Nový prezident Mezinárodní rady vědeckých unií

28.2.2009

Na zasedání International Council for Science (ICSU) v Maputu v Mozambiku byl do čela rady zvolen Yuan Tseh Lee, nositel Nobelovy ceny za chemii v roce 1986, specializující se na dynamiku chemických reakcí. Narodil se v Hsinchu na Tchajvanu v roce 1936 a vystudoval v Berkeley v USA. Funkce se ujme v dubnu 2010 a nahradí současnou prezidentku Catherine Bréchignacovou narozenou ve Francii v roce 1946.

Povrch kapaliny odpuzující

27.2.2009

Feng Zhou se svými kolegy z Ústavu chemické fyziky v čínském Lanzhou připravil anodickou oxidací hliníku povrch, který odpuzuje většinu kapalin, a to jak vodu, tak oleje i iontové kapaliny. Za určitých podmínek během anodické oxidace hliníku vznikají na jeho povrchu nejprve póry, které stále rostou, až se nakonec propojí. Na povrchu zůstanou jen zbytkové sloupečky oxidu hlinitého nanometrových rozměrů. Povrch tak zajímavých vlasností jistě najde své uplatnění i v praxi, nejspíš při výrobě nejrůznějších těsnění. Fengova metoda není žádnou novinkou, jde jen o přesné nastavení podmínek. Jde vlastně o eloxování hliniků, kdy na jeho povrchu působením elektrického proudu vzniká rovnoměrná vrstva oxidu hlinitého. Ta jednak povrch chrání, jednak umožňuje další úpravy. Např. absorpcí barviv vytvoříme různě zbarvené povrchy. Barvený eloxovaný hliník pokrývá velké plochy třeba na stanicích trasy A pražského metra.

Vodou nejméně smáčivý, tedy nejhydrofobnější známý povrch připravili pracovníci Čínské akademie věd v Pekingu. Tvoří jej sklo pokryté nanočástice oxidu antimonitého Sb2O3. Kontaktní úhel kapek destilované vody dosahuje 150 stupňů.

Evropa bez mlhy

27.2.2009

V časopise Nature Geoscience z ledna 2009 se objevila zpráva, že během posledních 30 let se obloha v Evropě výrazně vyjasnila, protože mlha a opar se snížily až o 50 %. Je to v souladu se snížením emisí oxidu siřičitého. Toto vyjasnění možná přispělo i ke zvýšení denní teploty o 10–20 %, a to zejména ve východní Evropě.

Jak působí Ebola

26.2.2009
Vlákénka na povrchu buňky ve středu obrázku představují jednotlivé viriony viru Ebola. Snímek byl pořízen rastrovacím elektronovým mikroskopem. Foto Paul Bates, University of Pennsylvania School of Medicine.

Doc. Paul Bates, z lékařské fakulty na University of Pennsylvania zjistil, proč je virus Ebola, který způsobuje u lidí a primátů krvácivé horečky s úmrtností až 90%, tak nebezpečný. Jeden z jeho proteinů se váže na bílkovinu tetherin, a tím ji inaktivuje. Tetherin hraje důležitou roli v obraně těla proti virové infekci. Viry se nedokáží samy množit, potřebují k tomu živou buňku. Proniknou do ní a využijí jejího enzymatického aparátu k vlastní reprodukci. A právě bílkovina tetherin zabraňuje tomu, aby nové viriony mohly opustit buňky, v nichž vznikly, a infikovat další. Na snímku pořizeném elektronovým mikroskopem vidíme na buňce v jeho středu vlákénka, což jsou jednotlivé viriony viru Foto Paul Bates, University of Pennsylvania School of Medicine.

Úloha feritinu v oceánech

26.2.2009

Feritin je protein neobsahující hemovou skupinu a je využíván řadou rostlin, živočichů i mikroorganismů k uchování železa v netoxické rozpustné formě, kterou lze okamžitě využít, kdykoliv je třeba. Feritin byl nyní objeven ve dvou rozsivkách Pseudonitschia a Fragilariopsis, které dominují ve fytoplanktonových rozsevech způsobených přirozeným i umělým přítokem železa. A. Marchetti z univerzity v Seattleu a spolupracovníci objevili nyní feritin ve skupině Stramenopila, což jsou eukaryontní organismy zahrnující jednobuněčné řasy, rozsivky i velké řasy. Fylogenetická analýza naznačuje, že feritin vznikl v malé skupině rozsivek horizontálním přenosem genů a může být základem jejich úspěchu v 30–40 % vod oceánů, kde dostupnost železa je faktorem určujícím primární produktivitu. (Feritin tvoří skupinu proteinů s velkou dutinou; molekula je zhruba kulovitá a skládá se z 24 řetězců s vnějším průměrem 12–13 nm a vnitřním průměrem 7–8 nm. V dutině molekuly lze uložit až 4500 atomů trojmocného železa ve formě hydroxidfosforečnanu železitého.)

