Zaloguj się, aby obserwować tę zawartość
Obserwujący
0
Pomoc z głębin
dodany przez
KopalniaWiedzy.pl, w Nauki przyrodnicze
-
Podobna zawartość
-
przez KopalniaWiedzy.pl
Wzrost częstości złamań poroża hiszpańskich jeleni w 2005 r. naprowadził naukowców z Uniwersytetu Kastylii-La Manczy na trop nowej hipotezy dotyczącej osteoporozy. Głosi ona, że niedobór manganu nie pozwala na wchłanianie wapnia, by wysycić nim kości (Frontiers of Bioscience).
Zespół z Instytutu Badawczego Zasobów Łowieckich - w którego pracach uczestniczą m.in. biolodzy z Uniwersytetu Kastylii-La Manczy - sugeruje, że powodem osteoporozy jest nie tyle niedobór wapnia, co brak pierwiastka istotnego dla jego wchłaniania, zwłaszcza manganu. W takim ujęciu braki wapniowe są skutkiem, nie przyczyną choroby.
Na podstawie analiz stanu poroża wysnuliśmy hipotezę, że gdy ludzki organizm absorbuje za mało manganu lub gdy trafia on z kośćca do potrzebujących go narządów, np. do mózgu, ekstrahowany w tym czasie [z pokarmu] wapń nie jest prawidłowo wchłaniany i ulega usunięciu wraz z moczem - tłumaczy Tomás Landete. "Porożopochodna" teoria przejdzie jeszcze niezbędne testy, ale już teraz trzeba przyznać, że brzmi rozsądnie.
Kiedy przed 7 laty jelenie zaczęły częściej łamać rogi, okazało się, że uległy one osłabieniu przez niedobory manganu w diecie zwierząt. Zima była wtedy wyjątkowo chłodna, przez co zestresowane rośliny, którymi żywią się jelenie, włączyły do swoich tkanek mniej manganu. Rogi rosną w wyniku przetransferowania do nich 20% wapnia z kości. Jest zatem jasne, że to nie niedobór Ca, ale deficyt manganu osłabił poroże. Landete porównuje mangan do kleju przechwytującego wapń.
Hiszpanie założyli, że gdy człowiekowi chorującemu na osteoporozę brakuje manganu, mogą się rozwijać choroby neurodegeneracyjne, np. parkinsonizm i alzheimeryzm (mózg nie ma skąd czerpać Mn). By mieć pewność, że tak się właśnie dzieje, zbadali 113 pacjentów, operowanych w latach 2008-2009 w Hospital de Hellín z powodu osteoporozy (45) i zwyrodnienia stawów (68). Okazało się, że wśród operowanych z powodu osteoporozy u 45% nastąpiła degeneracja mózgu. Nie stwierdzono jej u nikogo z chorobą zwyrodnieniową stawów. Odsetek nieprawidłowości rósł z wiekiem, ale znowu wyłącznie u osób z pierwszej grupy.
Wg Hiszpanów, deficyt manganu można połączyć również z parkinsonizmem, ponieważ astrocyty, których wypustki stanowią zrąb dla układu nerwowego, wykorzystują enzymy zawierające właśnie mangan.
-
przez KopalniaWiedzy.pl
Zdaniem Rafała Oszwaldowskiego i Igora Zutica z University of Bufallo oraz Andre Petukhowa z South Dakota School of Mines and Technology, magnetyzm w najmniejszej skali podlega nieco innym zasadom niż nam się wydaje. Uczeni opublikowali w Physical Review Letters artykuł, w którym prezentują wyliczenia dowodzące, że możliwe jest stworzenie kropki kwantowej o zaskakujących właściwościach.
Magnetyzm materiału jest określany przez spin elektronów. Jeśli w materiale spin większości z nich zwrócony jest w tę samą stronę, materiał posiada właściwości magnetyczne. Elektrony mogą też działać jak „magnetyczni posłańcy", którzy za pomocą własnego spinu wpływają na spin pobliskich atomów.
Według obecnego stanu wiedzy, jeśli spotkają się dwa elektrony o przeciwnych spinach, to ich wpływ na otoczenie będzie się znosił.
