Milion mumií

18.12.2014
Detail z pohřebiště Fag el-Gamous, foto Brigham Young University

obsahuje egyptské pohřebiště Fag el-Gamous. Naprostá většina jich pochází z 1. až 7. století, kdy se tu v hromadných hrobech ukládali nemajetní lidé. Přednesl to Doc.Kerry Muhlestein z utažské Brigham Young University, současný šéf vykopávek, na kolokviu expertů Společnosti pro výzkum egyptského starověku (Society for the Study of Egyptian Antiquities), které proběhlo minulý měsíc v Torontu. Před třiceti lety pohřebiště objevili a dodnes zde pracují archeologové z Brigham Young University.

 

Funkční náhradu ruky,

17.12.2014
mozkem řízená funkční náhrada ruky, foto University of Pittsburgh

kterou lze kontrolovat mozkem stejně jako končetinu skutečnou, sestrojil tým expertů z University of Pittsburgh pod vedením Jennifer L.Collinger. Testovali ji s pomocí od krku dolů ochrnuté Jan Scheuermann. Do jejího levého motorického mozkového centra voperovali 96 elektrod. Jejich signály procesor převáděl na pohyb umělé ruky. Výsledek můžeme vidět na tomto videu.

 

Nabíjení odpadním teplem

15.12.2014
amoniak z pravého, tmavě modrého elektrodového prostoru se při nabíjení odvádí do levého, světle modrého elektrodového prostoru.

Zajímavý elektrochemický článek, který se nabíjí za využití odpadního tepla, sestrojili Bruce E. Logan a Fang Zhang se svými kolegy z Pennsylvania State University. Tvoří ho dvojice měděných elektrod, ponořených do roztoku měďnatých iontů. Elektrodové prostory jsou od sebe odděleny a do jednoho z nich se přidá amoniak NH3. Měďnaté ionty s ním vytvoří komplex Cu(NH3)42+. Na elektrodách začnou probíhat rozdílné reakce, na jedné reaguje samotný měďnatý kationt, na druhé jeho komplex, čímž mezi nimi vznikne napětí a ze systému je možné odebírat proud. Po vybití se nabije tak, že část obsahující NH3 se přihřeje odpadním teplem a uvolňující se plynný amoniak se odvede do druhé části. Schéma článku vidíme na obrázku. Celý proces můžeme mnohokrát opakovat. Rozdíl napětí mezi elektrodami není v tomto případě velký, takže výkon článku není ohromující, pohybuje se kolem 120 W/m2. I tak jde o zajímavý nápad.

 

Vynikající slitina

14.12.2014

Slitinu o nízké hustotě a vysoké pevnosti připravil prof.Carl Koch z North Carolina State University se svými kolegy. Hustota 2.67 g/cm3 je o něco nižší než u hliníku (2,7 g/cm3), nicméně tvrdostí se vyrovná titanovým slitinám. Předčí tím všechny ostatní existující kovové slitiny. Tvoří ji hliník, lithium, hořčík, skandium a titan. Její složení je Al20Li20Mg10Sc20Ti30. Patří k tzv. vysokoentropickým slitinám, které obsahují několik rovnoměrně zastoupených složek. Klasické slitiny tvoří převažující složka s příměsemi. V nové slitině je zajímavá přítomnost lithia, jež je samo tak měkké, že se dá bez problémů krájet tupým nožem. V pevných slitinách ho zpravidla nenacházíme. Nový materiál se připravuje mechanicky v kulových mlýnech z prach jednotlivých složek. Jejímu většímu rozšíření zatím brání vysoká cena skandia, která dosahuje skoro 400 tisíc Kč za kilogram. Kulový mlýn je rotující válec, v němž je materiál semílán údery tvrdých volně uložených koulí.

 

Housenkopták

13.12.2014
Nahoře dospělá kotinga (foto Hector Bottai, Wikimedia Commons, CC BY-SA 4.0), dole její mládě (Santiago David-Rivera).

Mláďata jihoamerického ptáka kotingy popelavé (Laniocera hypopyrra) z řádu pěvců se maskují jako housenky. Zjistili to Gustavo A. Londono z Universidad Icesi v kolumbijském Cali, když v amazonském pralese nainstaloval kamery tak, aby viděl co se děje v hnízdech kotingy. Dospělý pták, kterého vidíme na obrázku nahoře (foto Hector Bottai, Wikimedia Commons, CC BY-SA 4.0), má fádní šedavou barvu. Oproti tomu jasně oranžové schoulené mládě připomíná velkou jedovatou tropickou housenku. Vidíme ho v dolní části obrázku na fotografii od Santiago David-Rivery. Mimikry, kdy neškodný druh napodobuje jiný druh, který predátorovi nějakým způsobem škodí, nejsou neobvyklé. U kotingy jde o jediný známý případ, kdy se pták maskuje jako hmyz.

 

Vytiskněte si třeba meniskus

12.12.2014

Přes velkolepé prognózy je budoucnost aditivních technologií neboli 3D tisku zatím značně nejistá. Jednou z oblastí, kde se opravdu pevně uchytil a kde má své opodstatnění, je výroba nejrůznějších tělních náhrad. Jde o výrobky, od kterých se požaduje vždy přesně padnoucí tvar, takže sériová výroba ani nepřichází v úvahu. Zajímavý příspěvek v této oblasti představuje vytištění náhradního menisku, což provedl vědecký tým, který vedl Jeremy J. Mao z newyorské Columbia University. Meniskus je chrupavčitý útvar v kolenním kloubu, velmi důležitý pro jeho řádné fungování. Skutečný meniskus tvoří převážně bílkovina kolagen. Vytištěný je z polykraprolaktonu [-O-(CH2)5-CO-]n, běžného biodegradabilního polymeru, který se již k lékařským účelům využívá:

Umělý kostní implantát 30.8.2014

Nanotechnologie pronikají do lékařství 17.3.2008

Maův tým použil polymer jen k vytvoření správného tvaru. Do pórů v jeho struktuře napustili dva růstové faktory CTGF a TGFbeta3. První z nich zajistí růst skutečné chrupavky ve vnější vrstvě, druhý uvnitř.

