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

Polacy chcą implantować jonami stare księgi i drewniane zabytki

Recommended Posts

Dzięki pracy naukowców z Narodowego Centrum Badań Jądrowych oraz Szkoły Głównej Gospodarstwa Wiejskiego lepiej można będzie chronić zabytki wykonane z materiałów drewnopochodnych, jak np. książki czy rzeźby. Okazuje się, że trwałość wchodzącej w ich skład celulozy można zwiększyć techniką implantacji jonów.

Drewno to jeden z najważniejszych i najstarszych materiałów konstrukcyjnych ludzkości. Powstawały z niego nie tylko budynki, ale i powozy, okręty czy papier. Główny składnik drewna, celuloza, jest higroskopijna, więc łatwo wiąże wodę, co sprzyja rozwojowi grzybów, w tym i takich, które ją rozkładają.

Zabieg implantacji polega na modyfikowaniu warstwy wierzchniej materiału wiązką jonów określonych pierwiastków. O ostatecznych właściwościach przekształconej powierzchni decyduje szereg czynników, m.in. umiejętny dobór rodzaju jonów oraz czas i sposób ekspozycji przedmiotu na wiązkę, mówi doktor Marek Barlak z NCBJ.

Naukowcy postanowili sprawdzić, czy implantacja zmniejsza skłonność materiałów z celulozy do wchłaniania wody oraz czy chroni ona przed rozwojem grzybów. Testy przeprowadzono na celulozie wyprodukowanej w Instytucie Nauk Drzewnych i Meblarstwa SGGW. Implantowano je jonami gazów szlachetnych i metali. Testy prowadzono w komorze próżniowej. Tam celulozę poddano działaniu wiązki o szerokości 6 cm i tak dobranej energii, by jony zagłębiły się w materiał na ściśle określoną głębokość.

Badania dotyczące nadaniu celulozie właściwości hydrofobowych przeprowadzono za pomocą jonów helu i argonu, implantowanych w osobnych dawkach. Tak przygotowany materiał miał wyraźnie mniejszą zwilżalność niż celuloza nie poddana zabiegu implantacji. Szczegółowe badania pokazały, że jony argonu wnikały na głębokość ok. 70 nm, a jony helu nawet na 600 nm. Dzięki tego typu badaniom naukowcy nauczą się lepiej dopasować rodzaj implantacji do właściwości i stanu materiału.

Z kolei do implantacji pod kątem ochrony przed grzybami wybrano jony miedzi, cynku i srebra. Nasze testy biologiczne wykazały, że jony srebra zaimplantowane na powierzchni celulozy działają biobójczo na jeden z ważniejszych grzybów odpowiedzialnych za rozkład celulozy, mianowicie Trichoderma viride. W naturze te mikroskopijne grzyby można znaleźć na powierzchni rozłożonego drewna, powszechnie występują także w glebie, mówi doktor Izabela Betlej z SGGW.

Co ważne, żaden z zabiegów nie zagroził próbkom. Temperatura ich powierzchni nie przekroczyła 50 stopni Celsjusza. Naukowcy z NCBJ i SGGW mówią, że jedynym ograniczeniem jest wielkość komory próżniowej, która musi pomieścić cały przedmiot poddany implantacji.


