Zaloguj się, aby obserwować tę zawartość
Obserwujący
0
Plastikoza – nowa choroba ptaków
dodany przez
KopalniaWiedzy.pl, w Nauki przyrodnicze
-
Podobna zawartość
-
przez KopalniaWiedzy.pl
Guoliang Liu z Wydziału Chemii Virginia Polytechnic Institute and State University (Virginia Tech), opracował metodę przetwarzania plastików – od „kartonowych” pojemników na napoje, poprzez pojemniki na żywność i foliowe torebki – na mydło. Jego tajemnica polega na podgrzewaniu długichł łańcuchów polimerowych i ich gwałtownym chłodzeniu. Mamy tutaj więc do czynienia z tzw. upcyclingiem, czyli uzyskiwaniem z przetwarzanego przedmiotu produktu o wysokiej wartości. W tym przypadku są do surfaktanty, które może zamienić w mydło czy detergent. Bardzo często recykling wiąże się z downcyklingiem, gdy poddany mu przedmiot można zamienić na produkt o niższej wartości.
Zamiana plastiku na mydło może być zaskakująca, ale oba te produkty mają wiele wspólnego na poziomie molekularnym. Struktura chemiczna polietylenu, jednego z najpowszechniej używanych tworzyw sztucznych, ma niezwykle podoba do struktury kwasów tłuszczowych używanych do produkcji mydła. Oba te materiały mają długie łańcuchy węglowe, jednak kwasy tłuszczowe mają na końcu łańcucha dodatkową grupę atomów.
Guoliang Liu od dłuższego czasu uważał, że dzięki temu podobieństwu powinno się udać zamienić polietylen w kwas tłuszczowy do produkcji mydła. Pytanie brzmiało, jak podzielić długie łańcuchy polimerowe na krótsze, ale nie za krótkie, i zrobić to efektywnie. Jeśli by się to udało, można by z plastikowych odpadów o niskiej wartości uzyskać produkt o wysokiej wartości.
Inspiracją dla naukowca stało się dymu z palącego się w kominku drewna.
Drewno kominkowe składa się głównie z polimerów, jak celuloza. Jego spalanie rozrywa polimery na mniejsze łańcuchy, następnie na małe gazowe molekuły, które w końcu utleniają się do tlenku węgla. Jeśli podobnie przerwiemy molekuły polietylenu, ale przerwiemy proces zanim staną się one molekułami gazowymi, powinniśmy otrzymać krótkie łańcuchy podobne do molekuł polimerów, stwierdził. W swoim laboratorium wykorzystał termolizę z gradientem temperatury. Na dole urządzenia do termolizy panuje wystarczająco wysoka temperatura, by poprzerywać łańcuchy polimerowe, a na górze jest ono na tyle schłodzone, że proces przerywania łańcuchów nie zachodzi. Po termolizie naukowcy zebrali sadzę z góry pieca i okazało się, że zawiera ona woski. Potrzebnych było jeszcze kilka etapów obróbki chemicznej, w tym zmydlanie, by otrzymać pierwsze w historii mydło z plastiku.
Cała procedura została przeanalizowana przez ekspertów od modelowania komputerowego, analiz ekonomicznych i innych dziedzin. Efektem prac jest artykuł opublikowany w Science. Nasze badania pokazują nowy sposób upcyclingu plastiku bez konieczności stosowania nowych katalizatorów czy złożonych procedur. To powinno zachęcić innych do opracowania kolejnych metod zamiany plastikowych odpadów na cenne produkty, mówi główny autor artykułu, Zhen Xu.
Co więcej, analizy wykazały, że tę samą metodę można wykorzystać podczas pracy z polipropylenem. Wraz z polietylenem stanowi od większość plastiku, z jakim mamy do czynienia w codziennym życiu. Dodatkową zaletą jest fakt, że metodę Liu można wykorzystać bez potrzeby oddzielania polietylenu od polipropylenu. Można je jednocześnie przetwarzać.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Na Uniwersytecie w Białymstoku rozpoczęły się testy specjalnej folii mającej chronić ptaki przed kolizjami ze szklanymi powierzchniami. W ramach badań, współorganizowanych przez UwB, Fundację Szklane Pułapki, austriacką organizację BirdShades i dewelopera Unidevelopment SA, niewidoczną dla człowieka folią pokryto 300 m2 szklanych ścian budynków na uniwersyteckim kampusie. Folia, niewidoczna dla ludzkiego oka, zawiera regularnie powtarzający się wzór, który widać w ultrafiolecie. A ptasie oczy odbierają ten zakres fal.
