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

Żywność organiczna będzie bezpieczeniejsza?

Recommended Posts

Moda na żywność organiczną, tzn. powstającą bez stosowania sztucznych dodatków, opanowała już wiele krajów. Idea ta ma wiele zalet, lecz istotną wadą jest podwyższone ryzyko skażenia mikrobiologicznego. Aby uniknąć dodawania środków bójczych, naukowcy proponują bombardowanie pożywienia elektronami.

Jeszcze kilka lat temu produkty organiczne były sprzedawane wyłącznie w małych sklepikach, a dostawcy tego typu pożywienia byli często uważani za ekscentryków. Z biegiem czasu okazało się jednak, że popyt na te produkty zaczął znacząco się rozrastać. Wraz z nadejściem mody na żywność bez dodatku syntetycznych środków ochrony roślin okazało się jednak, że zarówno na powierzchni pędów, jak i w głębi nasion przeżywa ogromna ilość mikroorganizmów. Część z nich jest potencjalnie szkodliwa dla człowieka, przez co poszukiwanie rozwiązania tego problemu było niemal konieczne.

Z odpowiedzią na zapotrzebowanie przyszli naukowcy z Instytutu Wiązek Elektronowych i Technologii Plazmowej należącego do Instytutu Fraunhofera. Jak tłumaczy jeden z naukowców biorących udział w badaniach, dr Olaf Röder, jeśli plony zbóż poddają się chorobie, dzieje się tak zwykle z powodu mikroskopijnych grzybów i zarodników obecnych na zewnętrznej powierzchni oraz w łupinach nasion. Zamiast używać środków chemicznych w celu usunięcia tych zarodników, zastosowaliśmy przyśpieszone elektrony.

Zasada opracowanej technologii jest prosta: wysyłane przez odpowiedni aparat cząstki mają wysoką energię kinetyczną, dzięki czemu potrafią niszczyć wiązania chemiczne wchodzące w skład cząsteczek należących do ciała grzyba. Co jest jednak ważne, dzieje się to bez podnoszenia temperatury dezynfekowanego materiału, dzięki czemu wpływ na smak produktu jest znacznie mniejszy, niż w przypadku dezynfekcji przez gotowanie.

Naukowcy z Instytutu Fraunhofera wybudowali już prototypową stację oczyszczania żywności organicznej. Jest ona zdolna przyjąć trzydzieści ton nasion w ciągu godziny. Bardzo istotną zaletą stosowanego w niej procesu technologicznego jest precyzja. Dawka energii przenoszonej przez elektrony jest dobrana tak, by docierały one wyłącznie do zewnętrznych warstw nasion. Dzięki temu materiał siewny zachowuje pełną zdolność do kiełkowania, pozwalając nie tylko na jego spożywanie, ale także na wykorzystanie podczas kolejnego sezonu wegetacyjnego.