Hory pod ledem

25.2.2009

Rozsáhlý seismický průzkum Východoantarktického ledovce financovaný americkou National Science Foundation nejenom potvrdil předpokládanou existenci pohoří srovnatelného s Alpami pod 4 km ledu, ale celé je zmapoval. Rozhodně nešlo o jednoduchou záležitost. Mezinárodní tým vědců zřídil za teploty okolo –30 stupňů Celsia na ploše 700 tisíc kilometrů čtverečních síť seismických stanic. Jejich dvoumotorový letoun při tom urazil přes 100.000 km. Zmapování ledového podloží významně přispěje i k rozšíření našich znalostí o tom, jak vlastně Východoantarktický ledovec vzniká.

Pohoří bylo objeveno v rámci Mezinárodního geofyzikálního roku v letech 1957 – 1958 a pojmenování Gamburcevův hřeben nese podle ruského seismologa Grigorije Alexandroviče Gamburceva (1903 – 1955).

Líh z nestravitelných cukrů

25.2.2009

Prof.Eckhard Boles z Goethe-Universität Frankfurt, expert na kvasné procesy, již vyplňuje patentovou přihlášku na nový typ kvasinek, které dokáží produkovat ethanolu z xylózy, což je pentosový polysacharid, který nacházíme ve dřevě anebo rostlinných stéblech. Dříve se označovala též jako dřevní cukr. Prof.Boles z dvanácti různých bakteriálních enzymů, jež ji štěpí, vytipoval jediný vhodný, který pomocí genové manipulace vpravil do buněk kvasinek. Nové kvasinky nyní vyrábějí ethanol z xylózy (xylosy) stejně, jako dosavadní typy z glukózy nebe sacharózy.

Pan Josef Kubů 4.3.2009: O biolihu II. generace se mluví dost dlouho, zatím se však pokud vím ještě nic nesprovoznilo. Bude se u nás o tuto technologii někdo zajímat a uvede do praxe?

Materiálové novinky

24.2.2009

Připravit neobyčejně husté uspořádané kopolymery s velmi malým množstvím chyb ve struktuře se podařilo Thomasi Russellovi, jež je ředitelem Materials Research Science and Engineering Center University of Massachusetts v Amherstu, spolu s Ting Xuem z University of California v Berkeley s jejich týmy. Využili k tomu krystalu oxidu hlinitého (safír), který upravili zahřívání na 1.300 až 1.500 stupňů Celsia po dobu 24 hodin. Na jeho povrchu vzniknou pravidelné vlnky, zvláště vhodné pro vznik uspořádaných polymerů.

Ferroelektrická dioda

23.2.2009

Tým S.-W. Cheonga z americké Rutgers University zjistil, že elektrická vodivost ve ferroelektrickém oxidu železito-bismutitém BiFeO3 silně závisí na směru. Ferroelektrickými nazýváme takové materiály, které díky své struktuře vykazují elektrickou polarizaci, kterou však můžeme změnit vložením vnějšího elektrického pole. Změny přetrvávají i po jeho vymizení. Jde o jakousi elektrickou analogii magnetů (ferromagnetických látek). Změnou polarizace oxidu železito-bismutitého docílíme převrácení směru maximální vodivosti. Těchto vlastností by se dalo využít při konstrukci diod.

Solární články ze železné rudy

22.2.2009

Fotovoltaické články jsou stále dosti drahou záležitostí, částečně i díky ceně čistého křemíku, který je nepostradatelný pro jejich výrobu. Navíc tohoto prvku začíná být v celosvětovém měřítku nedostatek, protože v současnosti patří mezi nejdůležitější suroviny v elektrotechnice. Situace na trhu s křemíkem začíná být tak napjatá, že čínská společnost Trina Solar Ltd., jeden z předních světových výrobců fotovoltaických článků, připravuje výstavbu vlastního závodu na výrobu křemíku polovodičové kvality. U dalších materiálů, jež používáme při konstrukci slunečních baterií, jako telurid kademnatý CdTe a selenid měďnato-indito-gallitý CuInGaSe4, je situace podobná. Jinudy se vydali Cyrus Wadia z Lawrence Berkeley National Laboratory a A. Paul Alivisatos z University of California v Berkeley. Vytipovali sulfid železnatý FeS, sulfid měďnatý CuS a oxid měďnatý CuO jako látky vhodné pro výrobu solárních článků, které by mohly být dostupnější a hlavně výrazně levnější.

Jinou zajímavou variantu představují solární články z oxidu titaničitého s adsorbovanými barvivy, které zajišťují co největší zachycení dopadajícího světla. Při pohlcení fotonu vznikne v oxidu titaničitém pár elektron – díra. Čím rychleji elektron odstraníme, tím vyšší je účinnost článku, protože se nemůže vrátit na stejné místo, kde byl původně. Hovoříme o rekombinaci s dírou. Skupina taiwanských a australských vědců zvýšila rychlost přenosu elektronu tím, že vrstvy oxidu titaničitého pokládá na pole z nanotrubic z oxidu ciničito-inditého, jež slouží jako běžný vodivý podklad. Zvětšení plochy styky obou materiálů usnadní přenos elektronů.