Wielkie powierzchnie szklane coraz częściej pojawiają się na budynkach. Są one jednak śmiertelnym zagrożeniem dla ptaków, które często giną po zderzeniu z nimi. Choć zdarza się, że świeżo umyta szyba w oknie czy drzwiach jest tak przejrzysta, że jej nie widzimy, ludzki mózg, dzięki różnym wskazówkom w postaci klamek czy cieni, jest w stanie ją „zobaczyć”. Podobnie rozróżniamy ścianę lasu od jego odbicia w lustrzanej elewacji budynku. Ptaki trochę inaczej widzą świat i prawdopodobnie również odmiennie pojmują jego elementy. Swoje lustrzane odbicie traktują jako rywala, odbicie skupiska krzewów - jako ciągłość środowiska, a zacienione elementy szyb jako szczeliny, w których - ku swojej zgubie - próbują się schować przed drapieżnikiem. Ów efekt lustra, czy sama przezroczystość przeszklonych powierzchni, jest ogromnym zagrożeniem i szacuje się, że w samych Stanach Zjednoczonych Ameryki na skutek kolizji z takimi powierzchniami ginie nawet do miliarda ptaków rocznie, mówi doktor Krzysztof Deoniziak z Wydziału Biologii UwB.
Studenci z Koła Naukowego Biologów UwB oraz pracownicy Wydziału Biologii od ponad 2 lat prowadzą monitoring śmiertelności ptaków na skutek kolizji ze szklanymi powierzchniami. Dzięki temu dysponowali danymi, które pozwoliły na wytypowanie powierzchni najlepiej nadających się do przeprowadzenia testów. Jedną z nich jest szklana ściana budynku Wydziału Matematyki znajdująca się w bliskim sąsiedztwie zieleni otaczającej kampus, mówi Anna Winiewicz z Koła Naukowego Biologów. Latem pod tą ścianą ginie kilka ptaków tygodniowo.
Gdy przed kilkunastoma laty projektowano kampus uniwersytecki, nikt nie brał pod uwagę zagrożenia, jakie dla ptaków będą stanowiły szklane powierzchnie. Dziś wiemy, że niektóre ściany budynków warto zabezpieczyć, aby harmonia z naturą, która jest wpisana w założenia kampusu, była pełniejsza. Musimy jednak robić to w taki sposób, by jednocześnie nie ingerować w zamysł artystyczny projektantów, by nie zmieniły się walory wizualne obiektów, mówi rektor UwB, profesor Robert Ciborowski.
Idealnym rozwiązaniem może być folia stworzona przez organizację BirdShades. W przeciwieństwie do innych tego typu rozwiązań jest ona całkowicie niewidoczna dla ludzkiego oka, widzą ją za to ptaki. Dotychczasowe testy folii, w tunelu aerodynamicznym i na dolnośląskich wiatach przystankowych, wypadły bardzo pozytywnie. Zaczęto więc poszukiwania dużych powierzchni, gdzie można będzie ją testować. Aby to zrobić, trzeba było nie tylko znaleźć właściciela takich powierzchni, ale musiała być to instytucja zdolna do prowadzenia profesjonalnego monitoringu śmiertelności ptaków i porównania danych z latami poprzednimi. Uniwersytet w Białymstoku idealnie spełnia te warunki. Z inicjatywą przeprowadzenia tam testów wyszła Fundacja Szklane Pułapki. BirdShades nieodpłatnie przekazała folię, a firma Unidevelopment SA przekazała 20 000 zł. na koszty pokrycia nią uniwersyteckich budynków.
Pierwsze wyniki badań skuteczności folii poznamy już za kilka miesięcy.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Plastikowe słomki są niebezpieczne dla ekosystemów morskich, mogą łatwo ranić zwierzęta, nie są biodegradowalne, są rzadko zbierane i poddawane recyklingowi. Jednak ich alternatywy również sprawiają wiele problemów. Papierowe słomki w kontakcie z płynem łatwo rozmiękają, więc są pokrywane plastikiem. To nie do końca chroni przed rozmiękaniem gdyż plastik nie łączy się dobrze z papierem, powierzchnia takich słomek wzmaga musowanie napojów gazowanych, używany w nich plastik również nie jest biodegradowalny, a jako że słomki są wykonane z połączenia dwóch materiałów, są bardzo trudne w recyklingu.