« 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
      W Morzu Południowochińskim odkryto wraki dwóch statków z czasów dynastii Ming. Jeden transportował porcelanę, drugi drewno. Jednostki znaleziono w październiku zeszłego roku na głębokości 1500 m u wybrzeży Hajnanu (w pobliżu północno-zachodniego zbocza kontynentalnego). Niedawno zaczęto badania stanowisk i samych wraków.
      Przy wraku nr 1 specjalistom udało się założyć stałą podwodną bazę mapowania. Przeprowadzono też wstępne badania i dokumentację fotograficzną/filmową. Za zgodą odpowiednich organów państwowych, instytuty naukowe i lokalne muzeum zrealizują roczne, 3-etapowe badania.
      Ładunek pierwszej jednostki jest rozrzucony na powierzchni ok. 10 tys. m2 i składa się z ponad 100 tys. przedmiotów z porcelany. Wg wstępnych analiz, datują się one na okres panowania cesarza Zhengde. Dominują wśród nich obiekty pochodzące dwóch ośrodków, w tym z Jingdezhen w prowincji Jiangxi.
      Okręt numer dwa transportował głównie drewno (oprócz tego znaleziono nieliczne artefakty z porcelany). Wszystkie bale są podobnej wielkości. Prawdopodobnie miały zostać wykorzystane w szkutnictwie. Wstępne badania pokazały, że to materiał z importu, kupowany za panowania cesarza Hongzhi.
      Naukowcy podkreślają, że po raz pierwszy na jednym obszarze odkryto statki z ładunkiem na eksport i z importu. Dzięki sąsiadującym ze sobą wrakom - dzieli je odległość ok. 20 km - zespół może więc zbadać, jak wyglądał handel dwustronny na Morzu Południowochińskim 500 lat temu. To pomoże nam w analizie bilateralnego przepływu [dóbr] w ramach tzw. Morskiego Szlaku Jedwabnego - wyjaśnia Tang Wei, dyrektor Chińskiego Narodowego Centrum Archeologii.
      Wg archeologów, statki przemieszczały się w przeciwnych kierunkach. Wraki są stosunkowo dobrze zachowane.
      W misję wyruszył wyposażony w batyskaf Shenhai Yongshi statek badawczy Tansuo 1. Jeden z członków ekipy, Chen Chuanxu, zapowiedział, że do ekspedycji przyłączy się statek Tansuo 2 z batyskafem Fendouzhe.
      Podczas akcji wykorzystano zaawansowane technologie. Naukowcy wspominają o robotach skonstruowanych z bardzo elastycznych materiałów (miękkiej robotyce) czy nowych metodach skanowania i fotografowania. Obecnie badacze testują zdalny monitoring. By chronić stanowiska, nie ujawniono dokładnych koordynat.
      Pierwszy etap zaplanowanych na rok prac obejmuje okres od 20 maja do początku czerwca. Batyskafy określą m.in. obszar, na którym znajdują się szczątki obu jednostek. Drugi i trzeci etap potrwają, odpowiednio, od sierpnia do września br. i od marca do kwietnia przyszłego roku. Wg Songa Jianzhonga z Chińskiego Narodowego Centrum Archeologii, do kwietnia 2024 r. batyskafy wykonają ok. 50 zanurzeń. Najpierw musimy określić stan wraków, a później sporządzić plan wykopalisk i konserwacji. Kolejne ekspedycje zajmą się badaniami geofizycznymi i geologicznymi, a także analizą życia morskiego.
       


