Zaloguj się, aby obserwować tę zawartość
Obserwujący
0
Dr Sherlock na tropie... złotego trunku
dodany przez
KopalniaWiedzy.pl, w Nauki przyrodnicze
-
Podobna zawartość
-
przez KopalniaWiedzy.pl
Piękna stabilna piana to jeden z elementów piwa, którego poszukują miłośnicy tego napoju. Niestety, często spotyka ich zawód. Tworząca się podczas nalewania pianka błyskawicznie znika, zanim zdążymy wziąć pierwszy łyk. Są jednak rodzaje piwa, szczególnie piwa belgijskie, na których pianka jest wyjątkowo stabilna. Naukowcy z Politechniki Federalnej w Zurychu, pracujący pod kierunkiem profesora Jana Vermanta, odkryli właśnie sekret długotrwałego utrzymywania się piany na piwie. Poznanie tej tajemnicy zajęło 7 długich lat badań.
Do niedawna nauka uważała, że stabilność pianki na piwie zależy przede wszystkim od bogatych w proteiny warstw na powierzchni pianki. Jednak badania Vermanta wykazały, że sprawa jest znacznie bardziej skomplikowana.
Okazuje się, że jeśli chodzi o belgijskie piwa typu ale to najbardziej stabilną pianę mają Tripel, mniej stabilną Dubbel, a najmniej stabilną te, które przeszły mniej intensywną fermentację i mają najniższą zawartość alkoholu (Singel). Dwa lagery z dużych szwajcarskich browarów również miały piankę, której stabilność można było porównać z belgijskimi ale, jednak reguły fizyczne zapewniające tę stabilność były inne.
W piwach typu lager elementem decydującym o stabilności pianki jest lepkosprężystość powierzchni. O niej zaś decydują białka obecne w piwie oraz ich denaturacja. Im więcej białek, tym bardziej sztywna błona tworzy się wokół bąbelków w piance i tym bardziej stabilna pianka. Jednak w piwach typu Tripel lepkosprężystość jest minimalna. Tutaj o niezwykłej stabilności pianki decyduje efekt Marangoniego, transfer masy wzdłuż granicy faz w wyniku gradientu napięcia powierzchniowego. Można go zaobserwować w domu wsypując do szklanki wody nieco pokruszonych liści herbaty. Rozłożą się one równomiernie na powierzchni. Gdy dodamy teraz kroplę mydła, zostaną one gwałtownie ściągnięte ku brzegom, przez co na powierzchni powstają prądy. Na piwie, jeśli utrzymają się one dłużej, stabilizują pęcherzyki w pianie.
W belgijskich Singel bogate w białka otoczki wokół pęcherzyków piany zachowują się jak drobne kuliste cząstki, układają się gęsto na powierzchni pęcherzyków, tworząc coś na podobieństwo dwuwymiarowej zawiesiny – mieszaniny cieczy i drobnych ciał stałych – co stabilizuje pęcherzyki. W Dubbel białka tworzą strukturę siatki, rodzaj siatkowatej błony, co jeszcze lepiej stabilizuje pianę. Z kolei w Tripel zachodzą skomplikowane zjawiska podobne do tych, które obserwuje się w prostych surfaktantach, co czyni piankę wyjątkowo stabilną.
Mimo siedmiu lat badań naukowcy nie dowiedzieli się dokładnie, skąd to odmienne zachowanie. Wszystko wskazuje jednak na to, że kluczową rolę w stabilizacji piany odgrywa białko LTP1. Profesor Vermant podkreśla, że stabilność pianki na piwie nie jest zależna od czynników liniowych. Nie wystarczy zmienić jednego elementu i uzyskać ideał. Na przykład jeśli zwiększymy lepkość, pianka stanie się bardziej niestabilna, gdyż osłabi to efekt Marangoniego. Kluczowe jest dostrojenie jednego czynnika w danym czasie tak, by nie doprowadził to do zmiany innych elementów. W piwie odbywa się to w sposób naturalny.