 

Laser v bojovém nasazení

11.12.2014
laser v bojovém postavení, foto US Navy

Od září do listopadu letošního roku provedlo americké námořnictvo v Perském zálivu úspěšné testy námořního laseru, který je určen k ničení hladinových a vzdušných cílů. Video si můžeme prohlédnout zde. Najdeme ho na palubě lodi USS Ponce, původně obojživelného vyloďovacího plavidla. Nyní ho námořnictvo využívá jako plovoucí vrtulníkové základny a pro testování různých nových technologií. Výhodou laseru při bojovém nasazení je, že zcela odpadají starosti se zaměřováním. Navíc netřeba sebou vozit nebezpečnou munici, kterou je třeba pečlivě skladovat, abych nevybuchla tam, kde nemá. Postačí dostatečný zdroj energie. Zdá se, že po vyřešení problémů s rozptylem světelných paprsků mlhou či mraky již většímu rozšíření laseru nic nebrání. Další informace o bojových laserech si můžeme přečíst zde:

Laser vzduch - vzduch 18.9.2014

Lodní laser 9.4.2011

Polní laser 26.6.2008

Protiraketový laser 17.7.2007

Bojový laser 16.11.2004

Protivzdušná laserová zbraň 16.2.2003

 

Léčení slepoty

9.12.2014
struktura pyrroldion-azobenzen-glutámatu

Kombinovanou genovou a chemickou terapií obnovil tým prof. Ehudy Y. Isacoffa funkci poškozené sítnice zatím u laboratorních myší a psů. Při onemocnění zvaném retinitis pigmentosa (více o něm zde) odumírají z důvodů genetické dispozice světločivé buňky, což může vést nakonec až k oslepnutí. Nicméně oční nerv a gangliové i bipolární buňky, které do něj přeposílají informaci z čivých buněk sítnice, zůstávají zachovány. Na tom je nová léčebná metoda založena. Nejprve se do zbylých buněk sítnice ověřenou technologií genové manipulace pomocí viru vpraví gen, který kóduje strukturu modifikovaného glutamátového receptoru. Buňky ho začnou produkovat. Jak už to u receptorů bývá, usadí se v buněčné membráně. Nyní po genové přichází chemická terapie. Přímo do nitra oka se vpraví pyrroldion-azobenzen-glutámat (struktura viz obr.), který zachycuje fotony s maximem při vlnové délce 460 nm. Uchytí se na příslušném receptoru a tak vzniknou nové světločivé buňky, čímž se zrak alespoň částečně obnoví.

Zdenka Horáková-Mánková 10.12.2014: V roce 1985 sem stážovala na interním oddělení, kde byl na pravidelné kontrole sví anemie pacient s retinitis pigmentosa, neviděl od dětství a rodiče jej nechali vyšetřit ve Vídni, naučil se se slepotou žít, komunističtí lékaři jej trápili vyšetřováním slepých očí, on sám děti neměl, ale jeho bratr ano, informuji rodinu o genetické zátěži,

 

Nejrychlejší kameru na světě,

8.12.2014
Odraz laserového pulzu od zrcadla, foto Nature  516, 74–77 (04 December 2014), doi:10.1038/nature14005

která dokáže nasnímat sto miliard (1011) obrázků za sekundu, sestrojili Liang Gao, Jinyang Liang, Chiye Li a Lihong V. Wang z Washington University v St Louis. To znamená, že světlo při rychlosti 300.000.000 m/s mezi dvěma snímky kamery urazí vzdálenost 3 mm. Světelný záblesk můžeme sledovat v letu. Na tomto videu vidíme nafilmovaný odraz laserového pulsu od zrcadla. K průkopníkům rychlého fotografování patří profesor pražské Karlo-Ferdinandovy univerzity Ernst Mach (1838 - 1916), který v rámci svých balistických výzkumů fotografoval střely v letu a při dopadu. Známé Machovo číslo se jmenuje po něm.

 

Reverzibilní zrcadlo,

7.12.2014
nahoře struktura (3-merkaptopropyl)trimethoxysilanu, dole dialkylimidazolium bromidu

jehož schopnost odrážet závisí na vloženém napětí, připravil Eunkyoung Kim a Chihyun Park se svými kolegy z korejské Yonsei univerzity. Základem je průhledná vrstva z vodivého oxidu ciničitého SnO2, na které se díky vloženému napětí vytvoří tenká stříbrná vrstva o tloušťce 66 nm, která vytváří vlastní zrcadlo. Pro získání rovnoměrného lesklého pokrytí je třeba na elektrodu z oxidu ciničitého naadsorbovat monomolekulární vrstvu (3-merkaptopropyl)trimethoxysilanu (struktura viz obr. nahoře). Jako elektrolyt posloužil kapalný iontově vodivý dialkylimidazolium bromid (struktura viz obr. dole). Po rozpojení obvodu se stříbrná vrstva rozpustí a zrcadlo zprůhlední. Prohlédnout si to můžeme na tomto videu.

 

Supravodivosti při pokojové teplotě

6.12.2014

dosáhl vědecký tým z hamburského Max-Planck-Institut für Struktur und Dynamik der Materie pod vedením Andrea Cavalleriho. Pracovali s oxidem yttrito-barnato-měďnatým YBa2Cu3O6,5, který patří k tzv. vysokoteplotním supravodičům. Znamená to, že supravodivost u něj nastává za teploty okolo - 200o C, v nejlepším případě - 140o C. Je to stále pořádná zima. Vysokoteplotní se nazývají proto,že u původně objevených supravodičů elektrický odpor vymizí za teploty ještě o několik desítek stupňů nižší, až velmi blízko absolutní teplotní nuly. Tento typ supravodivosti objevil nizozemský fyzik Heike Kamerlingh Onnes u některých kovů, např. rtuti, již roku 1911. Při ozáření zmíněného oxidu yttrito-barnato-měďnatého infračerveným laser zmizí elektrický odpor za pokojové teploty, bohužel pouze na několik pikosekund (10-12 s). Způsobuje to excitace některých atomů kyslíků v krystalové mřížce, které pak usnadní pohyb elektronů.

