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

Alkomat, którego nie da się oszukać

Recommended Posts

Wyhodowane w chińskim laboratorium, a przypominające kwiaty nanostruktury mogą wykrywać alkohol i, być może, znajdą również zastosowanie jako katalizatory.

Z tlenku cynku uzyskali je Yujin Chen i zespół innych pracowników Politechniki w Harbin. Konwencjonalne alkomaty są wykonane z tego samego materiału. Wykrywają, kto pił etanol, poprzez odnotowywanie zmian w oporności elektrycznej warstwy wykonanej właśnie z tlenku cynku.

Edman Tsang z brytyjskiego University of Reading uważa, że tradycyjne czujniki zostaną wyparte przez nanostruktury, które charakteryzują się większą czułością. Łatwo to wyjaśnić, jeśli weźmie się pod uwagę, że zanim te pierwsze staną się "wrażliwe" na alkohol etylowy, należy je najpierw podgrzać do temperatury 300°C. Wynalazek Chena jest gotowy do pracy w temperaturze "tylko" 140°C. Taka temperatura jest na tyle niska, że pozwala na wbudowanie czujników nowego typu w urządzenia stacjonarne. Mają one jeszcze jedną przewagę nad tradycyjnymi alkomatami. Nanostruktury są bardziej kompaktowe i energooszczędne. W ich przypadku pobór mocy wyraża się w nanowatach, podczas gdy w tradycyjnych urządzeniach w miliwatach.

Tlenek cynku zmienia oporność, gdy zaczynają do niego przylegać cząsteczki alkoholu (ma miejsce adsorpcja). Nanostruktury wymagają niższej temperatury, ponieważ ich niewielkie rozmiary wzmacniają adsorpcję. Każdy "kwiatek" składa się z wiązki nanorurek o przekroju 15 nm. Utworzono je poprzez bombardowanie ultradźwiękami roztworu zawierającego cynk.

Aby zbudować czujnik, badacze połączyli w obwód dwa płaty nanostruktur. Tylko jeden z nich był wystawiany na ewentualne działanie etanolu. Porównując oporność obu, można stwierdzić, czy w wydychanym powietrzu znajdował się alkohol.

Nowy czujnik wykrywa tak małe ilości alkoholu, jak 50 części na milion. W praktyce konieczny jest dodatek platyny lub złota, by sensor stał się jeszcze czulszy.

Tsang widzi wiele zastosowań nanokwiatów, np. przy monitorowaniu spalania gazów (w pojazdach mechanicznych lub fabrykach), analizie oparów lub składu pokarmów czy wydychanego powietrza.

Przypuszczam, że nowy materiał może stanowić dobry materiał katalizujący — dodaje Tsang. Tlenek cynku z dodatkiem miedzi jest już stosowany do odsiarczania metanu.