Badania nad pianką na piwie mogą wydawać się mało poważne, jednak ich znaczenie wykracza znacznie poza spożycie złotego napoju. Na przykład lubrykanty stosowane w samochodach elektrycznych mogą ulec spienianiu, co stanowi poważny problem. Dlatego też zespół Vermanta współpracuje obecnie z Shellem i innymi firmami badając, w jaki sposób można uniknąć powstawania piany tam, gdzie jest to niepożądane. Inną korzyścią z badań Vermanta jest poczynienie postępu w kierunku stworzenia surfaktantów wolnych od silikonu czy fluoru. Szwajcarscy uczeni zaangażowani są też w badania nad pianami jako systemami do przenoszenia bakterii oraz nad stabilizacją piany z mleka.
Więcej o badaniach nad stabilnością piwnej pianki można przeczytać w piśmie Physics of Fluid.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Claudio Pellegrini z brazylijskiego Uniwersytetu Federalnego w São João del-Rei obliczył, jaki kształt powinna mieć szklanka do piwa, by jak najdłużej utrzymać niską temperaturę napoju. Problem temperatury piwa trapi naukowców od dawna. Już przed 11 laty klimatolodzy z University of Washington prowadzili obliczenia i eksperymenty, które dały odpowiedź na pytanie, dlaczego w letni dzień piwo tak szybko się ogrzewa.
Większość osób woli pić piwo ze szklanki niż z kufla. Jednak piwo w takim naczyniu szybciej się ogrzewa. Pellegrini, który opublikował wyniki swoich badań na łamach arXiv, postanowił poszukać optymalnego kształtu szklanki, opierając się na podstawach fizyki dotyczących transferu ciepła. W swojej pracy nie brał pod uwagę czynników zewnętrznych, takich jak ciepło dłoni czy rodzaj szkła. Badał jedynie, w jaki sposób kształt wpływa na tempo przepływu energii cieplnej.
Swoje obliczenia rozpoczął od standardowego kształtu i rozmiaru typowej szklanki o prostych ściankach i takiej samej średnicy na górze i na dole. Dla każdego ze sprawdzanych kształtów przyjął taką samą temperaturę napoju oraz założył, że samo szkło ma pomijalną rezystancję termiczną.
Okazało się, że ludzkość – bez naukowych obliczeń – stworzyła już idealny kształt szklanki do piwa. Okazało się, że złocisty napój ogrzewa się najwolniej w szklance z dnem o niewielkiej średnicy, która stopniowo rozszerza się ku górze.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Fizyka zajmuje się zróżnicowanym zakresem badań, od bardzo przyziemnych, po niezwykle abstrakcyjne. Koreańsko-niemiecki zespół badawczy, na którego czele stał Wenjing Lyu postanowił przeprowadzić jak najbardziej przyziemne badania, a wynikiem jego pracy jest artykuł pt. „Eksperymentalne i numeryczne badania piany na piwie”.
Naukowcy zajęli się odpowiedzią na wiele złożonych pytań dotyczących dynamiki tworzenia się piany na piwie, co z kolei może prowadzić do udoskonalenia metod warzenia piwa czy nowej architektury dysz, przez które piwo jest nalewane do szkła. Tworzenie się pianki na piwie to skomplikowana gra pomiędzy składem samego piwa, naczynia z którego jest lane a naczyniem, do którego jest nalewane. Naukowcy, browarnicy i miłośnicy piwa poświęcili tym zagadnieniom wiele uwagi. Autorzy najnowszych badań skupili się zaś na opracowaniu metody, która pozwoli najtrafniej przewidzieć jak pianka się utworzy i jakie będą jej właściwości.
Piana na piwie powstaje w wyniku oddziaływania gazu, głównie dwutlenku węgla, wznoszącego się ku górze. Tworzącymi ją składnikami chemicznymi są białka brzeczki, drożdże i drobinki chmielu. Pianka powstaje w wyniku olbrzymiej liczby interakcji chemicznych i fizycznych. Jest on cechą charakterystyczną piwa. Konsumenci definiują ją ze względu na jej stabilność, jakość, trzymanie się szkła, kolor, strukturę i trwałość. Opracowanie dokładnego modelu formowania się i zanikania pianki jest trudnym zadaniem, gdyż wymaga wykorzystania złożonych modeli numerycznych opisujących nieliniowe zjawiska zachodzące w pianie, czytamy w artykule opisującym badania.
