Teksańska masakra tajemniczą mrówką
dodany przez
KopalniaWiedzy.pl, w Ciekawostki
-
Podobna zawartość
-
przez KopalniaWiedzy.pl
Orbitalny moment pędu (OAM) elektronu uważany jest za mniej interesującą jego właściwość, gdyż w ciałach stałych zazwyczaj ulega on osłabieniu w wyniku interakcji z otaczającym elektron materiałem. Naukowcy z Centrum Badawczego Jülich (Forschungszentrum Jülich) wykazali właśnie, że w niektórych kryształach nie tylko zostaje on zachowany, ale można go też kontrolować. Jest to możliwe dzięki chiralności struktury krystalicznej. A odkrycie może doprowadzić do stworzenia nowej klasy urządzeń elektronicznych o wyjątkowej odporności na zakłócenia i dużej efektywności energetycznej.
Główną właściwością elektronu wykorzystywaną w klasycznej elektronice jest jego ładunek elektryczny. Nowoczesne technologie – jak technologie kwantowe czy spintronika – korzystają ze spinu elektronu. Jak jednak wynika z badań uczonych z Jülich, przyszłością elektroniki może być też orbitalny moment pędu, który opisuje, w jaki sposób elektron porusza się w atomie. W ten sposób może narodzić się orbitronika, która uzupełni i poszerzy możliwości, jakie dają nam elektronika i spintronika.
Przez dekady spin był uznawany za kluczowy parametr nowych technologii. Jednak orbitalny moment pędu również ma wielki potencjał jako nośnik informacji i jest przy tym znacznie bardziej stabilny, wyjaśnia doktor Christian Tusche z Instututu Petera Grünberga w Centrum Badawczym Jülich.
Jak już wspomnieliśmy, OAM jest rzadko obserwowany w kryształach, gdyż jest zwykle w nich tłumiony. Jednak naukowcy z Niemiec, we współpracy z kolegami z Tajwanu, USA, Włoch i Japonii wykazali właśnie, że w materiałach chiralnych, jak badany przez nich monokrzemek kobaltu (CoSi), sytuacja jest inna. Nasze badani pokazują, że struktura takiego kryształu bezpośrednio wpływa na moment pędu elektronu w sposób, który możemy bezpośrednio mierzyć. To otwiera nowe możliwości w dziedzinie badań materiałowych i przetwarzania informacji, dodaje fizyk eksperymentalny doktor Ying-Jiun Chen.
W przyszłości informacja może być przechowywana i przekazywane nie tylko poprzez ładunek i spin elektronu, ale również przez kierunek i orientację jego orbitalnego momentu pędu. Użycie OAM jako nośnika informacji wydaje się przekonujące. Można też będzie wykorzystać kołowo spolaryzowane światło do selektywnego wpływania na chiralność kryształów i uzyskania w ten sposób kontrolowanego światłem niemechanicznego przełącznika, alternatywy dla tranzystora. Co więcej połączenie OAM i spinu może pozwolić na zintegrowanie orbitroniki i spintroniki w hybrydowych maszynach kwantowych, stwierdza profesor Claus Michael Schneider, dyrektor Instytutu Petera Grünberga.
Źródło: Orbital Topology of Chiral Crystals for Orbitronics
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Mrówki Solenopsis richteri posługują się piaskiem jak narzędziem, by pozyskać ciekły pokarm (roztwór cukru), nie tonąc w nim. Autorzy artykułu z pisma Functional Ecology podkreślają, że to pokazuje, że dostosowują strategię korzystania z narzędzi do ryzyka związanego z żerowaniem.
S. richteri pochodzą z Ameryki Południowej. Po introdukcji do południowych USA są tu uznawane za gatunek inwazyjny.
Gdy mrówkom zapewniono niewielkie pojemniczki z roztworem cukru, dzięki hydrofobowemu egzoszkieletowi były w stanie unosić się na powierzchni i żerować. Gdy jednak naukowcy zmniejszyli napięcie powierzchniowe, S. richteri zaczęły przenosić piasek, by spuścić ciecz z naczynia.
Odkryliśmy, że mrówki budują strukturę z piasku, która skutecznie wyciąga ciecz z pojemnika, tak aby później można ją było zebrać - opowiada dr Aiming Zhou z Huazhong Agricultural University. Ta niesamowita umiejętność nie tylko zmniejszała ryzyko utonięcia, ale i zapewniała większą powierzchnię do zbierania roztworu.
Okazało się, że struktury z piasku były tak skuteczne, że w ciągu 5 minut mogły wyciągać z pojemniczków niemal połowę cieczy.