Wspomniani powyżej naukowcy twierdzą jednak, że nie wygląda to tak prosto. Ich zdaniem w kwantowych kropkach można zaobserwować pewien szczególny rodzaj magnetyzmu pojawiający się w obecności elektronów o przeciwnym spinie. W swoim artykule opisali oni teoretyczną kropkę kwantową zawierającą dwa elektrony o przeciwnych spinach oraz atomy manganu umieszczone w ściśle określonych miejscach kropki. Elektrony będą tam działały jak „magnetyczni posłańcy", wpływając na spin pobliskich atomów. Z wyliczeń Oszwaldowskiego, Zutica i Petukhova wynika, ze oba elektrony będą w odmienny sposób działały na atomy. Jeden z nich będzie bowiem preferował lokalizację na środku kropki, a drugi na jej obrzeżach. To spowoduje, że atomy manganu znajdujące się w różnych częściach kropki będą podlegały różnemu wpływowi. Ten elektron, który będzie na atomy wpływał silniej „wygra" i dostosuje ich spin do swojego, dzięki czemu kropka nabierze właściwości magnetycznych.
Igor Zutic zauważa, że jeśli obliczenia się potwierdzą, to całkowicie zmienią naszą wiedzę o interakcjach magnetycznych. Uczony dodaje: gdy mamy dwa elektrony o przeciwnych spinach, założenie jest takie, że pomiędzy nimi będzie istniała równowaga, a zatem żadna magnetyczna wiadomość czyli żadne siły nie wpłyną na spin pobliskich atomów manganu. Ale naszym zdaniem tam zachodzi walka. Podstawowe zasady magnetyzmu są dla nas wciąż tajemnicą i skrywają wiele niespodzianek.
Wyliczeniami już zainteresowali się fizycy z University of Bufallo, którzy chcieliby przeprowadzić odpowiednie eksperymenty.
Twierdzenia Oszwaldowskiego, Zutica i Petukhova, o ile się potwierdzą, mogą mieć olbrzymi wpływ na spintronikę oraz te działy nauki i gospodarki, które wykorzystują właściwości magnetyczne - z więc na obrazowanie medyczne, elektronikę czy budowę laserów.
-
przez KopalniaWiedzy.pl
Naukowcy z australijskiego Monash University we współpracy z uczonymi z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Davis wpadli na trop odkrycia, które może pozwolić na opracowanie taniego i prostego sposobu rozkładu wody na tlen i wodór. To pozwoliłoby na pozyskiwanie wodoru i wykorzystywanie go jako paliwa.
Profesor Leone Spiccia z Monash mówi, że celem badań było znalezienie sposobu na tani rozkład wody na tlen i wodór przy użyciu energii słonecznej. Uczeni zaczęli szczegółowo badać różne techniki katalizy, chcąc jak najlepiej naśladować procesy wykorzystywane przez rośliny. Wówczas zauważyli, że być może istnieje prostszy sposób.
Najtrudniejszym elementem pozyskiwania paliwa z wody jest rozbicie jej na wodór i tlen. Nasz zespół opracował ogniwo korzystające z katalizatora bazującego na manganie i, jak się wydaje, odkrył w ten sposób odpowiednią metodę. Okazało się, że całą pracę wykonuje birnezyt [jeden z tlenków manganu - red.]. Podobnie jak inne elementy ze środka tablicy okresowej, mangan może istnieć w wielu stopniach utlenienia. W tym przypadku odpowiadają one liczbie atomów tlenu, z którymi może być połączony atom metalu - mówi Spiccia.
Gdy do ogniwa podłączyliśmy napięcie elektryczne, doszło do rozbicia wody na tlen i wodór, a gdy naukowcy przyjrzeli się całemu procesowi za pomocą zaawansowanych metod spektroskopowych okazało się, że mangan rozłożył się na znacznie prostszy materiał zwany birnezytem. Jest on dobrze znany geologom jako czarny nalot na wielu skałach - dodaje uczony.
Podczas całego cyklu mangan przechodzi na zmianę w dwa stopnie utlenienia. Najpierw za pomocą prądu elektrycznego zmienia się z manganu(II) w mangan(IV) w birnezycie. Następnie pod wpływem promieni słonecznych powraca do manganu(II). Dzięki tej przemianie manganu dochodzi do utlenienia wody oraz produkcji gazowego tlenu, protonów i elektronów.
Doktor Rosalie Hocking, która brała udział w badaniach, mówi, że tak może wyglądać naturalny biogeologiczny cykl obiegu manganu w oceanach, a to z kolei może pomóc nam zrozumieć procesy zachodzące w roślinach, które wykorzystują właśnie mangan. Naukowcy czynili olbrzymie wysiłki w kierunku stworzenia bardzo skomplikowanych molekuł zawierających mangan, by naśladować rośliny. Tymczasem okazało się, że chodzi o powszechnie występujący materiał, który jest na tyle trwały, że wytrzymuje intensywne użytkowanie - mówi Hocking.