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
      We wczesnych społecznościach rolniczych północno-zachodniej Europy przemoc była codziennością, wskazują badania brytyjsko-szwedzko-niemieckiej grupy naukowej. Naukowcy przyjrzeli się szczątkom ponad 2300 rolników ze 180 stanowisk archeologicznych z okresu pomiędzy 8000 a 4000 lat temu i zauważyli, że w przypadku ponad 10% z nich widoczne są obrażenia od broni. Wbrew rozpowszechnionemu poglądowi o pokojowej współpracy, w neolicie dochodziło do konfliktów, w których zabijano całe społeczności.
      Badania sugerują, że rozpowszechnienie się hodowli roślin i zwierząt i związana z tym zmiana trybu życia z łowiecko-zbierackiego na osiadły, mogły doprowadzić do sformalizowania konfliktów zbrojnych. Naukowcy przyjrzeli się szczątkom ludzkim z Danii, Francji, Niemiec, Wielkiej Brytanii, Hiszpanii i Szwecji. Na szkieletach szukali śladów urazów, przede wszystkim zadanych w czaszkę tępym narzędziem.
      W ponad 10% przypadków znaleziono uszkodzenia czaszki odpowiadające wielokrotnym uderzeniom tępym narzędziem. Odkryto też obrażenia penetrujące, być może od strzał. W niektórych przypadkach obrażenia były powiązane z masowymi pochówkami, co sugeruje zniszczenie całych społeczności. Ludzkie kości do najlepsze i najbardziej wiarygodne dowody na przemoc. W ostatnich latach zaś znacznie zwiększyły się nasze możliwości odróżnienia śmiertelnych obrażeń od złamań kości, które miały miejsce po śmierci, potrafimy też odróżnić przypadkowe zranienia od napaści z bronią, mówi doktor Linda Fibiger z Uniwersytetu w Edynburgu.
      Naukowcy zastanawiają się też, dlaczego przemoc stała się tak powszechna w tym czasie. Ich zdaniem, najbardziej prawdopodobnym wyjaśnieniem jest zmiana stosunków ekonomicznych. Wraz z rolnictwem pojawiły się nierówności i ci, którym wiodło się gorzej zaczęli organizować napaści i dochodziło do zbiorowej przemocy, co było alternatywną strategią na odniesienie sukcesu, dodaje doktor Martin Smith z Bournemouth University.
      Badania zostały opisane w artykule Conflict, violence, and warfare among early farmers in Northwestern Europe.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Gdy przed 10 000 lat ludzkość zajęła się rolnictwem, doprowadziło to nie tylko do olbrzymich zmian społecznych czy politycznych. Zajmowanie pod uprawę coraz większych areałów, pojawienie się w końcu rolnictwa na skalę przemysłową doprowadziło też do zmiany składu atmosfery. Jeśli więc istnieją planety, których mieszkańcy również prowadzą rozwiniętą gospodarkę rolną, to ich atmosfery odczuły skutki takiej działalności. Istnieją w nich sygnatury, które powinien zauważyć Teleskop Webba (JWST).
      Ziemia pokryta jest olbrzymią mozaiką pól uprawnych, doszło do zmiany sposobu odbijania światła przez szatę roślinną ziemi, a pola uprawne – szczególnie z upraw przemysłowych – emitują do atmosfery różnego typu związki chemiczne. Zdaniem grupy astronomów, zmiany takie muszą być widoczne z przestrzeni kosmicznej. I podobne sygnatury są generowane na wszystkich egzoplanetach, gdzie istnieje rozwinięte rolnictwo. W przyszłych badaniach sygnatur cywilizacji technicznych, warto rozważyć możliwość istnienia sygnatur z „egzofarm”, uważa Jacob Haqq-Misra i jego koledzy Blue Marble Space Institute of Science w Seattle.
      Jedną z cech charakterystycznych rolnictwa jest nawożenie pól. Dzięki temu rośliny mają lepszy dostęp do azotu, jednego z podstawowych składowych życia. Podczas produkcji nawozów sztucznych używa się olbrzymich ilości amoniaku. Część z tego amoniaku ucieka do atmosfery. Utrzymuje się w niej jednak zaledwie przed kilka dni. Wykrycie więc amoniaku w atmosferze planety może oznaczać, że jest on tam ciągle dostarczany, a jego źródłem może być rolnictwo.
      Jednak sam amoniak to nie wszystko. Wykorzystywanie amoniaku wiąże się też z pojawieniem się tlenku diazotu (N2O), gazu cieplarnianego utrzymującego się w atmosferze przez ponad 100 lat. Jakby jeszcze tego było mało, rolnictwo jest też wielkim źródłem emisji metanu. Zatem astronomowie, którzy za pomocą JWST będą szukali śladów życia pozaziemskiego, mogą rozejrzeć się za sygnaturami wszystkich trzech związków. A zakres swoich badań mogą znacznie zawęzić, gdyż sygnatury świadczące o istnieniu egzofarm mogą pojawić się tylko na planetach, na których przebiega proces fotosyntezy, zatem w atmosferach takich planet powinny być też widoczne sygnatury H2O, O2 i CO2, mówi Haqq-Misra.
