Jak odstranit rtuť

31.3.2006
Zdroj:
Worthington, M. J. H., Kucera, R. L., Albuquerque, I. S., Gibson, C. T., Sibley, A., Slattery, A. D., Campbell, J. A., Alboaiji, S. F. K., Muller, K. A., Young, J., Adamson, N., Gascooke, J. R., Jampaiah, D., Sabri, Y. M., Bhargava, S. K., Ippolito, S. J., Lewis, D. A., Quinton, J. S., Ellis, A. V., Johs, A., Bernardes, G. J. L. and Chalker, J. M. (2017), Laying Waste to Mercury: Inexpensive Sorbents Made from Sulfur and Recycled Cooking Oils. Chem. Eur. J.. doi:10.1002/chem.201702871
Zdroj

Při provozu těžebních plošin vzniká mnoho odpadních vod znečištěných těžkými kovy a robou. Kvůli své jedovatosti je zvláštně nebezpečná kontaminace rtutí. Před vypuštěním do moře je třeba je důkladně vyčistit, což není tak jednoduchá věc. Proto v Pacific Northwest National Laboratory vyvinuli speciální sorbent s extrémně malými póry. Jeho povrch pokrývají thiolové skupiny –SH, k nimž má rtuť, ale i další kovy jako olovy či kadmium, velkou afinitu. Nový produkt vstoupil na trh pod pojmenováním thiol-SAMMS.

Jinou metodu pro odstranění rtuťové kontaminace, tentokrát v přístavních usazeninách, vyvinuli rovněž ve Spojených státech. Spočívá v kombinaci ultrazvuku, který rtuťové ionty dostane ze sedimentu do roztoku, a speciálních bakterií, které je následně absorbují.

6.10.2017: Reakce  esteru olejové kyseliny s molekulou síry S8. Jednotlivé molekuly triacylglycerolů se prováží dohromady krátkými řetězci sírových atomů, takže původně kapalná směs ztuhne a ztmavne. Reakcí síry a použitého oleje na smažení získáme polymer, který velmi dobře reaguje se rtutí. S jeho pomocí můžeme odstraňovat rtuť z životního prostředí, kam se dostává různými způsoby, např. při těžbě zlata, spalování uhlí nebo odpadu, rafinaci ropy a zemního plynu, elektrolytické výrobě louhů, metalurgii anebo z některých fungicidů. V časté podobě methylrtuti CH8Hg+ jde o nebezpečnou, neurotoxickou sloučeninu. Její odstraňování z životního prostředí je nanejvýš žádoucí.

Rtuť lapající polymer získáme zahříváním rostlinného oleje se sírou, která představuje levný vedlejší produkt rafinace ropy. Rostlinné oleje náleží chemicky mezi tuky, tedy estery vyšších mastných kyselin s glycerolem, tzv. triacylglyceroly. Na obrázku reaguje ester olejové kyseliny s molekulou síry S8. Jednotlivé molekuly triacylglycerolů se prováží dohromady krátkými řetězci sírových atomů, takže původně kapalná směs ztuhne a ztmavne. Jde o stejnou reakci, kterou využíváme ke zpevnění gumy, tzv. vulkanizaci.

Pepakos 12.10.2017: Proč použitý olej? Čerstvý ne?

15.10.2017: I s čerstvým by to šlo, ale použitý jako odpad je zdarma...

Další krok k lepšímu osvětlení

31.3.2006

Vědcům z Pacific Northwest National Laboratory se podařilo připravit novou organickou sloučeninu, která bezpochyby najde uplatnění při konstrukci světelných zdrojů, které přeměňují elektřinu rovnou na světlo. V principu jde vlastně o jakousi velkou, výkonnou diodu LED, ve které se při rekombinaci elektronu a díry uvolní foton. Takové světelné zdroje mají mnohem vyšší účinnost než klasické žárovky i zářivky. Problém byl, že doposud chyběla vhodná látka, která by vyzařovala modré světlo. A právě tyto vlastnosti má nově připravená molekula. Konkrétně jde o organokovovou sloučeninu, která navíc obsahuje fosfor.

Protože neexistují látky, které by vyzařovaly v celém viditelném spektru, příjemné bílé světlo vždy získáme kombinací několika různých vlnových délek. Pro každou z nich však musíme užít jinou sloučeninu.