      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Rosnące na Grenlandii drzewa niezbyt nadają się do wznoszenia budynków czy budowy statków. Dlatego też wikingowie, którzy w latach 985–1450 zamieszkiwali Grenlandię, musieli polegać na drewnie, które przyniosło morze i które importowali. Dzięki szczegółowym badaniom, przeprowadzonym właśnie na 5 stanowiskach archeologicznych, dowiedzieliśmy się, że o ile domy przeciętnych kolonistów wzniesiono głównie z drewna miejscowego oraz przyniesionego przez morze, to farmy elity zbudowano z drewna importowanego z Europy i Ameryki Północnej.
      Archeolodzy z Uniwersytetu Islandzkiego przebadali drewno pochodzące z nordyckich farm wybudowanych pomiędzy XI a XIV wiekiem. Chcieli sprawdzić, ile budulca pochodziło z importu, a ile stanowiło drewno miejscowe. Udało im się stwierdzić, że 0,27% drewna to niewątpliwy import, a zza morza przywieziono m.in. dąb, buk, choina i sosna Banksa. Kolejne 27% budulca to stanowił albo import, albo drewno przyniesione przez wody morskie. Tutaj zidentyfikowano takie gatunki jak modrzew, świerk, sosnę i jodłę.
      Naukowcy od dawna przypuszczali, że osadnicy na Grenlandii musieli importować żelazo i drewno. Najnowsze badania nie tylko to potwierdzają, ale dowodzą, że drewno przywożono z większej odległości niż dotychczas przypuszczaliśmy. Co więcej, niektóre gatunki to import z Ameryki Północnej. Na przykład choina i sosna Banksa nie występowały wówczas w Europie, zatem jedynym możliwym kierunkiem importu była Ameryka Północna. Tym samym potwierdzono też doniesienia z islandzkich sag, które wspominają, że Leif Erikson (Leifur heppni), Thorfinn Karlsefni Thórdarson (Þorleifur karlsefni) czy Freydís Eiríksdóttir (Freydís) przywieźli drewno z Winlandii.
      Przeprowadzone przez islandzkich uczonych badania uzupełniają naszą wiedzę o średniowiecznym handlu na Północnym Atlantyku oraz dowodzą, że grenlandzcy osadnicy mieli odpowiednią wiedzę, środki oraz łodzie, które aż do XIV wieku pozwalały im pływać do Ameryki Północnej.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Nowy nanomateriał może przechwytywać „zabłąkane” molekuły chemioterapeutyków, zanim zaszkodzą one zdrowym tkankom. Daje on więc nadzieję na zmniejszenie skutków ubocznych chemioterapii zarówno w czasie leczenia, jak i po nim. Głównym składnikiem nanomateriału są „włochate” nanokryształy celulozy. Jego twórcy zapewniają, że 1 gram takich kryształów może przechwycić ponad 6 gramów powszechnie używanego chemioterapeutyku, doksorubicyny (DOX). Tym samym jest 320-krotnie bardzie efektywny niż dotychczasowe alternatywy bazujące na DNA.
      Stosowanie leków przeciwnowotworowych niesie ze sobą cały szereg skutków ubocznych, jak utrata włosów, rozwój anemii czy żółtaczki. Naukowcy starają się zminimalizować te skutki, poszukując sposobu na zmniejszenie stężenia chemioterapeutyków krążących we krwi. Wśród proponowanych rozwiązań jest np. stosowanie cewników ze specjalnymi żywicami czy wprowadzanie do organizmu magnetycznych nanocząstek pokrytych DNA.
      Jednak metody te nie są pozbawione wad. Urządzenia zewnętrzne, jak cewniki, nie dość, że są duże, to mogą usunąć niewiele DOX, zaledwie kilka mikrogramów na każdy miligram absorbentu w ciągu kilkunastu minut. Usunięcie fizjologicznie istotnej ilości DOX wymagałoby cewnika o długości nawet 50 cm, co byłoby bardzo niewygodne dla pacjentów. Dobrą alternatywą są więc nanocząstki z odpowiednim ładunkiem elektrycznym, łączące się we krwi z chemioterapeutykami. Problem jednak w tym, że krew to skomplikowana ciecz, w której nanocząstki szybko mogą utracić swój ładunek.
      Naukowcy z Pennsylvania State University poinformował o rozwiązaniu tego problemu. Naukowcy pracujący pod kierunkiem profesora Amira Sheikhiego rozbili włókna celulozy na nanokryształy, a następnie umieścili je pomiędzy nieuporządkowanymi fragmentami celulozy. Te celulozowe „włosy” są w rzeczywistości zbitkami biopolimerów. Znakomicie zwiększają one zdolność umieszczonych wewnątrz nich kryształów do wiązania się z lekami. Podczas eksperymentów naukowcy zauważyli, że 1 gram takich nanokryształów może związać ponad 6 gramów DOX z serum. Co więcej, okazało się, ze cała struktura nie traci swoich właściwości w kontakcie z krwią, nie uszkadza czerwonych krwinek i nie wpływ na rozwój komórek.