      Z naszych wyliczeń wynika, że jednoczesne wykrycie NH2 i N2O w atmosferze zawierającej H2O, O2 i CO2 może być sygnaturą istnienia dużego areału uprawnego, stwierdzają autorzy badań. I dodają, że Teleskop Webba powinien być w stanie wykryć amoniak występujący w ilości 5 części na milion w atmosferze planety krążącej wokół pobliskiego czerwonego karła, jeśli znajduje się w niej również sporo wodoru. Obecnie stężenie amoniaku w atmosferze Ziemi wynosi około 10 części na milion.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Po raz pierwszy udało się zrekonstruować w laboratorium falową naturę elektronu, jego funkcję falową Blocha. Dokonali tego naukowcy z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Santa Barbara (UCSB), a ich praca może znaleźć zastosowanie w projektowaniu kolejnych generacji urządzeń elektronicznych i optoelektronicznych.
      Elektrony zachowują się jednocześnie jak cząstki oraz jak fala. Ich falowa natura opisywane jest przez naukowców za pomocą obiektów matematycznych zwanych funkcjami falowymi. Funkcje te zawierają zarówno składowe rzeczywiste, jak i urojone. Z tego też powodu funkcji falowej Blocha elektronu nie można bezpośrednio zmierzyć. Można jednak obserwować powiązane z nią właściwości. Fizycy od dawna próbują zrozumieć, w jaki sposób falowa natura elektronów poruszających się przez sieć krystaliczną atomów, nadaje tej sieci właściwości elektroniczne i optyczne. Zrozumienie tego zjawiska pozwoli nam projektowanie urządzeń lepiej wykorzystujących falową naturę elektronu.
      Naukowcy z Santa Barbara wykorzystali silny laser na swobodnych elektronach, który posłuży im do uzyskanie oscylującego pola elektrycznego w półprzewodniku, arsenu galu. Jednocześnie za pomocą lasera podczerwonego o niskiej częstotliwości wzbudzali jego elektrony. Wzbudzone elektrony pozostawiały po sobie „dziury” o ładunku dodatnim. Jak wyjaśnia Mark Sherwin, w arsenku galu dziury te występują w dwóch odmianach – lekkiej i ciężkiej – i zachowują się jak cząstki o różnych masach.
      Para elektron-dziura tworzy kwazicząstkę zwaną ekscytonem. Fizycy z UCSB odkryli, że jeśli utworzy się elektrony i dziury w odpowiednim momencie oscylacji pola elektrycznego, to oba elementy składowe ekscytonów najpierw oddalają się od siebie, następnie zwalniają, zatrzymują się, zaczynają przyspieszać w swoim kierunku, dochodzi do ich zderzenia i rekombinacji. W czasie rekombinacji emitują impuls światła – zwany wstęgą boczną – o charakterystycznej energii. Emisja ta zawiera informacje o funkcji falowej elektronów, w tym o ich fazach.
      Jako, że światło i ciężkie dziury przyspieszają w różnym tempie w polu elektrycznym ich funkcje falowe Blocha mają różne fazy przed rekombinacją z elektronami. Dzięki tej różnicy fazy dochodzi do interferencji ich funkcji falowych i emisji, którą można mierzyć. Interferencja ta determinuje też polaryzację wstęgi bocznej. Może ona być kołowa lub eliptyczna.
      Autorzy eksperymentu zapewniają, że sam prosty stosunek pomiędzy interferencją a polaryzacją, który można zmierzyć, jest wystarczającym warunkiem łączącym teorię mechaniki kwantowej ze zjawiskami zachodzącymi w rzeczywistości. Ten jeden parametr w pełni opisuje funkcję falową Blocha dziury uzyskanej w arsenku galu. Uzyskujemy tę wartość mierząc polaryzację wstęgi bocznej, a następnie rekonstruując funkcję falową, która może się różnić w zależności od kąta propagacji dziury w krysztale, dodaje Seamus O'Hara.
      Do czego takie badania mogą się przydać? Dotychczas naukowcy musieli polegać na teoriach zawierających wiele słabo poznanych elementów. Skoro teraz możemy dokładnie zrekonstruować funkcję falową Blocha dla różnych materiałów, możemy to wykorzystać przy projektowaniu i budowie laserów, czujników i niektórych elementów komputerów kwantowych, wyjaśniają naukowcy.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Do 2050 roku rolnictwo będzie musiało zaspokoić potrzeby żywieniowe niemalże 10 mld ludzi. Biorąc pod uwagę dewastację gruntów rolnych i światowe niedobory wody jednym z rozwiązań wydają się być takie trendy jak zero waste czy alternatywne źródła białka, które pozwolą odpowiedzieć na rosnące zapotrzebowanie bez niszczenia środowiska naturalnego. Filozofia „zero waste”  mocno wpisuje się̨ w naszą codzienność, jednak czy kojarzymy to sformułowanie z rolnictwem? Niestety nie, a szkoda.
      Wbrew powszechnym twierdzeniom, rolnictwo w bardzo wielu zakresach jest zero waste – tłumaczy prof. UPP dr hab. Zuzanna Sawinska z Katedry Agronomii, Wydział Rolnictwa. Ogrodnictwa i Bioinżynierii UPP. Od zarania swych dziejów wykorzystuje w produkcji z dużym powodzeniem np. obornik, czyli odpad z produkcji zwierzęcej. W  kolejnych latach do zastosowania w uprawach wprowadzane były komposty, nawozy zielone, pofermenty z biogazowni czy w ostatnim czasie osady ściekowe jako nawóz – wymienia badaczka. Ale to nie koniec możliwości wykorzystania „odpadów” w produkcji roślinnej.