Jaké výhody skýtá plžům levotočivá ulita

31.3.2006

Většina plžů má ulity pravotočivé. Jako každé pravidlo, má i toto své výjimky. Levotočivé ulity jsou však u pravotočivých druhů velmi vzácné. U některých sběratelsky atraktivních homolic dosahují ceny levotočivých ulit astronomických částek. Příroda však nevytváří levotočivé ulity pro potěchu sběratelů. Vědci byli přesvědčeni, že opačné vinutí ulity skýtá jejímu nositeli určitou výhodu. Jen jim nebylo jasné jakou. Trochu světla vnesli do záhady levotočivých ulit američtí biologové Gregory Dietl z Yale University a Jonathan Hendricks z Cornell University článkem ve vědeckém časopise Biology Letters. Prozkoumali 1722 ulit šesti různých fosilních mořských druhů plžů a pátrali na nich po stopách smrtícího útoku krabů. Ukázalo se, že plži s levotočivými ulitami byli proti krabím atakům výrazně odolnější. To zjevně souvisí s „pravorukostí“ krabů, kteří mají zvětšené pravé klepeto a tím se snáze dostanou hluboko do nitra pravotočivé ulity. Levotočivá ulita je pro ně „nešikovná“. Dietl a Hendricks pozorovali kraby, kteří narazili na plže s levotočivou ulitou, a zjistili, že krab obvykle plže nechá na pokoji a vydá se pátrat po „správně zatočené“ oběti. Nabízí se samozřejmě otázka, proč někteří krabi nepřejdou na „levoruký“ model. Podle Dieta a Hendrickse by měli krabí leváci velké problémy při páření s pravorukými kraby.

Katka 14.1.2016: Napadla mě otázka, proč je tedy pravotočivých měkkýšů více? Neměla by být levotočivost evoluční výhodou?

akademon.cz 18.1.2016: I pravotočivá ulita může přinášet nějakou jinou evoluční výhodu. Uplatňuje se zde celá řada nejrůznějších vlivů, které se mohou podepsat na konečné podobě evoluce. Také závisí na přesném mechanismu vzniku pravotočivosti nebo levotočivosti. Dědí se tato vlastnost nebo jako odchylka vzniká náhodnou mutací? A jak často?

Sever na jih

30.3.2006

Záměna zemských magnetických pólů, kdy se navzájem prohodí severní a jižní magnetický pól, je z geologického hlediska běžnou záležitostí, k níž dojde vždy po několika stech tisících let. V posledních 160 milionech let k ní došlo mnohosetkrát, naposledy před 780 tisíci roky. To znamená, že ji můžeme čekat takřka každým okamžikem. Událost sama neproběhne najednou, ale přepólování zemského magnetu zabere několik tisíc let. Dosud se předpokládalo, že jde o víceméně náhodný děj. Fyzikové z italské Kalábrijské univerzity však zjistili, že jeho výskyt není čistě náhodný a nalezli v četnosti výměn paměťové efekty.

Je zajímavé, že taková katastrofická událost, při níž Země přijde o valnou část svého krytí proti kosmickému záření, nemá zásadní vliv na živé organismy. Existují sice teorie, které období velkého vymírání spojují s přepólováním zemského magnetu, na to však tato událost probíhá příliš často a period vymírání proběhlo příliš málo. Neovlivní to ani chování tažných ptáků, např.holubů, kteří se podle magnetického pole orientují, byť musí být stovky let velmi zmatení. Pro úplnost ještě dodejme, že jižní magnetický pól Země přitahuje jižní pól magnetu a naopak, protože jižní magnetický pól Země je vlastně svými vlastnostmi severním pólem magnetu.