Ke zvýšení účinnosti solárních článků může přispěv i práce Jaime Gomez Rival a jeho kolegů z eindhovenských laboratoří amsterdamského Institute for Atomic and Molecular Physics. Připravili pole z nanotrubic fosfidu gallitého různé délky, které v širokém spektru záření a úhlů dopadu odráží jen extrémně malé množství světla.

Uhlíkové nanonovinky

21.2.2009
struktura uhlíkových nanotrubic, obr. Institute of Physics.

Xinjian Zhou se svými kolegy z kalifornské odnože Sandia National Laboratories sestrojili fotodetektor, který může být mnohem citlivější než dosavadní zařízení pracující na základě vzniku páru elektron-díra v polovodiči. Na povrch uhlíkové nanotrubice navázali azobenzenové barvivo, které při pohlcení fotonu podstatně změní svůj tvar a hlavně rozložení elektrické náboje. Tím ovlivní dielektrické vlastnosti nanotrubice, na níž je připojen chemickou vazbou, aniž zapůsobí na sousední.

Brazilští vědci z Laboratorio Nacional de Luz Sincrotron a Universidade Estadual de Campinas studují mechanické vlastnosti nanomateriálů. Nedávno zjistili, že stříbrné nanotrubice se při mechanickém namáhání chovají zajímavým způsobem. Po krátkém působení tahu se přemění v kvádříky tvoření drobnými nejmenšími možnými kubickými krystalky stříbra s jednotlivými atomy ve svých vrcholech. Za normálních okolností je však krystalová struktura stříbra plošně centrovaná, tzn. atomy se nacházejí nejen ve vrcholech, ale i ve středech stran. Po dalším působení tahu vzniká řetězec jednotlivých atomů, který se vzápětí trhá.

Zajímavé využití pro uhlíkové nanotrubice nalezl tým vědců z University of Colorado v Boulderu a Institute for Critical Technology and Applied Science ve Viriginii. Uhlíkovou nanotrubicí napnutou mezi dvěma volframovými jehlami krájí tenké plátky biologických vzorků pro zkoumání elektronovým mikroskopem. Nový postup je šetrnější k biologickému materiálu než dosud užívané diamantové řezáky.

Alice Parker a Chongwu Zhou z University of Southern Kalifornia se snaží pomocí uhlíkových nanotrubic napodobit vzájemná spojení nervových buněk. Strukturu uhlíkových nanotrubic vidíme na obrázku, obr. Institute of Physics.

Tisková zpráva AV ČR

20.2.2009
logo AV ČR

Češi objevili nový způsob, jak hormony řídí vývoj rostlinných orgánů

Čeští biologové objevili dosud neznámý mechanismus řídící vývoj stonků a kořenů, které rostliny vytvářejí náhradou za zničené části svého těla. Vědci zjistili, jak se vzájemně ovlivňují hormony auxin a cytokininy, jež rozhodují o osudu nově vznikajících orgánů. Výsledky jsou vědecky velmi cenné. V budoucnu by navíc mohly pomoci například při šlechtění plodin, které lépe zakořeňují nebo rychleji obnovují růst po poškození.

Rostliny mají mimořádné regenerační schopnosti. Většina živočichů si nedokáže vytvořit novou část těla jako náhradu za ztracenou. Rostliny však takto regenerují běžně: keře seříznuté těsně nad zemí obvykle snadno obrazí, ustřižené větvičky mnoha dřevin bez problémů zakořeňují.

Vývoj rostlinných orgánů řídí především dva typy hormonů: cytokininy (skupina několika látek s podobnými účinky) a auxin. Je-li v buňkách výrazně více auxinu než cytokininů, vznikají kořeny. Při převaze cytokininů vyrůstají naopak stonky s listy. Hormony tedy působí společně a vzájemně se ovlivňují. Podstata jejich ovlivňování ale zůstávala dosud neznámá.

Objasnit se ji rozhodli vědci z Masarykovy univerzity, Ústavu experimentální botaniky Akademie věd České republiky (ÚEB AV ČR) a Biofyzikálního ústavu AV ČR. Pro výzkum použili hlavně stonky ze semenáčků huseníčku. Při pěstování na živném médiu, do nějž přidávali různá množství auxinu a cytokininů, na nich sledovali tvorbu nových orgánů.

Dlouhá série experimentů vedla k zásadním objevům. Předně se ukázalo, že oba typy hormonů nejsou rovnocenní partneři. Tvorbu nových orgánů dokáže nastartovat jedině auxin. Cytokininy ovšem určují, jaký druh orgánu se nakonec vyvine. A činí tak způsobem, který Češi popsali jako první na světě: cytokininy mění proudění auxinu tělem rostliny.