Naukowcy zmieniali napięcie powierzchniowe za pomocą surfaktantu. Gdy jego stężenie wynosiło ponad 0,05%, co przekładało się na znaczące ryzyko utonięcia, mrówki budowały struktury z piasku. Nie tworzyły ich, żerując na czystym roztworze cukru. Podczas eksperymentów owadom dostarczano piasek o różnej wielkości ziaren; w ten sposób można było określić ich preferencje budowlane w takiej sytuacji.
Wiemy, że niektóre gatunki mrówek są w stanie posługiwać się narzędziami, szczególnie przy zbieraniu ciekłego pokarmu. Byliśmy jednak zaskoczeni niesamowitymi umiejętnościami S. richteri w tym zakresie - dodaje dr Jian Chen, entomolog z amerykańskiego Departamentu Rolnictwa.
Dr Zhu podkreśla, że konieczne są dalsze badania. Nasze eksperymenty były prowadzone w laboratorium i dotyczyły wyłącznie S. richteri. Kolejnym krokiem powinno być ustalenie, jak bardzo zachowanie to jest rozpowszechnione u innych gatunków mrówek.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Nowatorska superszybka technika obrazowania atomów ujawniła istnienie nieznanego dotychczas stanu, którego wykorzystanie może pomóc z opracowaniu szybszych energooszczędnych komputerów. Technika ta pozwoli też zbadać, gdzie leżą fizyczne granice przełączania pomiędzy różnymi stanami.
Naukowcy przyznają, że nie wiedzą zbyt wiele o stanach przejściowych, w jakich znajdują się materiały elektroniczne podczas operacji przełączania. Nasza technika pozwala na wizualizowanie tego procesu i znalezienie odpowiedzi na niezwykle ważne pytanie – jakie są granice przełączania jeśli chodzi o prędkość i zużycie energii, stwierdził główny autor badań, Aditya Sood ze SLAC National Accelerator Laboratory.
Wraz z kolegami ze SLAC, Hewlett Packard Labs, Pennsylvania State University oraz Purdue University badał on urządzenia wykonane z ditlenku wanadu (VO2). Wiadomo bowiem, że materiał ten przechodzi pomiędzy stanem izolatora z przewodnika w temperaturze zbliżonej do temperatury pokojowej.
VO2 poddawano okresowemu działaniu impulsów elektrycznych, które przełączały go pomiędzy różnymi stanami. Impulsy te zsynchronizowano z wysoko energetycznymi impulsami elektronów generowanymi przez kamerę Ultrafast Electron Diffracion (UED). Za każdym razem, gdy impuls elektryczny wzbudzał naszą próbkę, towarzyszył mu impuls elektronów, którego opóźnienie mogliśmy regulować. Powtarzając ten proces wielokrotnie i zmieniając za każdym razem opóźnienie, uzyskaliśmy poklatkowy obraz atomów poruszających się w reakcji na impuls elektryczny, wyjaśnia Sood.
To pierwszy raz, gdy użyto UED, urządzenie wykrywające niewielkie ruchy atomów poprzez rozpraszanie na próbce wysokoenergetycznego strumienia elektronów, do badania pracy urządzenia elektrycznego. Wpadliśmy na ten pomysł już trzy lata temu, jednak zdaliśmy sobie sprawę, że istniejące urządzenia nie pracują wystarczająco szybko. Musieliśmy więc skonstruować własne, dodaje profesor Aaron Lindenberg.
Dzięki swojemu urządzeniu badacze odkryli, że pod wpływem szybkich impulsów elektrycznych VO2 wchodzi w stan, który normalnie nie istnieje. Istnieje on zaledwie przez kilka mikrosekund, gdy materiał zmienia się z izolatora w przewodnik. Okazało się, że struktura atomowa tej fazy jest taka sama, jak fazy izolatora, jednak materiał jest już wówczas przewodnikiem. To niezwykle ważne, gdyż normalnie dwa stany – izolatora i przewodnika – różnią się między sobą ułożeniem atomów, a do zmiany tego ułożenia konieczne jest wydatkowanie energii. Gdy jednak zmiana ma miejsce poprzez stan przejściowy, przełączanie w przewodnik nie wymaga zmiany struktury atomowej.
Autorzy badań pracują teraz nad wydłużeniem istnienia stanu przejściowego. Nie wykluczają, że możliwe byłoby stworzenie urządzenia, w którym zmiana pomiędzy izolatorem z przewodnikiem będzie się odbywała bez ruchu atomów, dzięki czemu takie urządzenie pracowałoby szybciej i zużywało mniej energii.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
W gniazdach brazylijskich mrówek z plemienia Attini zidentyfikowano związek przeciwgrzybiczy, który może znaleźć praktyczne zastosowanie w medycynie. Od dawna wiadomo, że Attini hodują grzyby, którymi się pożywiają. Bakterie Psuedonocardia i Streptomyces wytwarzają zaś metabolity, które chronią mrówcze uprawy przed patogenami. Jednak dotychczasowe badania pokazywały, że mimo iż mrówki na różnych obszarach mają wspólnego przodka, to metabolity bakterii miały różną strukturę.