      Coraz częściej słyszymy o owadach jako bardzo dobrym źródle białka w żywieniu zwierząt a także ludzi. A co będzie się działo z tym co owady zjedzą i wydalą? Otóż, powstaje z tego naturalny nawóz, który może znaleźć swoje zastosowanie w rolnictwie, ogrodnictwie czy w uprawach hobbystycznych. W jaki sposób, w jakich dawkach, w jakich roślinach i czy w ogóle taki nawóz będzie mógł znaleźć zastosowanie ocenia prof. UPP dr hab. Zuzanna Sawinska z zespołem swoich współpracowników z Katedry Agronomii w ramach prowadzonego dla HiProMine projektu badawczego „Opracowanie technologii wytwarzania nawozu organicznego (w postaci peletu/granulatu) na bazie odchodów Hermetia illucens i zbadanie jego oddziaływania na wybrane rośliny”.
      Pierwsze wyniki badań są bardzo obiecujące, wskazują że istnieje możliwość zastosowania nawozu z odchodów Hermetia illucens zarówno w uprawie jęczmienia ozimego, życicy trwałej jak i sałaty czy bazylii – wyjaśnia prof. UPP dr hab. Z. Sawinska. Aktualnie testujemy różne dawki tego nawozu, sposoby stosowania, będziemy także sprawdzać jak radzą sobie oceniane w badaniach rośliny w warunkach stresu suszy w przypadku zastosowania tego nawozu, oczywiście w porównaniu z kombinacjami w których nawóz na bazie odchodów Hermetia illucens nie był stosowany. Jeszcze wiele ciekawych obserwacji przed nami - dodaje Prof. UPP dr hab. Zuzanna Sawinska.
      Badania realizowane są jako podwykonawstwo w ramach badań przemysłowych i rozwojowych w projekcie HiProMine S.A. „Opracowanie technologii wytwarzania nawozu organicznego (w postaci peletu/granulatu) na bazie odchodów Hermetia illucens i zbadanie jego oddziaływania na wybrane rośliny” - działanie 1.1 „Projekty B+R przedsiębiorstw”, Poddziałanie 1.1.1 „Badania przemysłowe i prace rozwojowe realizowane przez przedsiębiorstwa” Programu Operacyjnego Inteligentny Rozwój.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Rozwiązaniem problemu pomiędzy szybkością działania komputerów kwantowych a koherencją kubitów może być zastosowanie dziur, twierdzą australijscy naukowcy. To zaś może prowadzić do powstania kubitów nadających się do zastosowania w minikomputerach kwantowych.
      Jedną z metod stworzenia kubitu – kwantowego bitu – jest wykorzystanie spinu elektronu. Aby uczynić komputer kwantowy tak szybkim, jak to tylko możliwe, chcielibyśmy mieć możliwość manipulowania spinami wyłącznie za pomocą pola elektrycznego, dostarczanego za pomocą standardowych elektrod.
      Zwykle spiny nie reagują na pole elektryczne, jednak z niektórych materiałach spiny wchodzi w niebezpośrednie interakcje z polem elektrycznym. Mamy tutaj do czynienia z tzw. sprzężeniem spinowo-orbitalnym. Eksperci zajmujący się tym tematem obawiają się jednak, że gdy taka interakcja jest zbyt silna, wszelkie korzyści z tego zjawiska zostaną utracone, gdyż dojdzie do dekoherencji i utraty kwantowej informacji.
      Jeśli elektrony zaczynają wchodzić w interakcje z polami kwantowymi, które im aplikujemy w laboratorium, są też wystawione na niepożądane zmienne pola elektryczne, które istnieją w każdym materiale. Potocznie nazywamy to „szumem”. Ten szum może zniszczyć delikatną informację kwantową, mówi główny autor badań, profesor Dimi Culcer z Uniwersytetu Nowej Południowej Walii.
      Nasze badania pokazują jednak, że takie obawy są nieuzasadnione. Nasze teoretyczne badania wykazały, że problem można rozwiązać wykorzystując dziury – które można opisać jako brak elektronu – zachowujące się jak elektrony z ładunkiem dodatnim, wyjaśnia uczony.
      Dzięki wykorzystaniu dziur kwantowy bit może być odporny na fluktuacje pochodzące z tła. Co więcej, okazało się, że punkt, w którym kubit jest najmniej wrażliwy na taki szum, jest jednocześnie punktem, w którym działa on najszybciej. Z naszych badań wynika, że w każdym kwantowym bicie utworzonym z dziur istnieje taki punkt. Stanowi to podstawę do przeprowadzenia odpowiednich eksperymentów laboratoryjnych, dodaje profesor Culcer.
      Jeśli w laboratorium uda się osiągnąć te punkty, będzie można rozpocząć eksperymenty z utrzymywaniem kubitów najdłużej jak to możliwe. Będzie to też stanowiło punkt wyjścia do skalowania kubitów tak, by można było je stosować w minikomputerach.
      Wiele wskazuje na to, że takie eksperymenty mogą zakończyć się powodzeniem. Profesor Joe Salfi z University of British Columbia przypomina bowiem: Nasze niedawne eksperymenty z kubitami utworzonymi z dziur wykazały, że w ich wypadku czas koherencji jest dłuższy, niż się spodziewaliśmy. Teraz widzimy, że nasze obserwacje mają solidne podstawy teoretyczne. To bardzo dobry prognostyk na przyszłość.
      Praca Australijczyków została opublikowana na łamach npj Quantum Information.

      « powrót do artykułu
  • Recently Browsing   0 members

    No registered users viewing this page.

×
×
  • Create New...