Naukowcy z Koreańskiego Instytutu Badawczego Technologii Chemicznych (KRICT) wykorzystali dobrze znany w pełni biodegradowalny poli(bursztynian butylenu) – PBS – do którego dodali nieco nanokryształów celulozy. Powstał materiał do pokrywania papierowych słomek. Jako że zawiera on nanokryształy celulozy, które są głównym składnikiem papieru, powstał w pełni biodegradowalny plastik, który ściśle przylega do papierowych rurek. Pokryte nim rurki nie rozmiękają, ani nie wzmagają musowania. Eksperymenty wykazały, że takie słomki dobrze sprawują się w napojach zimnych i gorących, sprawdzają się zarówno w wodzie, herbacie, napojach gazowanych, mleku i innych płynach.
Koreańczycy badali też stopień rozmiękania ich produktu w porównaniu ze standardowymi rurkami papierowymi. Gdy standardową papierową rurkę zanurzyli na 1 minutę w wodzie o temperaturze 5 stopni Celsjusza, a następnie obciążyli ją masą 25 gramów, doszło do jej znacznego wygięcia. Nowa rurka niemal się nie wygięła, nawet po obciążeniu masą 50 gramów.
Sprawdzono też tempo, w jakim nowe rurki ulegają biodegradacji. Badania prowadzono zanurzając próbki na głębokość 1,5–2 metrów w morzu w pobliżu miasta Pohang. Standardowe plastikowe rurki oraz rurki wykonane z kukurydzy nie uległy żadnej biodegradacji po 120 dniach. Konwencjonalne papierowe rurki straciły w tym czasie jedynie 5% wagi. Tymczasem rurki opracowane przez KRICT uległy całkowitemu rozkładowi.
Oczywiście zastąpienie plastikowych słomek ich w pełni biodegradowalnymi alternatywami nie doprowadzi do natychmiastowej zmiany stanu środowiska. Jednak pozytywne skutki będą kumulowały się w czasie, a jeśli będziemy stopniowo zastępowali plastik jego równie dobrymi, ale bezpiecznymi dla ludzi i środowiska alternatywami, przyszły ekosystem Ziemi będzie miał się znacznie lepiej.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Naukowcy z University of Chicago opracowali sposób na wytwarzanie materiału, który można produkować równie łatwo jak plastik, ale który przewodzi elektryczność tak dobrze, jak metale. Na łamach Nature uczeni opisali, w jaki sposób stworzyć dobrze przewodzący materiał, którego molekuły są nieuporządkowane. Jego istnienie przeczy temu, co wiemy o elektryczności.
Nasze odkrycie pozwala na stworzenie nowej klasy materiałów, które przewodzą elektryczność, są łatwe w kształtowaniu i bardzo odporne na warunki zewnętrzne, mówi jeden z głównych autorów badań, profesor John Anderson. To sugeruje możliwość istnienia nowej grupy materiałów, niezwykle ważnej z technologicznego punktu widzenia, dodaje doktor Jiaze Xie.
Materiały przewodzące są nam niezbędne w codziennym życiu. To dzięki nim funkcjonują urządzenia napędzane prądem elektrycznym. Najstarszą i największa grupą takich materiałów są metale, jak miedź czy złoto. Około 50 lat temu stworzono przewodniki organiczne, w których materiał wzbogacany jest o dodatkowe atomy. Takie przewodniki są bardziej elastyczne i łatwiej jest je przetwarzać niż metale, jednak są mało stabilne i w niekorzystnych warunkach – przy zbyt wysokiej temperaturze czy wilgotności – mogą tracić swoje właściwości.
I metale i przewodniki organiczne mają pewną cechę wspólną – są zbudowane z uporządkowanych molekuł. Dzięki temu elektrony mogą z łatwością się w nich przemieszczać. Naukowcy sądzili więc, że warunkiem efektywnego przewodnictwa jest uporządkowana struktura przewodnika.
Jiaze Xie zaczął jakiś czas temu eksperymentować z wcześniej odkrytymi, jednak w dużej mierze pomijanymi, materiałami. Długie łańcuchy węgla i siarki poprzeplatał atomami niklu. Ku zdumieniu jego i jego kolegów okazało się, że taka nieuporządkowana struktura świetnie przewodzi prąd. Co więcej, okazała się bardzo stabilna. Podgrzewaliśmy nasz materiał, schładzaliśmy, wystawialiśmy na działanie powietrza i wilgoci, nawet zamoczyliśmy w kwasie i nic się nie stało, mówi Xie. Najbardziej jednak zdumiewający był fakt, że struktura materiału była nieuporządkowana. On nie powinien tak dobrze przewodzić prądu. Nie mamy dobrej teorii, która by to wyjaśniała, przyznaje profesor Anderson.