Toky auxinu jsou ve vývoji rostlin klíčové. Speciální bílkoviny přenášejí auxin přesně určenými směry z buňky do buňky. Zjednodušeně řečeno, vznikají tak oblasti s různými hladinami auxinu, kde se buňky vyvíjejí odlišně, a výsledkem je celý složitě uspořádaný orgán. Cílem působení cytokininů jsou bílkovinné přenašeče auxinu. Cytokininy regulují aktivitu příslušných genů, a tím počet molekul přenašečů a následně proudění auxinu.

Výsledky publikoval prestižní časopis Proceedings of the National Academy of Sciences of the USA (zkráceně PNAS). Hlavní autoři článku jsou z týmu doktora Hejátka na Masarykově univerzitě. Významný byl také podíl vědců z ÚEB. Vedoucí jejich skupiny, docentka Eva Zažímalová, říká: „Naším nejdůležitějším příspěvkem bylo sledování rychlosti příjmu a výdeje auxinu buňkami tabáku. Pokud jsme před měřením nechali na buňky několik hodin působit cytokinin, hromadilo se v nich podstatně více auxinu. Získali jsme tak rozhodující důkaz, že cytokininy skutečně mění jeho toky – zde konkrétně zpomalují jeho přenos ven z buňky.“

Poznatky českých badatelů jsou nyní hodnotné především vědecky. V budoucnu však mohou mít také velký praktický dopad. „Mohly by například vést k cílenému šlechtění okrasných rostlin a zemědělských plodin, které budou lépe zakořeňovat nebo rychleji regenerovat po poškození nepříznivými vlivy, jako je mráz či sucho,“ domnívá se docentka Zažímalová.

Poroučení větru dešti není bez problémů

19.2.2009

Sněhová nadílka zastavila dopravu na dvanácti dálnicích v okolí čínského hlavního města Beijingu. Dopravní kalamitu však nezpůsobila příroda, ale uměle vyvolané sněžení. Čínské úřady chtěly ulevit suchem sužované provincii Hebei, kde byly zaznamenány nejnižší srážky za 38 let. Použili již dlouho známou metodu k vyvolání srážek a vystřelovali do vzduchu jodid stříbrný. Jeho drobné krystalky slouží jako kondenzační centra vodní páry, takže za příhodných okolností vyvolají déšť nebo sněžení. Tak silnou odezvu zřejmě nikdo neočekával.

Blíží se kometa C/2007 N3 Lulin

18.2.2009
vyhledávací mapka ke kometě C/2007 N3 Lulin

Tiskové prohlášení České astronomické společnosti a Astronomického ústavu AV ČR, v. v. i. číslo 127 ze 17. 2. 2009

Na noční obloze máme po nějaké době opět možnost snadno pozorovat kometu. Nejde o žádnou mimořádně jasnou vlasatici, nicméně na konci února ji za dobrých podmínek budeme moci spatřit i pouhýma očima. Tehdy bude toto těleso označené jako C/2007 N3 Lulin procházet nejblíže k Zemi a díky dobré poloze na obloze bude pozorovatelné celou noc. Nejlepší podmínky ke sledování komety se naskytnou přibližně mezi 20. únorem a 1. březnem tohoto roku.

O objev komety (11. července 2007) se dělí dva východoasijští pozorovatelé Quanzhi Ye (Guangzhou, Čína) a Chi Sheng Lin (observatoř Lu-lin Sky Survey, Taiwan). Jméno však kometa dostala podle observatoře Lu-lin Sky Survey na Taiwanu. Z výpočtů její dráhy vyplynulo, že se neshoduje se žádným doposud pozorovaným kometárním tělesem a pozorujeme ji tedy poprvé. Je proto obtížné předpovědět vývoj jejího chování, především jasnosti.

Kometa prošla přísluním 14. ledna 2009, a to ve vzdálenosti 1,24 AU od Slunce (1 AU je střední vzdálenost Země od Slunce, tj. asi 150 milionů km). Po tomto průletu se pozorovatelům naskytl na ranní obloze velmi zajímavý pohled. Z její kulové kondenzované komy totiž vycházel jak krásně strukturovaný plynový chvost, tak i opačně orientovaný prašný antichvost. Po průchodu přísluním se hvězdná velikost pohybovala kolem 7,5 magnitudy (byla tedy pozorovatelná mimo města malými přístroji, např. divadelními kukátky).

Nejblíže k Zemi projde kometa Lulin 24. února 2009. V té době se bude nacházet v souhvězdí Lva a její hvězdná velikost by se mohla pohybovat kolem 5. magnitudy (měla by tedy být nad městy neosvětlené obloze viditelná i pouhýma očima). V okamžiku průletu kolem Země nás s kometou bude dělit vzdálenost 0,41 AU (tedy asi 160 násobek vzdálenosti Země a Měsíce). Kometa se tak na obloze bude pohybovat poměrně rychle – za jednu hodinu urazí přibližně 0,2°, tedy asi polovinu průměru měsíčního úplňku.