Kmenové buňky z varlat

30.3.2006

K embryonálním kmenovým buňkám se upírají velké naděje lékařů i pacientů. Zdá se, že bychom z nich mohli jednou pěstovat v laboratorních podmínkách pro nemocné a zraněné náhradní buňky, tkáně a snad i orgány. Nebude to jednoduché. Kromě nemalých technických problémů se staví využití embryonálních kmenových buněk do cesty i problémy etické. Embryonální kmenové buňky vznikají ze zhruba týden starého lidského zárodku. Přitom se však lidské embryo mění na masu buněk, z které se už nikdy nemůže vyvinout člověk. To je pro mnoho lidí zcela nepřijatelné, protože považují lidské embryo za lidského jedince, jehož život musí být chráněn. Proto se hledají alternativní zdroje buněk, které by s embryonálními kmenovými buňkami sdílely schopnost proměny na všech 250 typů buněk lidského těla. Velmi nadějně vypadají z tohoto hlediska některé buňky kostní dřeně. Nejnověji se na seznam „nadějí“ zařadily i buňky obraní z varlat myších samců. Tým německých biologů vedených Gerdem Hasenfussem z university v Göttingenu odebral myšákům z varlat buňky, které pak dále pěstoval v laboratorních podmínkách. Tři z tisíce kultivovaných buněk se chovaly jako kmenové buňky. To znamená, že byly schopny množení v laboratoři a při vytvoření vhodných podmínek se měnily na nejrůznější buňky dospělého těla. Zatím není jasné, jestli kmenové buňky získané z varlat disponují schopností proměny na všechny buněčné typy a zda jim není některá z buněčných specializací odepřena.

První testy, jejichž výsledky byly publikovány on-line v časopise Nature, skončily velice slibně.Vědci vstříkli kmenové buňky z varlat do nitra velmi mladého myšího zárodku a sledovali jejich další osudy. Buňky vzešlé z kmenových buněk se objevily v nejrůznějších místech těla myšek, které se ze těchto zárodků narodily. Tvořily nedílnou součást srdce, mozku, střeva, plic, svaloviny, jater, ledvin či sleziny. Prokázaly tím překvapivě bohatou škálu „rekvalifikací“. Zatím nepublikované výsledky americké biotechnologické společnosti PrimeGen Biotech naznačují, že podobnými vlastnosti vládnou i některé buňky z varlat mužů.

Příspěvek k objasnění metastáz

30.3.2006

Rakousko-kanadskému týmu se podařilo identifikovat bílkovinu, která zodpovídá za vznik metastáz v kostech při rakovině prsu, prostaty a kůže. Zkoumaný protein jménem RANKL najdeme na povrchu kostí a má zvláštní afinitu k nádorovým buňkám zmíněných typů rakoviny. Pohybuje-li se v jeho blízkosti, naváže se na něj a rozroste se do kosti. Pokusy na myších trpících rakovinou kůže ukazují, že RANKL lze vhodnou sloučeninou blokovat a zabránit tak metastázám.

Zatmění slunce

30.3.2006
foto NASA

Protože včerejší zatmění Slunce, které v našich zemích proběhlo kolem poledne, nebylo kvůli oblačnosti příliš dobře pozorovatelní, přinášíme alespoň jeho fotografii pořízenou ve Středomoří. Zatmění bylo pozorovatelné v oblasti, která sahala od východního pobřeží Brazilie po západní Mongolsko.

Pád Sokola

29.3.2006
Falcon 1 při startu. V horní části motoru zřetelně rozeznáme začínající požár (foto Spacex).

Po úspěšné zkoušce nového tryskového motoru (viz aktualita Akademonu Hyshot III z 28.3.2006) pro změnu jedna špatná zpráva: raketa Falcon 1 společnosti Space Exploration Technologies Corp. se zřítila několik desítek vteřin po startu z tichomořského atolu Kwajalein. Raketa Falcon 1 je jedinou soukromou raketou, kterou si můžete najmout k vynesení družic na oběžnou dráhu Země. Další alternativy představují jen nosné rakety státních agentur. Služby soukromé společnosti by údajně měly být levnější, což je většinou v podnikání pravda. Zda-li to platí i v kosmickém průmyslu, se ještě ukáže. Nicméně až do nešťastného pátku 24.března 2006 měla společnost Space Exploration Technologies Corp. nasmlouváno devět startů v úhrnném objemu 200 milionů USD.

K pádu rakety došlo v důsledku vynechání hlavního motoru. 25 sekund po startu z trhliny neznámého původu v horní části motoru začalo vytékat palivo, které se okamžitě vzňalo. Během několika sekund požár zničil ovládací hydraulický systém natolik, že 29 sekund po startu přestal celý motor fungovat.