Naukowcy wspominają, że wykorzystali w swojej pracy równania Reynoldsa jako zmodyfikowane równania Naviera-Stokesa (RANS), w których uwzględnili różne fazy oraz przepływy masy i transport ciepła pomiędzy tymi masami. Liu i jego zespół wykazali na łamach pisma Physics of Fluids, że ich model trafnie opisuje wysokość pianki, jej stabilność, stosunek ciekłego piwa do pianki oraz objętość poszczególnych frakcji pianki.
Badania prowadzono we współpracy ze startupem Einstein 1, który opracowuje nowy system nalewania piwa. Magnetyczna końcówka jest w nim wprowadzana na dno naczynia i dopiero wówczas rozpoczyna się nalewanie piwa, a w miarę, jak płynu przybywa, końcówka wycofuje się. Naukowcy zauważyli, że w systemie tym pianka powstaje tylko na początku nalewania piwa, a wyższa temperatura i ciśnienie zapewniają więcej piany. Po fazie wstępnej tworzy się już sam płyn. Tempo opadania piany zależy od wielkości bąbelków. Znika ona mniej więcej po upływie 25-krotnie dłuższego czasu, niż czas potrzebny do jej formowania się.
W następnym etapie badań naukowcy będą chcieli przyjrzeć się wpływowi końcówki do nalewania na proces formowania się piany i jej stabilność.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Naukowcy z Uniwersytetu w Kopenhadze zmodyfikowali drożdże tak, by wykrywały aktywne substancje z konopi indyjskich i pod ich wpływem zabarwiały się na czerwono. Takie drożdże pozwolą łatwiej odkrywać substancje o potencjalnych zastosowaniach medycznych bez konieczności posiadania specjalistycznego sprzętu, dzięki czemu większa liczba instytucji będzie mogła prowadzić poszukiwania takich substancji. Drożdże mogą też posłużyć do stworzenia testów narkotykowych.
Mamy tutaj żywy czujnik z komórek drożdży, który reaguje na kannabinoidy i substancje o podobnej funkcji, nawet gdy wyglądają bardzo różnie od kannabinoidów. Taki czujnik może zostać użyty do wykrywania substancji o podobnym działaniu do kannabinoidów. To zaś może zdemokratyzować rozwój medycyny, gdyż firmy farmaceutyczne nie będą jedynymi instytucjami, zdolnymi do wykrywania nowych substancji, mówi profesor Sotirios Kampranis, który stał na czele grupy badawczej.
Zespół Kampranisa zmienił receptory sprzężone z białkami G (GPCR) wykorzystywane przez drożdże podczas rozmnażania płciowego do wyczuwania komórki o przeciwnym znaku koniugacyjnym (typie płciowym). Zastąpiono je receptorami GPCR, które ludzki organizm wykorzystuje do wykrywania kannabinoidów. Ponadto naukowcy dodali do drożdży materiał genetyczny, który powoduje, że po wykryciu kannabinoidów zmieniają kolor na czerwony, a nawet zaczynają świecić. Autorzy badań mówią, że w podobny sposób można przystosować drożdże to wykrywania opioidów i innych substancji medycznych.
Naukowcy z Kopenhagi przetestowali swoje drożdże na próbce 1600 przypadkowo wybranych substancji z uniwersyteckich zbiorów. Drożdże spisały się na medal. W ciągu jednego dnia wykazały obecność czterech substancji, których dotychczas nie łączono z procesami przeciwzapalnymi czy uśmierzaniem bólu, a które potencjalnie można wykorzystać w takim celu, cieszy się profesor Kampranis.