Nejlepší podmínky k pozorování komety nastanou v době průchodu přízemím, tedy na konci února. V pondělí 23. února kometa mine na obloze planetu Saturn, a to jižně v úhlové vzdálenosti asi 2°. Tím dnem také začíná její viditelnost po celou noc. Kometa se bude rychle přesouvat od východu na západ a zároveň bude mírně slábnout.

Velmi zajímavý by mohl být její zdánlivý průlet okolo „Lvího srdce“ – jasné hvězdy Regulus v souhvězdí Lva. Tu kometa mine v noci z 27. na 28. února o 0,4° jižně. Počátkem března jí nalezneme v Raku, kde proletí okolo dalšího skvostu jarní oblohy – otevřené hvězdokupy M 44 (známé též jako Jesličky nebo Roj včel). Nejblíže k Jesličkám bude 6. března, a to jižně ve vzdálenosti asi 1,7°. Bohužel v té době bude dost rušit Měsíc v souhvězdí Blíženců ve fázi dva dny po první čtvrti. Pak již kometa začne poměrně rychle slábnout, neboť se bude od Země vzdalovat. To se projeví i na jejím pomalejším pohybu po obloze.

V dosahu menších přístrojů bude C/2007 N3 Lulin přibližně do konce března. Na přelomu března a dubna ji nalezneme v západní polovině souhvězdí Blíženců. V tomto souhvězdí setrvá až do konce září. Už v červnu však zmizí z dohledu větších přístrojů na denní obloze a pozorovatelná pak bude až na podzim na ranní obloze, ovšem jako objekt pro velké dalekohledy a přístroje vybavené citlivými CCD kamerami.

Na pozorování komety doporučujeme vybavit se alespoň malým dalekohledem, například loveckým triedrem nebo divadelním kukátkem. V případě, že bude otevřeno na vám nejbližší hvězdárně a kometu tam budou pozorovat, určitě hvězdárnu navštivte. Jako u většiny mlhavých objektů vám však doporučujeme i kometu Lulin pozorovat mimo místa postižená městským osvětlením, nejlépe na horách.

Česká astronomická společnost (ČAS) vydává od května 1998 tisková prohlášení o aktuálních astronomických událostech a událostech s astronomií souvisejících. Počínaje tiskovým prohlášením č. 67 ze dne 23. 10. 2004 jsou některá tisková prohlášení vydávána jako společná s Astronomickým ústavem Akademie věd ČR, v. v. i. Archiv tiskových prohlášení a další informace nejen pro novináře lze najít na adrese http://www.astro.cz/media.

Tisková zpráva AV ČR

18.2.2009
logo AV ČR

Slavnostní zahájení provozu tokamaku COMPASS v Ústavu fyziky plazmatu AV ČR, v. v. i.

Ústav fyziky plazmatu AV ČR, v. v. i. (ÚFP) v červenci 2005 přijal nabídku, aby z United Kingdom Atomic Energy Autority (UKAEA) převzal jejich tokamak COMPASS provozovaný v Culham Science Center ve Velké Británii a reinstaloval ho v ÚFP. Projekt převzetí tokamaku COMPASS podpořila vláda České republiky, EURATOM, UKAEA a Akademie věd ČR. Tokamak byl ve Velké Británii rozebrán a postupně převážen do Prahy. Nově postavená laboratoř má zcela nový systém napájení, systém řízení atd. Slavnostní odhalení tokamaku COMPASS v areálu Akademie věd ČR Mazanka v Praze 8 se konalo 1. dubna 2008.

Tokamak COMPASS je zařízení sloužící k fyzikálnímu výzkumu horkého plazmatu v rámci celosvětového úsilí směřujícího k ovládnutí termojaderného slučování. Výstupy z tohoto fyzikálního experimentu budou využívány při výstavbě a provozu nově budovaného termojaderného reaktoru ITER ve Francii. Termojaderné slučování je jedním z intenzivně studovaných zdrojů energie pro 21. století.

Slavnostního zahájení provozu se ve čtvrtek 19. února 2009 zúčastní zástupci EURATOM, vedení Akademie věd ČR a další představitelé vědy a výzkumu v ČR.

Marihuana a rakovina

17.2.2009

Nedávná studie lékařů z Fred Hutchinson Cancer Research Center v americkém Seattlu ukázala, že pravidelné kouření marihuany zejména v období puberty zvyšuje riziko rakoviny varlat na dvojnásobek.

Indický technologický park

16.2.2009

Indická společnost State Industrial Development Corp. řízená vládou jihoindického státu Kérala buduje nákladem 60 milionů dolarů technologický park se zaměřením na nanotechnologie a biotechnologie. Vyroste na ploše 105 hektarů poblíž vesnice Thonnakkal 25 km daleko od hlavního města Thiruvananthapuramu.