 

Nejstarší rytinu

5.12.2014
Vyrytá čára je dobře rozeznatelná ve středu obrázku, foto Wim Lustenhouwer, Vrije Universiteit Amsterdam.

nalezl na ostrově Jáva v lokalitě Trinil roku 2007 tehdejší student archeologie Stephen Munro. Lomená čára vyrytá na 500.000 let staré mušli (viz obr., foto Wim Lustenhouwer, Vrije Universiteit Amsterdam) je vůbec nejstarší rytinou na světě. Dosud se předpokládalo, že takovou činnost provozoval až Homo sapiens před 100.000 roky. Po něm před půl milionem let nebylo ani památky. Hrot do povrchu mušle v té době mohl zabořit pouze Homo erectus, u něhož se takové dovednosti nepředpokládaly. Lokalita Trinil na břehu řeky Solo na východní Jávě je významným nalezištěm pozůstatků druhu Homo erectus a jeho činnosti. Zde je nalezl roku 1891 vůbec poprvé Eugene Dubois, nizozemský paleoantropolog. Francesco d’Errico, archeolog z francouzské Université Bordeaux mikroskopickým zkoumáním zjistil, že vryp udělal najednou pomocí ostrého nástroje jeden člověk. Podle expertů z Vrije Universiteit Amsterdam k tomu došlo před 430 až 540 tisíci let. Tým 21 vědců studoval nález po dobu sedmi let, než se odhodlali k jeho publikování. Chtěli si být jisti svými závěry a vyloučit tak možnost podvrhu.

 

Degradace plastu

4.12.2014
nahoře struktura močoviny, dole její derivát, který se v polymerech snadno hydrolyzuje

Jak chemicky upravit močovinu, aby v polymerech snadno podlehla hydrolýze, odhalili Hanze Ying a Jianjun Cheng z University of Illinois v Urbana-Champaign. Rozklad pomocí vody (hydrolýza) je nejrozšířenější způsob, jakým se v přírodě sloučeniny rozkládají. Podlehne-li ji plastická hmota snadno, nebude v přírodě anebo na skládkách strašit dlouho. Močovina (karbonyldiamid - struktura viz obr.) je velmi rozšířená průmyslová chemikálie, které se používá jako surovina pro výrobu plastů, ale i jako hnojivo, krmivo nebo třeba posypová sůl. Močovina se pro přípravu polymerů nevyužívá samostatně, ale ve směsi s formaldehydem HCHO vytváří tzv. močovino-formaldehydové pryskyřice, které se používají jako plasty, lepidla a složky nátěrových hmot. Jak vidíme na obrázku, navázáním terciárního butylu podstatně klesne odolnost vazby mezi dusíkem a uhlíkem k hydrolýze.

 

Vymazatelný tisk

3.12.2014
text vytištěný methylenovou modří, foto University of California v Riverside.

Přes veškerý rozvoj elektroniky papír v kancelářích hraje stále nezastupitelnou roli. Snížit jeho vysokou spotřebu se pokusili chemici z University of California Riverside pod vedením prof. Yadonga Yina. Vynalezli papír, který lze potisknout, tisk vymazat a použít ho opakovaně až dvacetkrát. Základem je obyčejný list papíru, který je impregnován směsí nanokrystalů z oxidu titaničitého TiO2 a organického barviva, jež je barevné pouze ve své oxidované formě, v redukované podobě je bezbarvé. Papír je barevný a tisk se objeví jen v místech, která nejsou ozářena ultrafialovými paprsky. Dopadají ultrafialové fotony excitují oxid titaničitý, který zredukuje organické barvivo do bezbarvého stavu. Tyto oblasti vyblednou a neosvícené zůstanou barevné. Zredukované barvivo se pomalu oxiduje vzdušným kyslíkem, vybarvuje se a tisk během tří dnů zmizí. Vymazání lze zkrátit na 10 minut ohřevem na 115oC. Celý proces ukazuje video. Tisk na něm probíhá pomocí masky, což má smysl pouze při laboratorním testování. V praxi by se nejspíš využívalo zařízení na principu současné laserové tiskárny. Jako vhodná barviva vytipovali methylenovou modř, systematicky 3,7-bis(dimethylamino)-fenothiazin-5-ium-chlorid, neutrální červeň (3-amino-7-dimethylamino-2-methylphenazin hydrochlorid) a acid green (2,2'-(9,10-dioxoanthracen-1,4-diyldiimino)bis(5-methylsulfonát disodný)). Na obrázku vidíme text vytištěný pomocí methylenové modři, foto University of California v Riverside.

 

Střevní vakcína

2.12.2014
struktura 3-O-alfa-D-galaktopyranosyl-D-galaktopyranosy

Střevní baktérie nás očkují proti malárii. Bahtiyar Yilmaz se svými kolegy z laboratoře Miguela Soarese v portugalském Instituto Gulbenkian de Ciencia zjistil, že na buněčném povrchu některých kmenů střevní bakterie Escherichia coli se nachází stejný sacharid jako na povrchu prvoka zimničky (Plasmodium), původce malárie. Konkrétně jde o 3-O-alfa-D-galaktopyranosyl-D-galaktopyranosu. Jeho strukturu vidíme na obrázku. Jde nejspíš o zajímavou náhodu, protože baktérie a prvoci jsou od sebe vývojově dosti vzdáleni. Podle sacharidových struktur na svých površích se buňky rozpoznávají a imunitní systém podle nich určuje cizí buňky. Při pokusech na laboratorních myších Bahtiyar Yilmaz prokázal, že přítomnost těchto baktérii ve střevě stačí k tomu, aby vyvolaly imunitní odpověď, takže organismus začne produkovat příslušné protilátky účinné i proti malárii.

 

3D z pruhů

1.12.2014
Třírozměrná rekonstrukce pomocí nasvícených pruhů, foto arxiv.org/abs/1408.6463: Co-Phased 360-Degree Profilometry Of Discontinuous Solids With 2-Projectors And 1-Camera

Osvítíme-li trojrozměrný předmět rovnoběžnými pruhy, je možné pomocí jediného dvourozměrného zobrazení a softwaru vytvořit třírozměrnou rekonstrukci. Jednoduchá metoda má zásadní vadu. Je-li povrch předmětu členitý s náhlými změnami, není třírozměrná rekonstrukce jednoznačná. Různé tvary mohou vytvořit stejně vypadají deformace nasvícených pruhů. Tento problém velmi elegantně a prostě vyřešili Manuel Servin, Guillermo Garnica a J. M. Padilla z mexického Centro de Investigaciones en Optica A. C. Použili dvou zdrojů světla a předmět osvítili jednou zprava a podruhé zleva. Vytvořit třírozměrnou jednoznačnou rekonstrukci předmětu ze dvou obrázků již není problém. Jednoduché metody vytváření třírozměrných skenů reálných předmětů mají velký význam v pro bouřlivě se rozvíjející odvětví aditivních technologií neboli 3D tisku. Jejich postup krásně vidíme na připojených obrázcích (foto arxiv.org/abs/1408.6463: Co-Phased 360-Degree Profilometry Of Discontinuous Solids With 2-Projectors And 1-Camera).