Největší města světa za poslední dvě tisíciletí

29.3.2006

Následující tabulky ukazují vždy pět největších měst podle odhadu počtu obyvatel.

Roku 100 Roku 1000
Řím, Itálie 450 000 Cordoba, Španělsko 450 000
Luojang, Čína 420 000 Kaifeng, Čína 400 000
Seleucia, Irák 250 000 Cařihrad, Turecko 300 000
Alexandrie, Egypt 250 000 Angkor, Kambodža 200 000
Antiochie, Turecko 150 000 Kjóto, Japonsko 175 000
Roku 1500 Roku 1800
Beijing, Čína 672 000 Beijing, Čína 1 100 000
Vijayanagar, Indie 500 000 Londýn, Velká Británie 861 000
Káhira, Egypt 400 000 Kanton, Čína 800 000
Hangžou, Čína 250 000 Tokio, Japonsko 685 000
Tabriz, Írán 250 000 Istanbul, Turecko 570 000
Roku 1900 Roku 1950
Londýn, Velká Británie 6 480 000 New York. USA 12 463 000
New York, USA 4 242 000 Londýn, Velká Británie 8 860 000
Paříž, Francie 3 330 000 Tokio, Japonsko 7 000 000
Berlín, Německo 2 707 000 Paříž, Francie 5 900 000
Chicago, USA 1 717 000 Šanghaj, Čína 5 406 000

Informace nám poběží po zádech

28.3.2006

Lidská kůže je špatným vodičem, nicméně nepatrné proudy řádu nanoampér po ní protékat mohou. Toho chce využít japonská firma NTT, která vyvíjí systém výměny vizitek při pouhém podání ruky. Váš mobilní telefon se prostřednictvím elektrických signálů protékajících vaší kůží a kůží vašeho partnera spojí s jeho mobilem a předáte si navzájem vizitky. Kupodivu Evropané nezůstávají pozadu. Německá společnosti Ident Technology hodlá během několika měsíců uvést na trh systém, který vám odemkne váš automobil, když uchopíte kliku u jeho dveří. Čipová karta se skrz kůži propojí s procesorem automobilu a ten otevře dveře.

Zdá se, že nové technologie nás brzy uvedou do světa, kde budou všichni o všech vědět všechno. Těžko říci, zda bude taková budoucnost lepší či zda se úchylka stane normou a soukromí přestane existovat.

Integrovaný obvod na bázi jediné molekuly

28.3.2006

První skutečně fungující integrovaný obvod založený na vlastnostech jednotlivých molekul zhotovili výzkumníci z IBM a několika amerických univerzit. Funkční oscilátor, který může pracovat až při frekvenci 50 MHz, tvoří dvanáct nepatrných tranzistorů. Jádrem každého z nich je uhlíková nanotrubička, napojená na hliníkovou a paládiovou elektrodu. Celý obvod měří 18 mikrometrů, což je o něco méně než čtvrtina průměru lidského vlasu. S jeho sériovou výrobou se nepočítá, jde zatím o testování technologie.

Hyshot III

28.3.2006
odpálení rakety ve Woomeře (foto BBC)

Na australské vojenské střelnici Woomera proběhl test dvoustupňové rakety, jejíž druhý stupeň pohání britský motor nové koncepce pojmenovaný Hyshot III. Je to vlastně tryskový motor, který nemá žádnou pohyblivou část, což umožňuje dosáhnout rychlostí až 9.000 km/hod. Důležitou součástí dosavadních tryskových motorů je kompresor, který čerpá vzduch do spalovací komory. Je to právě to velké lopatkové kolo, které občas vidíme v motoru při nástupu do letadla. Nový motor nasává vzduch nutný pro hoření paliva pouze svým pohybem. Jeho test započal po odpojení prvního stupně ve výšce zhruba 35 km. V té době je již vzduch proudící do spalovací komory tak horký, že se palivo vznítí samo. Raketa pak vyletěla do výšky 314 km. Po neúspěchu prvního experimentu v roce 2001 lze tento označit za úspěšný. Japanese Aerospace Exploration Agency brzy provede test obdobného motoru vlastní konstrukce.