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
      Samochody przyszłości mogą być napędzane paliwem uzyskiwanym ze... starych gazet. Tak przynajmniej twierdzą uczeni z Tulane University, którzy zidentyfikowali nowy szczep bakterii nazwany TU-103. Bakterie te zmieniają stare gazety w butanol, a uczeni wykorzystują w swoich eksperymentach stare numery Times Picauyne.
      TU-103 to pierwszy znany szczep bakterii, który tworzy butanol wprost z celulozy. Celuloza obecna w zielonych roślinach to najobficiej występujący materiał organicznych. Wielu marzy o tym, by nauczyć się zmieniać ją w butanol. Każdego roku w samych tylko Stanach Zjednoczonych na wysypiska trafiają co najmniej 323 miliony ton materiałów zawierających celulozę - mowi Harshad Velankar, badacz zatrudniony w laboratorium Davida Mullina.
      Naukowcy odkryli TU-103 w zwierzęcych odchodach i opracowali sposób na nakłonienie bakterii do produkcji butanolu. Najważniejsze, że TU-103 tworzy butanol wprost z celulozy - mówi Mullin.
      Nowo odkryta bakteria jako jedyny mikroorganizm produkujący butanol może robić to w obecności tlenu. Inne bakterie tworzące butanol wymagają środowiska beztlenowego, co podnosi koszty produkcji.
      Butanol lepiej sprawdza się w roli biopaliwa, gdyż w przeciwieństwie do etanolu może być spalane w tradycyjnych silnikach, nadaje się do transportu istniejącymi rurociągami, ma słabsze właściwości żrące i można uzyskać z niego więcej energii.
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Choć wydawałoby się, że wódka właściwie nie ma smaku, a osoba przedkładająca jeden, zazwyczaj droższy, gatunek tego alkoholu nad inne jest snobem, to nieprawda. Wódki różnią się smakiem przez różną zawartość wodzianu etanolu.
      Co ważne, wódka nie jest zwykłym 40% roztworem etanolu w wodzie. Dale W. Schaefer z University of Cincinnati w Ohio oraz współpracownicy z Uniwersytetu Moskiewskiego im. M. Łomonosowa przypomnieli sobie o obserwacjach roztworów alkoholi zawartych w rozprawie doktorskiej Mendelejewa z 1865 r. Twórca układu okresowego pierwiastków był przekonany, że w roztworze 40% etanolu i 60% wody powinny się utworzyć charakterystyczne klastry cząsteczek – wodziany (zwane inaczej hydratami). Sto lat później Linus Pauling twierdził, że etanol otaczają przyłączone od strony atomu wodoru cząsteczki wody. W ramach wiązania wodór jest przyciągany bliżej tlenu, co umożliwia stworzenie sztywniejszej struktury. Naruszenie tych wodnych klatek przez zanieczyszczenia lub zwykłe wstrząsanie wpływa na smak.
      Rosyjsko-amerykański zespół zastosował techniki spektrograficzne. Skyy, Belvedere, Stolichnaya, Grey Goose oraz Oval – to 5 marek wybranych do badania budowy. Akademicy uważają, że wybierając konkretną wódkę, smakosze kierują się raczej jej wewnętrzną strukturą niż tradycyjnie rozumianym smakiem. Napoje o niskim stopniu ustrukturowania wydają się bardziej wodniste, ponieważ frakcja klastrów wody jest tu większa niż w markach o wysokim poziomie ustrukturowania. Napoje o wysokim stopniu ustrukturowania [...] zawierają efemeryczne klatkopodobne twory, gdzie cząsteczka alkoholu zostaje otoczona cząsteczkami wody. Przy wysokim stężeniu alkoholu pojawiają się klastry alkoholu... Klastry etanolowe bez wątpienia inaczej stymulują podniebienie niż woda lub klatki E•5.3H2O. Nawet przy braku smaku w potocznym rozumieniu tego słowa miłośnicy wódki mogą wykazywać preferencje w stosunku do określonej struktury.
      Pozostali naukowcy nie są pewni, czy w temperaturach pokojowych układy woda-cząsteczka naprawdę występują. Nibykrystaliczne klatki (kompleks klatratowy), które fizycznie więżą inne cząsteczki, przeważnie pojawiają się w bardzo niskich temperaturach i przy wysokim ciśnieniu – podkreśla Joel Eaves z University of Colorado.
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Liścionosy (Phyllostomidae), nietoperze zamieszkujące Amerykę Południową i Środkową, zjadają dużo owoców i nektaru. Co więcej, nie stronią od nich nawet wtedy, gdy są mocno sfermentowane. Kanadyjscy chiropterolodzy wykazali jednak, że bez problemu zdają w stanie upojenia alkoholowego testy sprawnościowe polegające na unikaniu przeszkód.