Výroba vodíku

14.2.2009

Skupina vědců z několika amerických institucí pod vedením Jonathana Mielenze z Oak Ridge National Laboratory vyvinula novou technologii přípravy vodíku. Pomocí jimi navržené směsi čtrnácti různých enzymů a jednoho koenzymu rozkládá za teploty 32oC rostlinné zbytky s vysokým obsahem celulózy za vzniku vodíku. Protože tyto chemické reakce probíhají ve vodném prostředí, vznikající plyn je vlhký, což však pro použití v palivových článcích nevadí.

Jiný způsob vyvíjí tým prof. Welforda Castlemana z Pennsylvania State University. Rozkládají vodu pomocí klastrů hliníku definovaných tvarů. Ukazuje se, že účastní-li se chemické reakce nanočástice (klastry), průběh této reakce za konkrétních podmínek závisí i na jejich tvaru. Nevýhodou této metody oproti předchozímu postupu je, že připravuje směs vodíku a kyslíku, tedy třaskavý plyn, jehož obě složky bude nutné od sebe dalším krokem oddělit. Skutečností však zůstává, že má-li se vodík uplatnit ve větším množství jako zdroj energie, potřebujeme nezbytně novou metodu jeho výroby.

Francouzská ochrana proti balistickým střelám

14.2.2009

Francouzská raketa Ariane 5 vynesla na oběžnou dráhu kromě telekomunikačních družic dva pokusné satelity, které mají testovat technologii francouzského systému protiraketové obrany. Dvojice družic Spirale má registrovat zdroje infračerveného záření na Zemi a tímto způsobem detekovat odpálení balistické střely. Bude-li jejich plánovaná čtrnáctiměsíční mise úspěšná, mohl by nový systém být uveden do chodem během následujících deseti let.

Bílkovinný komplex uranu

13.2.2009

Zajímavou bílkovinu připravili chemici z University of Chicago a Argonne National Laboratory vedení Chuanem He. Vytváří komplexní sloučeninu s uranylovým anionem UO22+, což je jeho nejrozšířenější forma v roztoku. Vyšli z bílkoviny NikR, která v bakterii Escherichia coli řídí metabolismus nikelnatých iontů. Vytváří s nimi komplex, který se váže na specifická místa jejího genomu, čímž zabrání vzniku jiných proteinů, které do buňky přenášejí nikelnaté kationy. Ni2+ se nachází v dutině uvnitř molekuly proteinu a tvoří s ní čtyři chemické vazby. Změnou pouhých tří aminokyselin dosáhli toho, že v dutině molekuly proteinu se lépe váže šesti vazbami uranylový iont. Jejich práce může nalézt uplatnění při likvidaci znečištění životního prostředí, detekci přítomnosti uranu anebo při léčbě jím způsobených otrav.

Přínos pro vývoj elektromobilů

12.2.2009

Skupina studentů z amerického MIT vynalezla nové tlumiče do automobilu.Kromě toho že standardně tlumí otřesy, rovněž vyrábějí elektrický proud. Kapalina v hydraulických tlumičích roztáčí malou turbínu, jež vyrábí elektřinu běžným způsobem pomocí elektromagnetické indukce jako v elektrárnách. Chod celého zařízení optimalizuje a řídí, jak jinak, procesor. Po rekuperaci, jež získává energii při brzdění a jízdě z kopce, jde o další přínos pro vývoj skutečně použitelných elektromobilů. Zařízení dosáhne lepších výsledků u těžkých vozidel, protože mají více tlumičů. Testy zatím proběhly na nákladním automobilu se třemi nápravami, u kterého dodají nové tlumiče až 10% energie nutné k pohonu vozidla.

Nově na sluneční baterie?

11.2.2009

Zcela jinak přistoupil ke zvýšení účinnosti přeměny slunečního záření na elektřinu Nao Terasami z japonského Národní ústavu pokročilých aplikovaných věd a technologií (National Institute of Advanced Industrial Science and Technology). Zatímco ostatní zvyšují účinnost fotovoltaických článků, on začal procovat s fotosyntetickým systémem rostlinných buněk, který má pro určité vlnové délky účinnost prakticky 100%. Rozpojil ho tak, že světlem excitovaný elektron, který normálně v buňce slouží k syntéza organických sloučenin, svedl na elektrodu. Modifikoval fotosystém I ze sinice Thermosynechococcus elongatus. Vitamin K1, který je jeho důležitou součástí, nahradil jeho analogem, jež pomocí 4,4'-bipyridylové skupiny -NC5H4C5H4N- připojil na zlatou elektrodu.

Další způsob vidění

8.2.2009

Objev fotocitlivých sítnicových gangliových buněk (ipRGC) jako fotoreceptorů odlišných od tyčinek a čípků stimuloval zájem o obraz netvořící aspekty vidění. Ukazuje se, že odpověď na jediný registrovaný foton těmito melanopsin obsahujícími buňkami je třikrát větší než u tyčinek a stokrát větší než u čípků, i když jde o kineticky pomalý a dlouhotrvající jev. Obsah melanopsinu v membránách je nízký, takže transretinální průchod světla k tyčinkám a čípkům není prakticky ovlivněn.

