odgrywa fundamentalną rolę w postrzeganiu i radzeniu sobie ze środowiskiem. Węchowe wystawy są w muzeach nadal rzadkie, po części dlatego, że dotąd nie opracowano systemu charakteryzowania, odtwarzania i utrwalania zapachów obiektów historycznych. Dzięki ODOTHECE może się to zmienić.
      Cele projektu
      Naukowcy zamierzają zrealizować kilka celów. Planują 1) scharakteryzować i odtworzyć zapach wybranych obiektów historycznych ze zbiorów Muzeum Narodowego w Krakowie i Muzeum Narodowego Słowenii; 2) określić historyczne znaczenie i skatalogować wonie (po to, by stworzyć archiwum); 3) ustalić, w jaki sposób zapachy można bezpiecznie i skutecznie eksponować, a także zbadać wartość dodaną związaną z obecnością zapachu (w kontekście np. interpretacji dzieła).
      Jak wyjaśniono na słoweńskiej stronie projektu, do najlepiej zbadanych i zrozumianych zapachów należy działająca na wyobraźnię woń starych książek. W przypadku wielu obiektów mamy do czynienia z zapachem związanym z konkretną "biografią": historią wykorzystania czy konserwacji. Z obiektami muzealnymi często związane są zapachy, które odzwierciedlają ich historyczne użytkowanie - być może zabiegi konserwatorskie - albo mogą one po prostu odzwierciedlać ich degradację. Ten projekt pozwoli nam zbadać wyjątkowe obiekty, takie jak przedmioty należące do Franca Prešerena, słoweńskiego poety narodowego, i opowiedzieć ich historię z zupełnie nowego punktu widzenia – mówi kurator z Muzeum Narodowego Słowenii, mgr Darko Knez.
      Biblioteka Zapachów Obiektów Zapachowych
      W sumie do badań wybrano 10 obiektów (5 z Muzeum Narodowego w Krakowie i 5 z Muzeum Narodowego Słowenii), m.in. "Damę z gronostajem" czy tabakierę Prešerena. Emma Paolin, doktorantka z Uniwersytetu Lublany, wspomina też o egipskiej mumii z Narodni muzej Slovenije.
      W ramach badań przeprowadzone zostaną analizy chemiczne, które pozwolą scharakteryzować składowe zapachu oraz zidentyfikować tworzące woń lotne związki organiczne (ang. volatile organic compounds, VOCs). Eksperci przeprowadzą chromatografię gazową-spektrometrię mas (GC-MS). Ponieważ dla opisania, zbadania i odtworzenia autentycznego historycznego zapachu zasadnicze znaczenie ma odbiór przez ludzki nos, panel sędziów oceni intensywność zapachu oraz jego ton hedoniczny (wykorzystane zostanie koło zapachów historycznych). Uzupełnieniem hasła w archiwum czy prezentacji obiektu na wystawie ma być opis historyczny, uwzględniający m.in. znaczenie woni dla ogólnej interpretacji obiektu w kontekście historycznym.
      Instytucje często postrzegają zapachy emitowane z obiektów jako informację zbędną, a może nawet jako niepożądane zanieczyszczenie. Jednakże odtąd zwiedzający będą mogli zgłębiać zapach obiektów zabytkowych w zupełnie nowy i mało zbadany sposób. Ten projekt jest naprawdę przełomowy – dodaje główna konserwatorka Muzeum Narodowego w Krakowie, mgr Elżbieta Zygier.
      Przełomowy projekt potrwa 3 lata
      Projekt ODOTHEKA rozpocznie się 1 grudnia i potrwa ok. 3 lat. Jest finansowany w ramach programu WEAVE/NCN – OPUS 20 + LAP przez polskie Narodowe Centrum Nauki i Słoweńską Agencję Badawczą. Wezmą w nim udział naukowcy z Uniwersytetu Ekonomicznego w Krakowie (Tomasz Sawoszczuk), Laboratorium Dziedzictwa Narodowego na Uniwersytecie w Lublanie (Matija Strlič, Emma Paolin, Irena Kralj Cigić), Muzeum Narodowego w Krakowie (Elżbieta Zygier) oraz Słoweńskiego Muzeum Narodowego (Darko Knez, Eva Menart, Jernej Kotar).
      W skład panelu doradczego projektu wchodzą Inger Leemans (Wolny Uniwersytet w Amsterdamie i Królewska Holenderska Akademia Sztuk i Nauk), William Tullett (Anglia Ruskin University) i Cecilia Bembibre (Instytut Zrównoważonego Dziedzictwa Uniwersyteckiego College'u Londyńskiego).