      Naukowcy opisali swój wynalazek na łamach Materials Today. Chemistry. Zapowiadają rozpoczęcie prac nad minimalnie inwazyjnym urządzeniem, służącym usuwania z krwi niepożądanych substancji.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Szwajcarscy naukowcy zauważyli, że w drewnie zainfekowanym rozkładającymi je grzybami dochodzi do 55-krotnego zwiększenia produkcji energii. Po 10 tygodniach od zainfekowania drewno wytwarzało tyle energii, że wystarczało to do zasilenia LED-ów. Uczeni twierdzą, że podłoga z drewna potraktowanego grzybem mogłaby wytwarzać odnawialną energię elektryczną, która powstawałaby wskutek chodzenia ludzi po takiej podłodze.
      Już przed wieloma dziesięcioleciami zauważono, że pod wpływem nacisku w drewnie powstają ładunki elektryczne. Ten efekt piezoelektryczny to wynik deformacji krystalicznej celulozy. Jednak jest on bardzo słaby, około 20-krotnie słabszy niż analogiczny efekt w kryształach kwarcu. Ponadto drewno nie jest łatwo zdeformować.
      Niektórzy naukowcy interesują się efektem piezoelektrycznym w materiałach budowlanych. Dość wspomnieć, że budynki są odpowiedzialne za 40% konsumpcji energii oraz 25% emisji gazów cieplarnianych. Gdyby udało się wykorzystać efekt piezoelektryczny z materiałów budowlanych można by produkować, w skali globalnej, olbrzymie ilości czystej odnawialnej energii.
      Ingo Burgert i jego koledzy ze Szwajcarskiego Instytutu Technologicznego w Zurichu (ETH Zurich) odkryli, że potraktowanie drewna mieszaniną nadtlenku wodoru i kwasu octowego prowadzi do 85-krotnego zwiększenia produkcji energii w drewnie w wyniku efektu piezoelektrycznego. Mieszanina taka rozpuszcza ligninę, pozostawiając celulozę, która staje się bardziej elastyczna. Z 1,5 centymetra sześciennego takiego drewna można uzyskać 0,69 V, czyli 85-krotnie więcej niż ze zwykłego drewna. Co więcej, wydajność taka utrzymuje się przez 600 cykli ściskania. Oddziałując na takie drewno można zasilać LED-y czy prosty wyświetlacz ciekłokrystaliczny.
      Jednak uczeni chcieli odwołać się do bardziej naturalnego procesu, bez potrzeby używania szkodliwych środków chemicznych. A naturalnym procesem zmieniającym strukturę drewna jest jego rozkład przez grzyby. W ramach eksperymentów zainfekowali drewno grzybem Ganoderma applanatum. Po 10 tygodniach drewno straciło 45% wagi i w tym momencie jego podatność na nacisk była najlepsza, a jednocześnie wracało ono do swojego oryginalnego kształtu po ustąpieniu nacisku.
      Analizy wykazały, że 1,5 cm2 takiego drewna poddane naciskowi 45 kPa generuje 0,87 V, podczas gdy to samo drewno niezainfekowane grzybem generuje 0,015 V. Co więcej pod naciskiem 100 kPa z drewna uzyskiwano 1,32 V.
      Analizy wykazały, że grzyby zmieniają strukturę i skład chemiczny ścian komórkowych drewna, zwiększając naturalne właściwości piezoelektryczne tego materiału. "Pracujemy obecnie nad stworzeniem instalacji pokazowej, która ma udowodnić, że można w ten sposób zasilać czujniki zintegrowane w drewnianej podłodze", mówi Burgert.
      Badania były prowadzone na drewnie balsy, gdyż grzyb szybko rozkłada w nim ligninę. Naukowcy chcą wykorzystać tę samą technikę na rodzimych gatunkach.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Na Isle of Wight znaleziono liczącą sobie 8000 lat strukturę, która może być najstarszym znanym miejscem budowy łodzi. Miejsce wykopalisk znajduje się na wschód od Yarmouth, a znaleziona drewniana platforma jest jedyną niemal nietkniętą drewnianą strukturą ze środkowej epoki kamienia odkrytą na terenie Wielkiej Brytanii.
      Obecnie stanowisko archeologiczne znajduje się 11 metrów poniżej poziomu morza, jednak w czasach, gdy wykorzystywano platformę, był to suchy ląd. Co ważne, było to przed pełnym uformowaniem się Morza Północnego, gdy Wyspa Wight wciąż miała połączenie lądowe z Europą.
      Miejsce odkryto już w 2005 roku. Zauważono wówczas drewniane struktury, które mogły być platformami, chodnikami lub pozostałością zawalonej konstrukcji. Dopiero teraz, za pomocą zaawansowanych technik fotogrametrycznych specjaliści z Maritime Archeological Trust określili, czym były te struktury. W pracach pomogło znalezienie nowej struktury wyłaniającej się z zatopionego lasu.
      To miejsce przynosi dowody na istnienie możliwości technologicznych, o których sądziliśmy, ze pojawiły się tysiące lat później. Widzimy tutaj zaawansowane techniki obróbki drewna. To bardzo ważne miejsce z punktu widzenia badania historii cywilizacji, stwierdził Garry Momber, dyrektor Maritime Archeological Trust.

      « powrót do artykułu
  • Recently Browsing   0 members

    No registered users viewing this page.

×
×
  • Create New...