Don Alberto Mafioso 2.12.2014: Podle mě je to hodně hustý, ale můj komp by to asi neutáh.

 

Více rostlin, méně CO2

30.11.2014

Rostliny typu C3 mohou mít ze zvýšené koncentrace oxidu uhličitého v atmosféře mnohem větší užitek, než se doposud předpokládalo. Veškeré organismy, které obsahují v buňkách chlorofyl, při fotosyntéze pomocí energie ze slunečního záření vyvářejí z oxidu uhličitého a vody sacharidy pro růst svých těl. Konkrétně jde o zelené rostliny, sinice a některé řasy. Podle způsobu zachycení CO2 rozdělujeme zelné rostliny na C3, C4 a CAM. Dolní indexy označují počet uhlíků v molekule prvního detekovatelného meziproduktu fotosyntézy. K skupině C3 patří naprostá většina rostlin mírného pásu. Mechanismus CAM je obdobou C4 s časovým oddělením fixace oxidu uhličitého a jeho využití, což je výhodné v horkém a suchém podnebí. Vědecký tým z Oak Ridge National Laboratory pod vedením Forresta M. Hoffmana ve spolupráci s dalšími experty studoval difuzi oxidu uhličitého uvnitř listů C3 rostlin. Zjistili, že rozdíl jeho koncentrace mezi atmosférou (0,04%) a chloroplasty uvnitř buněk, kde probíhá fotosyntéza, je podstatně větší než se doposud předpokládalo. Z toho vyplývá, že nárůst koncentrace CO2 v atmosféře způsobí větší produkci sacharidů, než jsme se domnívali. V důsledku toho zachytí rostliny z atmosféry více oxidu uhličitého, takže jejich vliv na složení atmosféry je významnější než předpokládají dosavadní modely vývoje klimatu. Za období 1901 - 2010 došlo k podcenění jeho spotřeby o 16%, číselně o 142 miliard tun. Tento jev již je tak významný, že může vysvětlit fakt, že oproti předpovědím některých klimatologů teplota Země za posledních 15 let vůbec nestoupla. Byť se stoupenci hypotézy globálního oteplování tváří, že se nic neděje, ve skutečnosti mají vážný problém. Model, ze které vycházejí veškerá jejich tvrzení, je špatný. Neobstál v testu času a nedokázal předpovědět, co se skutečně děje. Prorokoval neustále rovnoměrně narůstající teplotu, zatímco nic takového se nepodařilo pozorovat. Nyní už nelze říci, že jejich model stojí na hliněných nohou, ale přímo se zhroutil. Nutno poznamenat, že neexistence spolehlivé modelu neznamená nutně neexistenci jevu samotného.

Zephir 1.12.2014: Nepochopil jsem tu dedukci - koncentrace CO2 přeci v atmosféře stoupá, takže rostliny sice fixujou víc oxidu uhličitého, ale s tím klimatický modely počítat nemusejí - ty vycházejí z koncentrace uhlíku ve vzduchu.

2.12.2014: Chceme-li popsat změny klimatu na dlouhou dobu dopředu, musíme vycházet z toho, kolik oxidu uhličitého bude v atmosféře v budoucnu, a ne, kolik je ho tam zrovna teď. Jeho množství v budoucnosti závisí na tom, kolik je ho tam teď, kolik ho přibude, např. spalováním fosilních paliv, a kolik ho ubude, např. při jeho fixaci v rostlinách.

 

Parazit proti imunitě

29.11.2014
samička hlístice Heligmosomoides polygyrus, foto D.Davesne, CC BY-SA 3.0

Parazitická hlístice (Heligmosomoides polygyrus) uvolňuje do okolí malé váčky (exozomy) s ribonukleovou kyselinou. Ty vstupují do buněk jejího savčího hostitele a ovlivňují jeho imunitní systém tak, aby parazita neobtěžoval. Zjistila to pomocí experimentů na laboratorních myších Amy H. Buck se svými kolegy z University of Edinburgh. Heligmosomoides polygyrus je častým parazitem, který žije v dvanáctníku a tenkém střevě hlodavců. Vyznačuje se červenou barvou a dorůstá délky až 20 mm. Samičku si můžeme prohlédnout na snímku D.Davesneho, CC BY-SA 3.0

 

Pasivní klimatizace

28.11.2014

Mnohavrstevný pasivní střešní fotonický chladič sestrojili Aaswath P. Raman a Shanhui Fan se svými kolegy z kalifornské Stanfordovy univerzity. Nejhořejší silně reflexní tenká stříbrná vrstva slouží jako zrcadlo, které odrazí většinu dopadající záření. Pod ní se nachází sedm tenkých vrstev střídavě z oxidu křemičitého SiO2 a oxidu hafničitého HfO2. Horní čtyři odrážejí zpět sluneční záření, které proniklo stříbrnou vrstvou nad nimi. V tomto uspořádání se odrazí 97% dopadajícího slunečního záření. Spodní tři vrstvy slouží k radiačnímu chlazení prostor pod nimi. Zespoda se ohřívají a vyzařují nahoru infračervené záření o vlnových délkách mezi 8 a 13 mikrometry, které bez problémů proniká atmosférou. Při energii dopadajícího záření 850 W/m2 ochladí vnitřek budovy o pět stupňů pod okolní teplotu, přičemž přenáší ven energii 40, 1 W/m2. Radiační chlazení je již déle známá technologie, nicméně doposud nepracovala dobře kvůli přílišnému ohřívání chladičů za slunných dnů, kdy je třeba chladit nejvíc. Integrování ještě starší technologie zrcadla přímo do radiačního chladiče vznikla obstojně fungující klimatizace.