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Przed ponad 3000 lat w północnej części Luizjany, w miejscu znanym jako Poverty Point, mieszkały społeczności łowiecko-zbierackie. Naukowcy sądzili dotychczas, że były to proste społeczności, ale archeolog Tristram R. Kidder z University of Washington w Saint Luis przekonuje, że to fałszywy obraz. Wiele bowiem wskazuje na to, że byli wśród nich zręczni inżynierowie oraz osoby zdolne do zorganizowania prac na masową skalę.
      W Poverty Point znajduje się masywny kopiec o wysokości 22 metrów, kilka mniejszych kopców oraz sześć koncentrycznych półkolistych struktur. Wszystko to jest dziełem łowców-zbieraczy, którzy około 3400 lat temu przemieścili ponad 1,5 miliona metrów sześciennych ziemi, by wznieść te struktury. Kidder uważa, że zbudowali w ten sposób ważne miejsce pielgrzymkowe. Zostało ono nagle opuszczone pomiędzy 3200 a 3000 lat temu, a wydarzenie to zbiega się w czasie z powodziami w dolinie Mississippi i zmianami klimatu.
      Na brzegach konstrukcji znaleziono liczne artefakty, co wskazuje, że ludzie tam mieszkali. Jednak najbardziej zaskakujące jest tempo wzniesienia kopca i koncentryczny półokręgów oraz ich niezwykła odporność na warunki atmosferyczne.
      Kidder i jego zespół prowadzili prace na stanowisku Ridge West 3, tym samym, które z 1991 roku badał znany archeolog Jon Gibson. Teraz, dzięki wykorzystaniu nowoczesnych technik badawczych, w tym datowania radiowęglowego, analiz mikroskopowych i pomiarów magnetycznych, naukowcy dowiedli, że struktury powstały bardzo szybko. Nie zauważono bowiem żadnych śladów wietrzenia pomiędzy poszczególnymi warstwami, a takie ślady by były, gdyby zrobiono chociażby krótką przerwę w budowie. To zaś oznacza, że w krótkim czasie zorganizowano dużą grupę ludzi, którzy pod kierownictwem i zgodnie z planem byli w stanie wznieść masywne struktury. Taki sposób organizacji przeczy postrzeganiu prostych społeczności łowiecko-zbierackich.
      Tym, co jeszcze bardziej imponuje, jest odporność całej struktury na warunki zewnętrzne. Jest ona praktycznie nienaruszona. Tymczasem Poverty Point znajduje się zaledwie ok. 320 km od Zatoki Meksykańskiej. Z powodu jej bliskości w miejscu tym mamy do czynienia z intensywnymi opadami, co czyni wszelkie konstrukcje ziemne niezwykle podatnymi na erozję. Gdy uczeni zbadali materiał wykorzystany do budowy kopca i półokręgów, okazało się, że składa się on ze starannie dobranych proporcji gliny, mułu i piasku. Rzymianie mieli swój słynny beton, a Chińczycy budowali trwałe konstrukcje z ubijanej ziemi. Tutejsza ludność opracowała przepis na takie mieszanie różnych materiałów, by uzyskać z tego bardzo trwały materiał. Był on odporny na erozję, mimo że go nie ubijano. To coś, na co współcześni inżynierowie wciąż nie wpadli, stwierdza Kidder.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Rozpoczęły się sejmiki bocianie, a ornitolodzy postanowili sprawdzić, jak wygląda jesienna struktura stad, gdzie żerują i kiedy podejmują decyzje o odlocie. Badań podjęli się ornitolodzy-amatorzy z Grupy Badawczej Silesiana we współpracy z zawodowcami z Instytutu Ochrony Przyrody PAN w Krakowie, Uniwersytetu Szczecińskiego i Uniwersytetu Przyrodniczego w Poznaniu.
      Joachim Siekiera z Grupy Silesiana, pierwszy autor pracy opublikowanej na łamach Bird Study, mówi, że do badań wykorzystano samolot Cirrus. Badacze szukali bocianów i informowali o nich współpracowników na ziemi. Ci podjeżdżali do stad i obserwowali je przez lunety. Liczyli żerujące ptaki i starali się zidentyfikować zaobrączkowane osobniki. Właśnie na odczytach zaobrączkowanych ptaków nam zależało. To bowiem pewna informacja o wieku i pochodzeniu ptaka, informuje profesor Łukasz Jankowiak z Uniwersytetu Szczecińskiego.
      Z kolei profesor Piotr Tryjanowski z Uniwersytetu Przyrodniczego w Poznaniu dodaje, że jesienna wędrówka  to  nie  lada  wyzwanie,  zwłaszcza  dla  młodych,  tegorocznych młodych, „przedyskutowanie” problemu ze starszymi osobnikami, naśladownictwo ich zachowań to spore zwiększenie szans na przeżycie trudów długiej wyprawy do Afryki.
      W sumie naukowcom udało się zaobserwować prawie 5700 bocianów, tworzących stada liczące od 2 do 200 osobników. Ptaki przebywały głównie na polach ornych, nieco rzadziej na łąkach. Rzadko spotykano je we wsiach i na drzewach.
      Aż 56% ptaków stanowiły dorosłe osobniki. Udało się odczytać 533 obrączki, dzięki czemu uczeni dowiedzieli się, że średnia odległość, jaką przebyły ptaki na sejmiki na Opolszczyźnie wynosi 277 kilometrów. Przylatywały tam głównie ptaki ze Śląska i Niemiec, chociaż zdarzały się też ptaki ze Szwecji. W kraju tym bociany wymarły w 1955 roku. W ostatnim ćwierćwieczu rozpoczęto program reintrodukcji gatunku, w którym wykorzystano m.in. bociany z Polski.
      Z badań jasno wynika, że istnieje potrzeba zapewnienia odpowiednich siedlisk dla wędrujących ptaków. To dzięki odpowiednim żerowiskom utrzymują się nie tylko lokalne populacje, ale również ptaki tylko przelatujące przez Polskę. Ptaki muszą mieć miejsce, by się zebrać, żerować i odpoczywać. Później już wspólnie migrują szlakiem wschodnim, omijając Tatry i wyższe partie Karpat, lecą przez Bałkany i Izrael do środkowej Afryki.

      « powrót do artykułu
  • Recently Browsing   0 members

    No registered users viewing this page.

×
×
  • Create New...