      Naukowcy z Uniwersytetu Zachodniego Ontario i Uniwersytetu w Reginie przypuszczali, że ilość etanolu w spożywanych przez nietoperze sfermentowanych owocach i nektarze wystarczy, by wywołać stan upojenia alkoholowego. Chcąc sprawdzić, jak latające ssaki wtedy funkcjonują, przeprowadzili eksperyment z 106 liścionosami należącymi do 6 różnych gatunków. Zwierzęta skonsumowały etanol zmieszany ze słodką wodą. Było go tyle, że zawartość alkoholu we krwi sięgała 3 promili (!), a nawet więcej. Osobniki z grupy kontrolnej piły tylko wodę z cukrem.
      Nietoperze miały przelecieć zaprojektowany przez badaczy tor przeszkód. W tym czasie musiały się wykazać 5 charakterystycznymi zachowaniami, w innym razie uznano by je bowiem za pijane. Poza tym Kanadyjczycy zakładali, że upojenie zmieni ich umiejętności echolokacyjne, dlatego nagrywali ssaki dzięki ultradźwiękowemu mikrofonowi pojemnościowemu.
      Brock Fenton podkreśla, że wszyscy myśleli, że z taką zawartością alkoholu we krwi nietoperze obleją test, nic takiego się jednak nie stało. Wszystkie go zaliczyły. Nie widać było mierzalnych zmian ani w locie, ani w echolokacji.
      Wcześniejsze studia na nietoperzach ze Starego Świata, które żywią się sezonowymi owocami i nektarem, wykazały, że zawartość etanolu w pokarmie wyraźnie oddziałuje na ich zdolności manewrowania i echolokację. Ich amerykańscy krewni przez cały rok raczą się sfermentowanym nektarem i owocami o wysokiej zawartości etanolu, co najwyraźniej doprowadziło do wykształcenia się tolerancji.
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Po przeanalizowaniu losów 38 tys. chorych z urazami głowy lekarze z Cedars-Sinai Medical Center w Los Angeles doszli do zaskakującego wniosku: alkohol zwiększa przeżywalność po tego rodzaju wypadkach. Na każde 100 osób umierających bez promila alkoholu we krwi przypadało bowiem tylko 88 zgonów ludzi raczących się wcześniej drinkiem lub kilkoma (Archives of Surgery).
      Amerykanie nie wykluczają, że w przyszłości być może procedura ratowania życia pacjentom z urazem mózgu obejmie podawanie etanolu. Ali Salim wspomina nawet o testach klinicznych, zaznacza jednak, że wcześniej trzeba zebrać więcej danych i określić mechanizm opisywanego zjawiska, właściwą dawkę oraz przedział czasowy administrowania alkoholu. Naukowiec przypuszcza, że może chodzić o to, iż alkohol zmniejsza ilość docierającej do mózgu adrenaliny, co ogranicza stan zapalny.
      Salim podkreśla, że choć wyniki kilku wcześniejszych badań wskazywały na korzystny wpływ alkoholu, znalazły się też takie, w ramach których się to nie udało. Eksperymenty na zwierzętach unaoczniły jednak, że niskie dawki etanolu zabezpieczają uszkodzony mózg, lecz wysokie zwiększają ryzyko zgonu.
      Amerykanie dalecy są od wysławiania alkoholu pod niebiosa, przypominają, że odpowiada on za wiele śmiertelnych wypadków drogowych. Co więcej, lekarze zauważyli, że choć ogólny wskaźnik przeżywalności pijących był wyższy, cierpieli z powodu poważniejszych urazów i zmagali się z liczniejszymi komplikacjami.
      Specjaliści, którzy zapoznali się z badaniami kolegów z Cedars-Sinai, wskazują na jeszcze jeden problem, a właściwie ograniczenie. Urazy mózgu mogą być bardzo różne i jak łatwo się domyślić, alkohol wpłynie na nie niejednakowo.
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Toyota pracuje nad urządzeniem, które uniemożliwi pijanemu kierowcy prowadzenie samochodu. Składa się ono z ręcznego alkomatu połączonego z aparatem cyfrowym.
      Urządzenie bada oddech kierowcy i wykonuje jednocześnie jego fotografię, by sprawdzić, czy w alkomat nie dmuchał ktoś inny. Jeśli w wydychanym powietrzu zostanie wykryty alkohol, kierowca otrzymuje ostrzeżenie, a zapłon samochodu jest blokowany.
      Obecnie trwają testy systemu. Bierze w nich udział firma Hino Motors, producent ciężarówek. Część pojazdów, wyposażonych w wykrywacz alkoholu, będzie użytkowana przez urzędy państwowe i prywatne firmy. Urządzenie zostało wyposażone w moduł zdalnej łączności z centralą, tak więc jeśli kierowca jest pijany, jego przełożeni natychmiast się o tym dowiedzą.
      Walka z pijanymi kierowcami prowadzona jest w wielu krajach. W USA część stanów przyjęły ustawy przewidujące przymusowe montowanie alkomatów w samochodach osób, które już raz zostały przyłapane na prowadzeniu pojazdu po spożyciu alkoholu.
×
×
  • Create New...