Už i hmyz má ledviny

7.2.2009
Sameček octomilky Drosophila melanogaster. Skutečná velikosti 2,5 mm. Foto André Karwath aka Aka 2005, licence  Creative Commons Attribution-Share 2.5 Generic

Ultrafiltrace krve v glomerulech obratlovců za tvorby moči je umožněna upravenými epiteliálními buňkami zvanými podocyty. I když se přítomnost nefronu (glomerulus plus renální trubice) považovala za znak obratlovců, bylo nyní zjištěno pracovníky z Velké Británie, Německa a Španělska, že hmyzí funkční obdoba podocytů zvaná nefrocyty z octomilky Drosophila melanogaster se podobá co do složení proteinů obratlovčím podocytům. Je tedy naděje na použití hmyzích nefrocytů při studiu ledvinových chorob i u člověka. Foto André Karwath 2005.

Léčba laserem

6.2.2009

Na stopě nové metody, která v budoucnu snad může přispět k léčbě amyloidózy, je tým profesora Yujiho Gota z Osacké Univerzity. Jde o metabolickou poruchu metabolismu bílkovin, jejímž důsledkem je vznik amyloidových vláken v různých tkáních, které se tím poškozují. Při mikroskopickém zkoumání amyloidových vláken je Gotovi lidé označili barvivem thioflavinem, jež při ozařování laserovým paprskem fluoreskuje. Ukázalo se, že vlivem laseru se růst amyloidových vláken zastaví a někdy dojde k jejich rozpadu.

Chuť umami

6.2.2009
struktura glutamové kyseliny, jedné z aminokyselin

Pátá základní chuť (vedle sladké, kyselé, hořké a slané) byla popsána teprve koncem 20. století a je připisována glutamátu. Byla nazvána umami (z japonského umai čili chutný), objevuje se v řadě orientálních koření a je zesilována inosinmonofosfátem a guanidinmonofosfátem. Chuť je zaznamenávána specifickými receptory na jazyku; ten pro umami se označuje TIR1-TIR3, zatímco podobný „sladký“ receptor je TIR2-TIR3. Pro vjem umami jsou nadto potřebné čtyři aminokyselinové zbytky uvnitř tzv. VFT-domény (pro Venus flytrap). Další čtyři aminokyseliny nedaleko vstupu do VFT-domény jsou též podstatné pro funkci receptoru.

Novinky o zvířátkách

5.2.2009
struktura 24-isopropylcholestanu

Carlos Jaramillo ze Smithsonian Tropical Research Institute spolu s Jonathanem Blochem z University of Florida odhalili fosilii největšího známého hadu, jaký kdy na naši Zemi žil. Před šedesáti miliony let obýval oblast dnešní severní Kolumbie. Titanoboa cerrejonensis dorůstal délky 13 m a vážil přes 1.100 kg. K nálezu došlo k povrchovém uhelném dole Cerrejon v kolumbijském departmentu Guajira. Pro srovnání, při rozsáhlém průzkumu provedeném ve Venezuele, při kterém byly studováno 1.000 anakond (Eunectes murinus), dosáhla největší z nich délky 5,2 m a vážila 45 kg. Jedinci delší než 7 metrů jsou extrémně vzácní.

Podle Gordona Lova z University of California v Riverside může přítomnost 24-isopropylcholestanu v 635 milionů let starých usazeninách v dnešním Ománu může naznačovat, že v té době se na Zemi poprvé objevily nejstarší známí živočichové, mořské houby třídy Demospongia. Ve starších vrstvách se nenachází a zároveň patří ke sloučeninám typickým pro metabolismus zmíněných hub.

Po důkladném průzkumu fosílií velrybího samce a březí samičky druhu Maiacetus inuus, které byly nalezeny před několika lety na území Pákistánu, usoudil tým pod vedením Philipa Gingeriche z University of Michigan, že vzhledem k poloze plodu musel porod probíhat na pevné zemi. Na rozdíl od všech ostatních savců, u mořských savců vystupuje při porodu hlava jejich mláďat jako poslední část těla. Kdyby tomu bylo jako u ostatních savců, kdy hlava vychází nejdřív, mládě by se utopilo ještě před dokončením porodu. Ze stavby koster nalezených fosílií jednoznačně vyplývá, že tehdejší velryby byly přizpůsobeny pohybu ve vodě. Byly tedy jakýmisi obojživelníky, kteří žili na rozhraní vody a souše.

Společná australsko americká expedice vedená Jessem Adkinsem z California Institute of Technology a Ronem Thresherem z australského CSIRO (Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation) zkoumala mořské dno jihovýchodně od Tasmánie. V hloubce okolo 2000 m se podařilo nalézt dosud neznáme typy společenstev i nové druhy korálů.