 

Více rýže

27.11.2014
zralá rýže setá (Oryza sativa), foto IRRI Images,  Creative Commons Attribution 2.0 Generic licence

Podstatně zvýšit světovou produkci rýže (Oryza sativa)může objev genové regulace fotosyntézy této rostliny, který se podařil týmu rostlinných genetiků z Virginia Polytechnic Institute and State University a University of Arkansas pod vedení Andyho Pereiry. Podařilo se jim identifikovat transkripční faktor zodpovědný za regulaci fotosyntézy. Transkripčním faktorem nazýváme bílkovinu, která svou vazbu na molekulu kyseliny deoxyribonukleové reguluje její přepis. V tomto případě jde o protein zvaný HYR (Higher Yield Rice - rýže s vyšším výnosem). Aktivuje geny zodpovídající za fotosyntézu, takže rýže je zelenější, lépe roste a má vyšší výnosy. Pozornost genetiků se v poslední době upírá směrem k získání žádoucích vlastností ovlivněním regulačních pochodů v buňkách místo zavádění nových genů. Bude zajímavé sledovat, zdali odpůrcům geneticky modifikovaných potravin bude vadit i toto. Těm skalním nepochybně ano, protože pravda je to poslední, oč mají zájem.

 

Významný pokrok

26.11.2014

při léčbě bulózní epidermolýzy (nemoc motýlích křídel) učinila Arabella Meixner se svými kolegy z vídeňského IMBA - Institut für Molekulare Biotechnologie GmbH, zatím bohužel jen u laboratorních myší. Jde o vzácné vývojové onemocnění, které se projevuje nedostatkem pojivových proteinů v kožních buňkách. I nepatrné mechanické podráždění tak může kůži poškodit. Žádná léčba doposud neexistuje. Rakouský tým odebral myším buňky z postižených tkání, připravil z nich buňky kmenové a opravil genetické poškození. Poté uzdravené kmenové buňky nechal vyvinout se ve fibroblasty, což jsou základní buňky vazivových tkání. Do svého okolí produkují mimobuněčnou pojivovou hmotu, např. bílkovinu kolagen. Získané fibroblasty vpravili mezi vrstvy postižené kůže, jejíž mechanická odolnost tím výrazně vzrostla. Další krokem bude využití získaných poznatků při léčbě lidí.

 

Dračí vejve v polymeru

25.11.2014
Struktura polymeru z 2,5-furandikarboxylové kyseliny (nahoře) se zabudovanou nitrobenzylovou skupinou (dole).

Polymer, který v sobě skrývá zárodky své vlastní zkázy, připravili chemici z North Dakota State University ve Fargo pod vedením profesorů Deana C. Webstera a Jayaramana Sivagurua. Vyšli z 2,5-furandikarboxylové kyseliny, která je stále důležitější surovinou pro výrobu plastů. Do jejího polymeru vsadili nitrobenzylové skupiny, které silně absorbují v ultrafialové oblasti. Osvícení ultrafialovým zářením dodá dostatek energie k rozštěpení vazeb v makromolekule a polymer se rozpadne na biologicky dobře odbouratelné molekuly. Na obrázku vidíme strukturu polymeru z 2,5-furandikarboxylové kyseliny (nahoře) se zabudovanou nitrobenzylovou skupinou (dole).

 

Svítící larvy

24.11.2014
Svítící larva kovaříka, foto Jeff Cremer.

Fotograf Jeff Cremer nalezl a vyfotil v peruánském pralese v povodí řeky Tampobata svítící hmyzí larvy. Obdobně jako u našich světlušek (Lampyris noctiluca) jde o světle zelenou bioluminiscenci, způsobenou nejspíš oxidací barviva luciferinu působením enzymu luciferázy. Podle entomologa Aarona Pomerantze jde pravděpodobně o larvy brouka z čeledi kovaříkovitých (Elateridae). Přesně určit se je zatím nepodařilo. Vzhledem k tomu, že pozorované larvy žijí v zemi a vystrkují z ní jen svítící hlavu s kusadly, bioluminiscence využívají nejspíš k lákání kořisti. Zbývající důvody, zastrašení nepřátel a přilákání partnera, nejsou v tomto případě příliš pravděpodobné.

 

Elektronový paprsek

23.11.2014

ke snížení obsahu oxidů dusíku v emisích z tepelných elektráren se snaží využít U.S. Naval Research Laboratory. Ozařování spalných zplodin krátkými pulsy dodá dostatek energie pro rozštěpení vazby dusík - kyslík. Oxidy dusíku se rozpadnou na neškodný dusík a kyslík. Nová technologie by mohla být levnější než dosud využívaná katalytická redukce. V současné době se připravují poloprovozní zkoušky.

Zdenka Horáková-Mánková 24.11.2014: Síla západní vědy nám pomáhá v každodenním životě a řeší velké problémy celého lidstva.

 

Svítící nanočástice

21.11.2014
Nahoře svítící rakovinné buňky, dole normální buňky na mikroskopickém snímku (foto International Institute for Nanotechnology, Northwestern University).

pro značení rakovinných buněk připravili Chad Mirkin a Shad Thaxton z Northwestern University v Illinois. Tvoří je klastr zlata, ke kterému je připojena specifická molekula DNA a k ní fluorescenční barvivo. Pomocí krevního oběhu se dostanou k nádorovým buňkám. Proniknou do nich a jejich DNA se naváže na RNA typickou jenom pro buňky zhoubného bujení. Tím se uvolní fluorescenční molekula. Po její excitaci laserem začnou rakovinné buňky svítit, takže chirurgický robot je může identifikovat a odstranit. Popsaný způsobem je mnohem lepší, než dosavadní vizuální kontrola. Rozdíl mezi rakovinnými (nahoře) a normálními (dole) buňkami způsobený nanočásticemi vidíme na mikroskopickém snímku (foto International Institute for Nanotechnology, Northwestern University).