Wykrywanie tego typu substancji jest obecnie skomplikowanym procesem, wymagającym posiadania specjalistycznego laboratorium. Wiele uczelni czy niekomercyjnych instytucji nie może sobie pozwolić na tak kosztowne wyposażenie. Drożdże mogą być alternatywą. Zdaniem Kampranisa, za pomocą drożdży i stworzonego w jego laboratorium przenośnego bioczujnika mocowanego do smartfona, małe laboratoria będą teraz mogły łatwiej substancje potencjalnie użyteczne w medycynie. Nie należy, oczywiście, oczekiwać, że małe laboratoria będą w stanie dzięki temu konkurować z wyspecjalizowanymi firmami farmaceutycznymi. Nowa technika pozwala bowiem na wykrywanie substancji o określonym działaniu, ich wyizolowanie i przebadanie to zupełnie inna historia.
Bioczujnik wykorzystuje kamerę wbudowaną w smartfon i dostarcza wyników w ciągu zaledwie 15 minut. Urządzenie takie przyda się również w wykrywaniu narkotyków na lotniskach czy podczas codziennej pracy policji.
Możemy za jego pomocą wykrywać zarówno kannabinoidy jak również sztucznie stworzone substancje o innej strukturze, które działają tak, jak kannabinoidy. Możemy też dostosować drożdże tak, by wykrywały opioidy jak morfina, oksykodon czy fentanyl, stwierdza Kampranis. Taki czujnik można wydrukować czy zbudować za pomocą łatwo dostępnych podzespołów. Obecnie zespół Kampranisa pracuje nad tym, by bezpłatnie udostępnić swoje narzędzie jak największej liczbie chętnych, zachowując przy tym kontrolę nad jego dalszym rozwojem.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
W bawarskiej miejscowości Endsee archeolodzy prowadzili wykopaliska wczesnośredniowiecznego pochówku, gdy trafili na żelazną ramę. Szybko okazało się, że to... żelazne składane krzesło z około 600 roku. To zaledwie drugie wczesnośredniowieczne żelazne składane krzesło znalezione na terenie Niemiec. To co na pierwszy rzut oka wydaje się współczesny przedmiotem, daje nam wyjątkowy wgląd w życie klas wyższych i wczesne użycie mebli, wyjaśnia profesor Mathias Pfeil, szef Bawarskiego Krajowego Biura Ochrony Zabytków.
Krzesło, które po złożeniu ma wymiary 70x45 cm, znajdowało się w grobie kobiety, której wiek w chwili śmierci określono wstępnie na 40–50 lat. Zmarłą ubrano w naszyjnik z wielokolorowych szklanych koralików. Znaleziono też przy niej dwie brosze zapinane na szyi, płaską broszę z almandynu, duży koralik wykonany techniką millefiori oraz przęślik. Krzesło znajdowało się u stóp kobiety, a obok niego złożono kość zwierzęcą, prawdopodobnie krowie żebro, stanowiące część ofiary. Resztki drewnianych paneli sugerują, że zmarłą pochowano w zamkniętej komorze grobowej.
Obok grobu kobiety odkryto drugi, niemal równoległy pochówek mężczyzny zorientowany w osi wschód-zachód. Na ostatnią drogę mężczyzna został wyposażony w pas z zapięciem z brązu, przypiętą do pasa sakiewkę, pełne wyposażenie bojowe, na które składała się lanca, tarcza oraz spatha czyli długi miecz używany przez jazdę rzymską.
Przedmioty takie jak składane krzesło są niezwykle rzadko znajdowane w grobach. Specjaliści uważają, że stanowią one specjalny prezent grobowy, oznaczający, że zmarły dzierżył wysokie stanowisko lub miał wysoki status społeczny. Dotychczas w grobach na terenie całej Europy znaleziono jedynie 29 wczesnośredniowiecznych składanych krzeseł, z czego zaledwie 6 to krzesła żelazne. Krzesła takie zwykle znajdowane są w grobach kobiet.
Składne krzesła z żelaza i brązu były znane już starożytnym Rzymianom. Najbardziej znane z nich, sella curulis, czyli krzesło kurulne, należało do insygniów władzy. Początkowo przysługiwało ono królom, później również wysokim rangą urzędnikom.
« powrót do artykułu
-
-
Ostatnio przeglądający 0 użytkowników
Brak zarejestrowanych użytkowników przeglądających tę stronę.