Cała reakcja przebiega w dwóch etapach. Najpierw dwie molekuły wody są utleniane, tworząc molekułę tlenu (O2), cztery protony i cztery elektrony. Następnie protony i elektrony łączą się tworząc dwie molekuły wodoru (H2).
Uczeni mają nadzieję, że z czasem ich odkrycie doprowadzi do powstania taniej metody pozyskiwania wodoru.
-
przez KopalniaWiedzy.pl
Skórka od banana to nie tylko pułapka na nieostrożnego przechodnia, ale jak się okazuje, również świetny dodatek do urządzeń do uzdatniania wody pitnej. Posiekana skórka z tego popularnego owocu usuwa bowiem ołów i miedź.
Zespół Gustava Castro podkreśla, że ścieki kopalniane, rolnicze i odpady przemysłowe mogą zawierać metale ciężkie, np. wspomniane wyżej miedź i ołów, które koniec końców trafiają do cieków wodnych. Metody usuwania metali ciężkich z wody są kosztowne i niejednokrotnie wymagają użycia związków, które same są toksyczne. Wcześniejsze próby z materiałami roślinnymi, np. włóknem kokosowym czy łupinami orzeszków ziemnych, wypadły pomyślnie, stąd pomysł Brazylijczyków na przetestowanie dostępnych w ich kraju aż w nadmiarze skórek banana.
Okazało się, że posiekana skórka szybko usuwała Cu(II) i Pb(II) z wody i sprawdzała się w tej roli lepiej od wielu tradycyjnych materiałów. Kinetyka wychwytu osiągała równowagę po 10 minutach, a ekstrakcja jonów metali zachodziła najlepiej przy pH powyżej 3. Bananowe urządzenie do oczyszczania wody można było wykorzystać bez utraty zdolności wiązania metali nawet do 11 razy. By działało, nie trzeba było przeprowadzać żadnej modyfikacji chemicznej.
Skórkę zbadano za pomocą spektrofotometru podczerwieni z transformacją Fouriera (FTIR), by określić, jakie grupy funkcyjne (podstawniki) odpowiadają za jej nowo odkryte właściwości. Zdolność bananowej prekoncentracji (zatężania) miedzi i ołowiu z surowej wody rzecznej porównano z certyfikowanym materiałem referencyjnym - SRM 1643e.
-
przez KopalniaWiedzy.pl
Aluminium jak lekki metal ma wiele zalet, ale z wytrzymałością się nie kojarzy. Tym bardziej, jeśli nadamy mu strukturę gąbki. Ale pozory mylą, z odpowiednią domieszką aluminium okazuje się wystarczająco mocne, aby zastąpić stal w konstrukcji statków morskich.
Technologię opracowali niemieccy naukowcy z Fraunhofer Institute w Chemnitz. Mieszanina sproszkowanego aluminium i wodorku tytanu tworzy materiał, który pod wpływem ciepła rośnie, przybierając strukturę gąbki, a zarazem nabierając wytrzymałości i sztywności. Kolejna jego cecha to sposób, w jaki potrafi łączyć się z innymi metalami, która pozwoliła stworzyć warstwowy materiał, idealny do budowy kadłubów statków.
Mieszanina sproszkowanego aluminium i wodorku tytanu jest prasowana, a następnie umieszczana pomiędzy dwiema stalowymi płytami. Po poddaniu całości temperaturze powyżej 650º C aluminium pęcznieje i tworzy całość ze stalowymi płytami bez używania żadnych środków łączących. Taki materiał jest o trzydzieści procent lżejszy od stali i wystarczająco mocny, aby zbudowane z niego statki mogły pływać nawet po morzach północnych i wytrzymywać nacisk kry.
We współpracy z fińskim kapitanem, Veikko Hintsanenem powstał już pierwszy statek z kadłubem wykonanym z nowego materiału. „Bioship 1", jak został nazwany, ma być rewolucją w fińskim transporcie wodnym. Lżejszy o 30 procent kadłub oznacza bowiem możliwość zwiększenia użytecznego ładunku, rzadsze rejsy, mniejsze zużycie paliwa i wreszcie mniejszą emisję spalin. Bioship 1 ponadto napędzany jest nie olejem, lecz ciekłym gazem (LNG), co likwiduje ryzyko zanieczyszczenia środowiska w przypadku katastrofy.
-
-
Ostatnio przeglądający 0 użytkowników
Brak zarejestrowanych użytkowników przeglądających tę stronę.