Vitamin D pomáhá proti tuberkulóze

27.3.2006

Podle nedávné studie pomáhá vitamin D při antimikrobiální odpovědi lidských pacientů proti původci tuberkulózy Mycobacterium tuberculosis. Tím se vysvětluje, proč černošské obyvatelstvo USA, které obsahuje výrazně nižší hladiny vitaminu D, je náchylněkší k onemocnění tuberkulózou.

Model virionu

27.3.2006

Přestože není zvykem Akademonu psát o výsledcích počítačových simulací a podobných kejklů, přesto práce kvantových chemiků z University of Illinois at Urbana-Champaign je natolik zajímavá, že si zasluhuje zmínky. Pomocí skutečně výkonného počítače se jim podařilo popsat 50 nanosekund ze života virové částice (virionu) viru tabákové mozaiky, který tvoří asi jeden milion atomů. Celý výpočet, který bral v úvahu interakce ve femtosekundovém rozlišení, trval 100 dní. Na vašem stolním počítači by trval 35 let.

Kvalitní snímky Marsu

27.3.2006
Snímek povrchu Marsu z výšky 2.489 km. Konkrétně jde o pahorkatinu ve středních šířkách jižní polokoule. Rozměry obrázku jsou 4,5 x 2,1 km (foto NASA/JPL/University of Arizona).

Americká sonda Mars Reconnaissance Orbiter pořídila dne 24.3.2006 při obletu Marsu své první snímky. Družice dosáhla oběžné dráhy Marsu 10.3.2006. Při svém oběhu se nejvíce přiblíží povrchu planety na vzdálenost 425 km, nejvzdálenější bod oběžné dráhy je 44.000 km daleko.

Kříženec radaru a spektrometru

24.3.2006

Při chemické analýze využíváme záření nejrůznějších vlnových délek, od rentgenových paprsků po radiové vlny. Nicméně oblast milimetrových vlnových délek mezi mikrovlnami a infračerveným zářením nebyla dosud využívána, přestože nese informace o rotacích jednotlivých chemických vazeb v molekule. Jde však o experimentálně velmi náročnou oblast spektra, což je škoda, protože soubor rotačních frekvencí je naprosto typický pro každou sloučeninu. Všechny problémy se podařilo překonat až pracovníkům z americké Argonne National Laboratory, kteří v rámci všeobecné snahy o zajišťování bezpečnosti před útoky teroristů zhotovili cosi mezi spektrometrem a radarem. Nové zařízení, které pracuje právě v oblasti milimetrových vlnových délek, na vzdálenost desítek až stovek metrů analyzuje nepatrné stopy par chemických látek a může tak odhalit trhaviny nebo jedovaté plyny.

Myši mají druhý brzlík

23.3.2006

Divoký kmen laboratorních myší obsahují další funkční brzlík umístěný v krční oblasti. Takový brzlík byl znám z ryb a ptáků a někdy se o něm referovalo ve vztahu k lidským embryím, ale pokud se vyskytne i po narození, bývalo to vždy spojováno s patologickými jevy. Jec pozoruhodné, že myší druhý brzlík vytváří imunitní T-lymfocyty stejným způsobem jako klasický brzlík.

Hojení poraněných nervů

22.3.2006

Mezinárodní tým složený z vědců z bostonského MIT, Univerzity v Hong Kongu a z čínské 4.Vojenské lékařské akademie vyvinul novou vláknitou bílkovinu, která vytvoří skelet, jež umožní snadnější hojení poškozených axonů nervových buněk. Po vstříknutí do místa zranění se bílkovina sama uspořádá do vhodného tvaru a výrazně zrychluje hojení i poškozené mozkové tkáně. Veškeré experimenty zatím proběhly na křečcích, ale není důvodu se domnívat, že poškozený lidský mozek bude reagovat jinak.

Za povšimnutí stojí i složení výzkumného týmu. Lze s potěšením konstatovat, že přestože politické vztahy mezi jednotlivými zúčastněnými státy nejsou zrovna vřelé, spolupráci vědců to nebrání.

Jak stanovit zinek uvnitř buněk?