 

Nejrozsáhlejší sesuv půdy

20.11.2014

odhalil David Hacker z Kent State University spolu s Robertem F. Biekem z Utah Geological Survey a Peterem D. Rowleyem z utažské společnosti Geologic Mapping Inc. Došlo k němu ve vulkanických usazeninách před 21 miliony let na místě, které se dnes nazývá Markaguntská plošina a leží na jihozápadě Utahu. Sesuv proběhl na ploše přes 3.400 kilometrů čtverečních. Pro srovnání, rozloha Prahy činí 400 km čtverečních, Brna 230 km2. Jeho délka přesáhla 30 km. Donedávna jsme znali jen malou část. Přítomnost pseudotachylitu, horniny šokově přetavené do skla teplem, které vzniklo díky tření při sesuvu, ukazuje, že šlo o velmi rychlý proces, který trval nanejvýš minuty. Objem sesuvu možná dosáhl až 2.000 km3.

Petr Novotný 21.11.2014: 30km delka muze byt ponekud zavadejici. Patrne to proslo tichou postou. v jinem clanku se pise o 90km delce a 30km dosahu, coz uz si lze predstavit.http://geology.gsapubs.org/content/42/11/943.short

 

Opravdový robocop

19.11.2014
Robot K5 společnosti Knightscope na patrole v podzemní garáži (foto Knightscope).

Startupová společnost Knightscope z kalifornského města Mountain View sestrojila a testuje sedm prototypů robota, který funguje jako policejní patrola. K5, jak se nazývá, sleduje své okolí čtyřmi mikrofony a čtyřmi kamerami s vysokým rozlišením, přičemž na každou stranu míří jedna. Poznávací značky automobilů rozpozná další k tomuto účelu specializovaná kamera. Zabudované senzory měří atmosférický tlak, teplotu a koncentraci oxidu uhličitého. GPS spolu s laserovými dálkoměry umožňuje orientaci a pohyb. Ke komunikaci robotů mezi sebou a se vzdálenou lidskou obsluhou slouží bezdrátové spojení, které může rovněž přenášet online záznamy kamery či údaje dalších čidel. Softwarové vybavení umožňuje rozeznat nestandardní chování lidí v okolí. Energii dodává akumulátor, který rovněž napájí elektromotory, s jejichž pomocí se 136 kg těžký stroj pohybuje. Dvacetiminutové nabíjení postačí na 24 hodin. Robot sám sleduje stav svého akumulátoru a v případě potřeby se samostatně urychleně vydá do nabíjecí stanice. Jeho jedinou zbraní je pronikavý nepříjemný zvuk, který začne vydávat, pokud mu někdo bude bránit v pohybu. Jeho nasazením místo lidské ostrahy bude možné docílit značných úspor nákladů. S nasazením čtyř kusů do zkušebního provozu se počítá ještě letos.

 

US Army, MIT a UK

18.11.2014

Výuková simulace Československo 38-89, kterou vytvořil tým odborníků z Filozofické a Matematicko-fyzikální fakulty UK a Ústavu pro soudobé dějiny AV ČR, soupeří ve finále prestižní mezinárodní soutěže „2014 I/ITSEC Serious Games Showcase & Challenge“ o ocenění nejlepší výuková hra roku 2014.Počítačová simulace Československo 38-89 českého týmu se utká se simulací Strike Group Defender, vytvořenou týmem Massachusettského technologického institutu (MIT) a Úřadem pro námořní výzkum, a simulací Eagle Eye, vytvořenou americkou armádou. „Je to pro nás velký úspěch a zároveň ocenění několika let práce mezioborového týmu,“ říká vedoucí projektu Vít Šisler ze Studií nových médií Filozofické fakulty UK. „Do finále byly v kategorii vládou financovaných projektů nominovány jen tři simulace z celého světa.“

Výuková simulace Československo 38-89 prezentuje studentům středních škol klíčové okamžiky českých a československých soudobých dějin a umožňuje jim „prožít“ dobové události z pohledů různých aktérů. Cílem simulace je rozvinout hlubší porozumění dobovým politickým, sociálním a kulturním souvislostem. „I když pro nás práce na počítačové simulaci byla nezvyklou novinkou, máme radost, že se nám díky ní daří oslovit i širší mezinárodní publikum,“ říká Jaroslav Cuhra z Ústavu pro soudobé dějiny AV ČR. „Vývoj simulace představoval výzvu. Museli jsme propojit zcela odlišné pohledy historiků, učitelů, výtvarníků a programátorů,“ doplňuje Jakub Gemrot z Matematicko-fyzikální fakulty UK. Vítěz soutěže bude vyhlášen v prosinci 2014 v Orlandu na Floridě během konference I/ITSEC, kterou pořádá americká Národní asociace tréninkových simulací. Vývoj simulace Československo 38-89 byl financován Ministerstvem kultury ČR v rámci programu NAKI. Simulace bude pro širokou veřejnost k dispozici v první polovině roku 2015.

Webové stránky simulace Československo 38-89.

Fotoakustická tomografie

14.11.2014
struktura použitého ftalocyaninového derivátu

Při zobrazování dutých orgánů, jako třeba střev, se často pro zlepšení rozlišení využívají kontrastní látky. Klasický je síran barnatý BaSO4, využívaný jako radiokontrastní látka při rentgenování trávicí soustavy. I při dalších snímkovacích metodách může být tento způsob užitečný. Novou kontrastní látku pro fotoakustickou tomografii připravil tým Jonathana F. Lovella z University at Buffalo. Tvoří ji nanočástice z derivátů komplexu ftalocyaninů s ionty kovů stabilizované organickými polymery. Připravují je ochlazením jejich nepatrných kapiček ve vodné emulzi. Ftalocyanin je intenzivně zeleno modře zbarvená sloučenina, která se využívá jako barvivo. Vhodné deriváty vykazují silnou absorpci v infračervené oblasti, což je pro fotoakustickou tomografii důležité. Při ní absorpcí infračerveného záření a následným lokálním ohřátím vznikají mechanické kmity, z nichž detektory za vydatné pomoci softwaru vytvoří obraz orgánu. Příklad vhodné sloučeniny si můžeme prohlédnout na obrázku.