Teraz na łamach ACS Central Science czytamy, że udało się zidentyfikować pierwszy związek przeciwgrzybiczny, który występuje w gniazdach mrówek w różnych lokalizacjach na terenie Brazylii i który można zastosować w medycynie.
Opisaliśmy strukturę attinimycyny, jej geny oraz jej ewolucyjne związki z oksaheliną A (oxachelin A) oraz cahuitamycyną A (cahuitamycin A). To trzy nierybosomalne peptydy, będące strukturalnymi izomerami o różnej sekwencji peptydowej, stwierdzają autorzy badań.
Attinimycyna wykazuje żelazozależną aktywność przeciwgrzybiczą skierowaną przeciwko grzybiczym patogenom, ale nie przeciwko grzybom uprawianym przez mrówki. W badaniach in vivo wykazała ona silne działanie przeciwko mysiemu modelowi infekcji Candida albicans. Siła oddziaływania attinimycyny jest porównywalna do azoli przeciwgrzybiczych. Wykrycie attinimycyny zarówno w gniazdach mrówek jak i na ciele robotnic to dowód na rolę, jaką odgrywa attinimycyna w ochronie upraw grzybów przed patogenami, mówią naukowcy z Uniwersytetu w São Paulo.
Bliższe badania pokazały, że attinimycyna wytwarzana jest przez niemal 2/3 szczepów Pseudonocardia. Jako, że siła działania nowego związku jest porównywalna do azoli (np. ketokonazol, mikonazol czy flukonazol), uczeni mają nadzieję, że przyda się on w praktyce klinicznej.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Mrówki hamują co najmniej 14 chorób roślinnych. Jest to możliwe, bo uwalniają z gruczołów szereg antybiotyków. Na ich odnóżach i innych częściach ciała znajdują się też kolonie bakterii wydzielających antybiotyki. Naukowcy z Uniwersytetu w Aarhus mają nadzieję, że dzięki temu uda się opracować pestycydy, które pomogą zwalczać oporne choroby roślin.
Autorzy artykułu z pisma Oikos podkreślają, że mrówki utrzymują w koloniach bliskie kontakty, dlatego grozi im rozprzestrzenianie infekcji. Owady mogą się jednak przed nimi chronić. Po pierwsze, dbają o higienę. Po drugie, leczą siebie i inne mrówki za pomocą wytwarzanych antybiotyków. Antybiotyki pochodzą z dwóch źródeł: z gruczołów na ciele i z kolonii bakteryjnych hodowanych m.in. na odnóżach.
Wcześniejsze 2-letnie badania duńskich naukowców pokazały (ich wyniki ukazały się w sierpniowym wydaniu pisma Sociobiology), że wprowadzenie mrówek ćmawych (Formica polyctena) do sadu zmniejszało występowanie parcha jabłoni oraz brunatnej zgnilizny drzew ziarnkowych i pestkowych. Skłoniło to akademików do przejrzenia dostępnej literatury. W ten sposób znaleźli oni naukowe dowody, że mrówki mogą hamować co najmniej 14 chorób roślinnych.
Na razie nie wiemy jeszcze, jak mrówki mogą leczyć rośliny. Wiemy jednak, że znakują one drogę prowadzącą po roślinach feromonami, a część z nich ma właściwości antybiotyczne. Efekt leczniczy może więc być wynikiem działania feromonów - opowiada Joachim Offenberg.
Mamy nadzieję, że kolejne badania terenowe ujawnią nowe rodzaje czynników biologicznych do zwalczania opornych chorób roślin [...].
Duńczycy są przekonani, że to jak najbardziej realne rozwiązanie, gdyż np. 2 lata temu zespół z Uniwersytetu Wschodniej Anglii odkrył na afrykańskich mrówkach Tetraponera penzigi bakterie, którym nadano nazwę Streptomyces formicae. Wytwarzają one antybiotyki - formikamycyny. Testy laboratoryjne pokazały, że są one skuteczne zarówno wobec MRSA (metycylinoopornego gronkowca złocistego), jak i opornych na wankomycynę enterokoków (ang. Vancomycin-Resistant Enterococci, VRE). Niewykluczone więc, że mrówcze antybiotyki przydadzą się zarówno w ludzkiej medycynie, jak i w rolnictwie.
« powrót do artykułu
-
-
Ostatnio przeglądający 0 użytkowników
Brak zarejestrowanych użytkowników przeglądających tę stronę.