Andreson i Xie poprosili o pomoc innych naukowców ze swojej uczelni, by wspólnie zrozumieć, dlaczego materiał tak dobrze przewodzi elektryczność. Obecnie naukowcy sądzą, że tworzy on warstwy. I pomimo, że poszczególne warstwy nie są uporządkowane, to tak długo, jak się ze sobą stykają, elektrony mogą pomiędzy nimi swobodnie przepływać.
Jedną z olbrzymich zalet nowego materiału jest możliwość łatwego formowania. Metale zwykle trzeba stopić, by uzyskać odpowiedni kształt. To proces nie tylko energochłonny, ale i poważnie ograniczający ich zastosowanie, gdyż oznacza, że inne elementu budowanego układu czy urządzenia muszą wytrzymać wysokie temperatury podczas produkcji. Nowy materiał pozbawiony jest tej wady. Można go uzyskiwać w temperaturze pokojowej i używać tam, gdzie występują wysokie temperatury, środowisko kwasowe, zasadowe czy wysoka wilgotność. Dotychczas wszystkie tego typu zjawiska poważnie ograniczały zastosowanie nowoczesnych technologii.
Badania nad nowym materiałem są finansowane przez Pentagon, Departament Energii oraz Narodową Fundację Nauki.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Nowatorskie badania, których wyniki opublikowano właśnie na łamach PNAS (Proceedings of the National Academy of Sciences) wykazały, że do zapewnienia smacznej aromatycznej kawy konieczne są ptaki i owady. Bez tych zwierząt, z których część musi przebyć tysiące kilometrów, plony kawy mogą być nawet o 25% mniejsze, a uprawiający ją rolnicy tracą do 1066 USD na hektarze.
Badania są pierwszymi, w których wykazano na podstawie eksperymentu polowego przeprowadzonego na 30 farmach uprawiających kawę, że łączny pozytywny wpływ ptaków i pszczół na uprawy kawy jest większy, niż każdego z tych czynników z osobna. Dotychczas naukowcy po prostu wyliczali wpływ każdego z czynników, a potem dodawali to do siebie, mówi główna autorka badań Alejandra Martinez-Salinas z Centro Agronómico Tropical de Investigación y Enseñanza (CATIE) w Kostaryce. Ale natura to system pełen interakcji, synergii i transakcji wymiennych. Pokazujemy ekologiczne i ekonomiczne znaczenie tych interakcji, a to jeden z pierwszych realistycznych eksperymentów w dużej skali przeprowadzonych na prawdziwych polach uprawnych.
Na potrzeby eksperymentu badacze wybrali z USA i krajów Ameryki Łacińskiej wybrali 30 farm uprawiających kawę i manipulowali na nich wpływem zwierząt na uprawy. Robili to, między innymi, uniemożliwiając ptakom lub owadom dostęp do roślin za pomocą sieci czy pułapek. W ten sposób przetestowali cztery scenariusze. W pierwszym z nich dostęp do roślin miały tylko ptaki, które mogły w ten sposób kontrolować populację owadów szkodzących uprawą. W drugim dostęp miały tylko owady zapylającą, w trzecim zablokowano dostęp zarówno ptakom jak i zapylaczom, a w czwartym kawa była uprawiana w warunkach całkowicie naturalnych, z dostępem i ptaków, i zapylaczy.
Okazało się, że tam, gdzie dostęp do kawy miały i ptaki, i zapylacze, ziarna były większe, bardziej jednorodne, miały więcej smaku oraz było ich więcej niż w innych przypadkach. Natomiast w sytuacji, gdy ani zapylacze, ani ptaki nie miały dostępu do upraw, plony spadały o niemal 25%.
Badania pokazują, jak ważne jest zachowanie bioróżnorodoności. Ptaki, pszczoły i miliony innych gatunków pomagają nam przetrwać na Ziemi, zapewniają nam lepsze życie, a stoją w obliczu takich zagrożeń jak utrata habitatów czy zmiany klimatu, mówi Natalia Aristizábal. Jednym z najbardziej zaskakujących spostrzeżeń było stwierdzenie, że wiele gatunków ptaków, które chronią kostarykańskie uprawy kawy przed szkodnikami to gatunku, które przylatują z Kanady i USA. Zwierzęta przebyły więc tysiące kilometrów, a dzięki nim klienci z USA czy Kanady mogą cieszyć się smaczniejszą i tańszą kawą.
« powrót do artykułu
-
-
Ostatnio przeglądający 0 użytkowników
Brak zarejestrowanych użytkowników przeglądających tę stronę.