 

Strašlivé bouře

13.11.2014
Světlé skvrny představují bouře (foto Imke de Pater (UC Berkeley) & Keck Observatory). Snímek byl pořízen v infračerveném světle o vlnových délkách 1,6 - 2,2 mikrometru.

zuří na Uranu. Pomocí adaptivní optiky desetimetrového Keckova hvězdářského dalekohledu na havajské hoře Mauna Kea je pozoroval prof. Imke de Pater z University of California v Berkeley se svým týmem. Atmosféra Uranu se rozbouří každých 42 let při rovnodennosti, když sluneční paprsky dopadají kolmo na rovník. Na obrázku pořízeném v infračerveném světle o vlnových délkách 1,6 - 2,2 mikrometru vidíme bouře jako světlé skvrny (foto Imke de Pater (UC Berkeley) & Keck Observatory). Na snímcích, které pořídil Kunio M. Sayanagi z Hampton University ve Virginii pomocí Hubbleova vesmírného dalekohledu, pokrývaly bouře oblast o délce 9.000 km. Průměr Uranu je víc než čtyři krát větší než průměr Země. Přepočteno na naše poměry, bouře by pokrývaly pásmo 2.250 km.

Lukáš 20.11.2014: Přistání sondy na kometě je snad důležitější než nějaká bouřka?!

26.11.2014: Je-li důležitější přistání družice na kometě než jiné informace z Vesmíru, se pozná až podle toho, co ta družice zjistí. Navíc dostatečně odborně erudovaných zpráv o částečně úspěšném přistání družice na jádře komety byl plný internet. Chtěl jsem upozornit na to, že ve Vesmíru existuje i něco, s čím družice Rosetta nemá nic společného.

 

Vakcína proti hepatitidě C

11.11.2014

Předběžné klinické testy vakcíny proti hepatitidě C prováděné na 15 osobách dopadly úspěšně. Hepatitida (žloutenka) typu C (akademon.cz 3.5.2003) je nebezpečné onemocnění, kterým na světě trpí asi 200 milionu lidí. Poškozuje játra, špatně se léčí a u 75 až 85% nemocných přechází do chronické fáze (akademon.cz 12.5.2014). Ellie Barnes z University of Oxford vyvinul očkovací látku, která doposud, na rozdíl od hepatitidy A a B, neexistovala. Její účinnost se zatím testovala pouze na zvířatech, ve zmíněném klinickém testu na zdravých dobrovolnících šlo hlavně o neškodnost.

 

Oživený asfalt

10.11.2014
hvězdcie řádu Brisingida na hromádce asfaltu, bílá úsečka je 10 cm dlouhá, foto Daniel O.B. Jones, Anne Walls, Michael Clare, Mike S. Fiske, Richard J. Weiland, Robert O’Brien, Daniel F. Touzel, Asphalt mounds and associated biota on the Angolan margin, Deep Sea Research Part I: Oceanographic Research Papers, Volume 94, December 2014, Pages 124-136, ISSN 0967-0637, http://dx.doi.org/10.1016/j.dsr.2014.08.010.
(http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0967063714001654)

Experti společnosti BP (dříve British Petroleum) nalezli na mořské dně u angolského pobřeží asfaltové hromádky. Unikají systémem puklin z hlouběji položených vrstev uhlovodíků. Celkem jich na ploše 3,7 km2 identifikovali 2.254. Jejich průměr dosahuje až 50 m. Najdeme je v poloze 6o 45' j.š. a 11o 00' v.d. Asfaltové hromádky jsou hojně zabydleny zástupci mořské fauny. Podobný jev byl zatím pozorován např. v Mexickém zálivu nebo u kalifornského pobřeží, ve východním Atlantiku nikoliv. Na snímku vidíme hvězdici řádu Brisingida na hromádce asfaltu, bílá úsečka je 10 cm dlouhá (Daniel O.B. Jones, Anne Walls, Michael Clare, Mike S. Fiske, Richard J. Weiland, Robert O’Brien, Daniel F. Touzel, Asphalt mounds and associated biota on the Angolan margin, Deep Sea Research Part I: Oceanographic Research Papers, Volume 94, December 2014, Pages 124-136, ISSN 0967-0637, http://dx.doi.org/10.1016/j.dsr.2014.08.010. (http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0967063714001654).

 

Googlem proti chřipce

9.11.2014

Pomocí dat z internetového vyhledávače Google lze jednoduše stanovit aktuální rozsah epidemie chřipky, zatímco na základě údajů od lékařů to zjistíme až s týdenním zpožděním v nejlepším případě. Jak ukazuje studie Tobiase Preise a Helen Susannah Moat z University of Warwick v britském Coventry, odhady lze provést na základě nárůstu počtu typických dotazů např. na symptomy či léčení chřipky, a míst, odkud pocházejí, v kombinaci s historickými daty. Nová metoda je nejen rychlejší, ale i přesnější.

 

Z mozku do mozku

7.11.2014
nahoře vysílací a dole přijímací stanoviště (Rao RPN, Stocco A, Bryan M, Sarma D, Youngquist TM, et al. (2014) A Direct Brain-to-Brain Interface in Humans. PLoS ONE 9(11): e111332. doi:10.1371/journal.pone.0111332)

Mezi dvěma lidskými mozky úspěšně přenesla informaci pouze pomocí EEG a magnetického pole Tiffany.M.Youngquist se svými kolegy z University of Washington. Dva hráči, kteří seděli v různých budovách asi 1.600 m vzdálených, hráli jednoduchou počítačovou hru. Měli sestřelovat objekt z displeje. První hráč mohl sice zamířit, ale nemohl vystřelit zmáčknutím tlačítka. Druhý hráč mohl pouze střílet, aniž viděl na svém displeji sestřelovaný objekt. Elektrody na hlavě prvního hráče pečlivě snímaly elektrická pole jeho mozku a zaznamenaly okamžik, kdy chtěl vypálit. Pomocí internetu informace přenesly do generátoru magnetického pole, který měl na hlavě druhý hráč. Ten vytvořil takové magnetické pole, které stimulovalo mozek druhého hráče tak, že tlačítko okamžitě zmáčkl on. Na obrázku nahoře vidíme vysílací a dole přijímací stanoviště (Rao RPN, Stocco A, Bryan M, Sarma D, Youngquist TM, et al. (2014) A Direct Brain-to-Brain Interface in Humans. PLoS ONE 9(11): e111332. doi:10.1371/journal.pone.0111332). Písmenem C je označena cívka o průměru 9 cm generující magnetické pole. Zbývající písmena v dolní části obrázku označují jednotlivé prvky uchycení hlavy (A,B) a cívky (D)Nepochybně velmi zajímavý experiment, ale trochu z něj mrazí.