Pro změnu útvary, které byly pokládány za fosilizované zbytky červů kroužkovců identifikoval tým Federica Krauseho z University of Calgary jako zkamenělé otvory, kterými před 70 miliony let unikal methan skrz mořské dno, kterým v té době byla oblast jižně od Denveru.

Zoologům se podařilo nafilmovat a odebrat vzorek DNA zvláštního savce štětinatce haitského (Solenodon paradoxus), který žije pouze na ostrově Haiti. Přestože byl objeven na konci 19.století, pozornosti vědců dlouho unikal, protože jde o velmi plachého nočního tvora. Společně s příbuzným druhem žijícím na Kubě je to jediný savec, který má jedovaté zuby pro lov i souboje.

Obsah lipidů v pohlavních buňkách

5.2.2009

Spojení spermie s vajíčkem při fertilizaci zahrnuje metabolickou aktivaci, fúzi membrán a tvorbu i hydrolýzu fosfolipidů. Nejnovější metody včetně vysokotlaké kapalné chromatografie umožnily přesnou definici složení fosfolipidů v lidských spermiích a vajíčku. Nejpozoruhodnější je zjištění, že spermie obsahují o 50 % více fosfatidylethanolaminu než vajíčka, šestkrát tolik fosfatidylserinu a třikrát tolik sfingomyelinu. Zato fosfatidylinositolu je v obou typech buněk stejně a fosfatidylcholinu je ve vajíčkách téměř čtyřikrát více než ve spermiích.

Chemie mění polaritu ferroelektrik

4.2.2009

Tak jako ferromagnetické látky vytvářejí pole magnetické, ferroelektrické tvoří díky své struktuře pole elektrické. Jeho polaritu můžeme samozřejmě ovlivňovat vkládáním vnějšího napětí. Skupina amerických vědců pod vedením G. B. Stephensona z Argonne National Laboratory experimentálně prokázala, že jejich elektrické pole můžeme ovlivňovat i působením chemickým. Pracovali s extrémně tenkým filmem titaničitanu olovnatého PbTiO3, jehož ferroelektrické vlastnosti jsou velmi výrazné. Zjistili, že jeho polarita závisí na tlaku kyslíku, jemuž je vystaven, čímž potvrdili své teoretické kvantově mechanické výpočty.

Chemomechanika

3.2.2009
struktura kyseliny D-dibenzoylvinné

Hans-Jörg Schneider a Kazuaki Kato z Universität des Saarlandes v německém Saarbrückenu studují chemomechanické polymery, tedy látky, které vratně mění svůj tvar působením různých chemikálii. Podařilo se jim připravit chitosanový gel, který rozdílně reaguje na přitomnost izomerů derivátu kyseliny vinné. Její molekula se vyskytuje ve dvou podobách o naprosto stejném složení HOOCCH(OH)CH(OH)COOH a odlišné struktuře, jež se od sebe liší jako předmět a jeho odraz v zrcadle. Každá z nich stáčí rovinu polarizované světla jiným směrem. Nazýváme je D a L. Vystavíme-li chitosanový gel působení D dibenzoylvinné kyseliny, jeho objem poklesne o 94%, zatímco působení L formy vyvolá pokles pouze o 20%. Chitosan je aminopolysacharid podobný chitinu, jež je podstatnou součástí krunýřů členovců včetně hmyzu. Na objem chitosanového gelu má silný vliv i pH prostředí. Popisované experimenty probíhaly za konstatního pH. Pro úplnost dodejme, že umíme připravit i opticky neaktivní izomer kysleiny vinné, kyselinu meso-vinnou.

Schneiderova a Katova práce představuje významný pokrok, protože až doposud byl hlavní předmětem studia chemomechanických jevů vliv kyselosti či zásaditosti prostředí (pH). Poslední experimenty ukazují, že je bude možné užít při vytváření nových senzorů anebo třeba přímo při řízení chemických procesů, kdy změna tvaru bloku polymeru může např. ovládat ventil. Z tohoto hlediska je zajímavé chování methylmetakrylátového gelu, do jehož struktury jsou zabudovány speciální chemické skupiny, které mohou vázat ethylendiamin. Aminokyseliny a peptidy vyvolají změnu objemu této látky jen za přítomnosti měďnatých nebo zinečnatých iontů.

Kmenové nanohojení

2.2.2009

Přípravek pro dokonalejší hojení zlomenin vyvinuli vědci z University of Californina v San Diegu pod vedením profesorů Shu Chiena a Sungho Jina. Spojili dvě hlavní oblasti současné výzkumu – nanotechnologie a kmenové buňky. Spojili nanotrubice z oxidu titaničitého z mesenchymálními kmenovými buňkami z kostní dřeně. Zjistili, že průměr nanotrubic řídí jejich další přeměnu na kostní buňky. Aplikace nového preparátu může urychlit hojení zlomenin až trojnásobně.

Diskuse/Aktualizace