 

Umělý přírodní žaludek

5.11.2014

Malý lidský žaludek vypěstovali kmenových buněk Kyle W. McCracken a James M. Wells spolu s dalšími experty z Cincinnati Children’s Hospital Medical Center, University of Cincinnati a University of Michigan Medical School. Jde o velký úspěch, protože vytvářet trojrozměrné struktury z rostoucích buněk je pro nás zatím velmi obtížné. Podařilo se jim to díky tomu, že v dostatečné míře zvládli přenos informací mezi buňkami prostřednictvím chemických signálů. Jejich žaludeček neposlouží jako orgán pro transplantaci, nýbrž jako perfektní prostředí k výzkumu žaludečních nemocí.

 

Nevyhynulý vyhynulý kabar

4.11.2014
kabar pižmový (Moschus moschiferus), přibuzný kabara měděného, foto Wikimedia Commons

V afghánských lesích se poprvé po šedesáti letech podařilo zpozorovat domněle vyhynulého kabara měděného (Moschus cupreus). Celkem se podařilo postupně spatřit samce, samici i mládě. Kabaři (rod Moschus) jsou podobní jelenům, ale váží jen kolem 10 kg a měří 60 cm. Nepřítomnost parohů kompenzují samci dlouhými špičáky v horní čelisti. Zřetelně je vidíme na obrázku příbuzného kabara pižmového (Moschus moschiferus, foto Wikimedia Commons). Čeleď kabarovitých (Moschidae) tvoří jediný rod se sedmi druhy. Žije v Asii v oblasti od Pákistánu, Afghánistánu a Kazachstánu až po Koreu a Sachalin na východě, severní Indii, Barmu a Vietnam na jihu. Lovci a později pytláci zabíjeli kabary kvůli pižmu, kterým si v době říje značkují své území. Vyměšuje je speciální břišní žláza do váčku, kde se ho nahromadí kolem 25 g. Používá se pro stabilizaci vůně parfémů. V arabských zemích ho považují za afrodisiakum a tradiční čínské lékařství ho používá jako lék. Jeho cena dosahuje 45.000 USD za kilogram.

 

Deník pod sněhem

3.11.2014
deník G.M.Levicka, foto Antarctic Heritage Trust

Přes sto let starý deník George Murraye Levicka, účastníka nešťastné expedice kapitána Scotta k jižnímu pólu v letech 1911 - 1912, nalezli pod antarktickým ledem pracovníci novozélandské Antarctic Heritage Trust (viz obr., foto Antarctic Heritage Trust). Levick nedoprovázel svého velitele na cestě k pólu, proto zřejmě přežil. Byl členem skupiny, která putovala podél antarktického pobřeží a prováděla vědecká pozorování. Problémy se nevyhnuly ani jim. Špatné počasí je odřízlo od základny a zabránilo lodi expedice, aby je vyzvedla. Přežívali ve sněhové dutině díky lovu tuleňů a tučňáků. Ztráta tak důležité věci jako deník svědčí o tom, že museli prožít velmi krušné časy. Nicméně přežili a vrátili se do Britanie, kde G.M.Levick zemřel roku 1956.

Hůře se vedlo veliteli expedice kapitánu Robertu Falconu Scottovi (1868 - 1920) a jeho druhům. Skutečně se jim po strastiplné cestě podařilo dosáhnout 17.ledna 1912 jižního pólu. Nalezli tam stan vztyčený Amundsenovou výpravou, která dorazila 14.prosince 1911, o pouhý měsíc dříve. Scott a jeho druhové na zpáteční cestě zahynuli hladem, zimou a vyčerpáním 29. nebo 30. března 1912 jen 18 km od velkého zásobovacího skladu potravin a paliva. Záchranná výprava nalezla jejich těla o osm měsíců později včetně deníku, který kapitán Scott vedl do poslední chvíle. V českém překladu vyšel zatím dvakrát, poprvé hned roku 1913. Podruhé v překladu Stanislava Bártla roku 1972 v nakladatelství Mladá fronta pod titulem Dosažení jižní točny (deník z poslední expedice).

Amundsenova expedice byla mnohem lépe přizpůsobena polárním podmínkám. Jako tažných zvířat využili osvědčených psů, zatímco Scottova výprava vsadila na poníky, kteří se naprosto neosvědčili. Zapadali do sněhu a většina z nich byla brzy v tak zbědovaném stavu, že museli být utraceni, pokud sami neumřeli. Do saní s vybavením se museli zapřáhnout sami členové expedice. Psi navíc Amundsenovi a jeho druhům posloužili jako čerstvá samopohybující se zásoba jídla. Vrátili se s třiceti z původní stovky psů. Něco takového bylo pro britského gentlemana a důstojníka nemyslitelné.

 

Piezokrystaly v těle

2.11.2014

Pro napájení elektrických obvodů určených pro práci uvnitř lidského těla se stále více užívá piezokrystalů. Na letošní konferenci IEEE věnované zákaznickým integrovaným obvodům, která proběhla v polovině září v kalifornském San Jose, předvedl Amin Arbabian se svými kolegy ze Stanfordovy univerzity (Leland Stanford Junior University) malý čip, určený k práci uvnitř lidského těla. Energii mu dodává piezoelektrický generátor, který pohání ultrazvukové vlny ze zdroje mimo tělo. Po dodání energie spustí připojené čidlo a zaznamenané hodnoty vyšle pomocí zabudované vysílačky do mimotělního přijímače.

O piezoelektrickém napájení kardiostimulátorů akademon.cz 1.2.2014.

 

Membránu s nastavitelnou velikostí pórů

1.11.2014
poly(ferrocenylsilane) vinylimidazolium-bis(trifluoromethylsulfonyl)imid

připravili nizozemští chemici z Universiteit Twente v Enschede pod vedením prof.G. J. Vancsoa. Do běžného polyakrylátového polymeru zabudovali kapalnou iontovou látku poly(ferrocenylsilane) vinylimidazolium-bis(trifluoromethylsulfonyl)imid (viz obr.). Oxidací Fe2+ v zabudovaných molekulách ferrocenu na Fe3+ se mění elektrostatické síly mezi jednotlivými nabitými částicemi, v důsledku čehož průměr pórů vzroste. Jejich zmenšení na původní velikost dosáhneme chemickou nebo elektrochemickou redukcí.

 

Poslední příspěvky