22.3.2006

Přestože množství zinku v našem těle se pohybuje v gramech, jde o dosti významný prvek, který hraje řadu rolí ve zdravých i nemocných buňkách, např. při Alzheimerově nemoci. Proto je stanovení jeho množství uvnitř živých buněk dosti zajímavá, doposud však prakticky nedostupná informace, kromě případů patologického nárůstu jeho koncentrace. Nicméně se podařilo připravit bílkoviny, jejíž struktura byla pozměněna tak, že vznik vazby se zinečnatým iontem výrazně změní její luminiscenci.

Stručné vysvětlení luminiscence najdeme v aktualitě „Rychlé nalezení trhaviny pomocí luminiscenčních spekter“ ze dne 11.10.2004.

Nejslavnější ženy ve vědě pro rok 2006

20.3.2006

Organizace UNESCO finančně podporovaná firmou L´Oréal vybrala pod vedením nobelovského laureáta Güntera Blobela tyto ženy v různých oblastech světa jako laureátky za vědecký přínos pro rok 2006:

Polythiofen nahradí křemík

21.3.2006
struktura polythiofenu

Vodivý organický polymer polyhiofen známe již mnoho let. Nicméně teprve nyní se britsko-americkému týmu výzkumníků podařilo připravit ho v podobě, která může v některých aplikacích nahradit v elektronice křemík. Nový materiál je sice méně vodivý než klasický polovodivý křemík, což omezuje možnosti jeho užití, na druhou stranu je práce s ním nesrovnatelně jednodušší. Nepotřebujeme složité přístroje pro litografii za vakua jako pro zpracování křemíku, s polythiofenem stačí tranzistory prostě vytisknout.

Potvrzení Efimovova stavu

20.3.2006

Rakouským fyzikům se při studiu cesiových par za teploty 10 nK podařilo potvrdit 30 let starou předpověď ruského fyzika Vitalije Efimova. Podle něj mohou bosony, tedy částice s celočíselným spinem, vytvořit zvláštní pevně svázané tříčlenné uskupení. Rozhodně nejde o pouhou kombinaci vazeb mezi dvěma atomy, protože vzdálenosti mezi nimi jsou mnohem větší, přes 400 nm, což je výrazně více, než mezi sebou mohou mít dvě interagující částice.

17.5.2015: Stabilní Efimovův stav tvořený třemi atomy helia vytvořil Maksim Kunitski se svými kolegy z týmu prof.Reinharda Dörnera z Johann Wolfgang Goethe-Universität ve Frankfurtu nad Mohanem. Za teploty 8 K nechali helium expandovat tenkou tryskou do vakua.

Ministerstvo financí objevuje nové technologie

20.3.2006

Dle Pavla Němce, vedoucího Úřadu státního dozoru nad sázkovými hrami a loteriemi, hledá ministerstvo financí cestu, jakým způsobem v budoucnu povolit v České republice internetový hazard. Je zajímavé, že tento problém, či spíše pseudoproblém začaly úřady řešit, až když si někdo dovolil nebrat je vážně. Dokud české firmy (např. známá sázková kancelář Fortuna) řádně dle zákona podaly příslušnou žádost, nedělo se nic. Tedy takzvaně probíhalo správní řízení. Důvodem, proč žádné povolení nebylo uděleno, jsou obavy z hraní nezletilých. Zajímavé, že u hazard přes mobilní telefony povolen je. Nezletilí asi neumí telefonovat. Téměř se nabízí myšlenka na úspěšný lobing konkurence, ale to je zas jiná otázka. Přesto existuje řada sázkových serverů v češtině a připravují se další. Stojí za nimi zahraniční provozovatelé, jejichž reklamy se běžně vyskytují v médiích. Z nátlaku tuzemských úřadů si cizí firmy nic nedělají a poukazují na jednotný evropský trh, kde stačí jedna licence k podnikání v celém prostoru Unie. Ignorování problematiky nových technologií ze strany ministerstva financí zatím vedlo k tomu, že vyřadilo domácí konkurenci ze hry. Inu není nad vládní podporu podnikání.

Zásadním problémem nejspíš je, že úřady se snaží spoutat tržní síly, aniž by k tomu měly dostatečné prostředky. Lidé prostě rádi hrají a moderní technologie vytvářejí společnost, která se začíná vymykat tradiční způsobu řízení pomocí zákonů a vyhlášek. To platí všude na světe, nejenom u nás. Internetové sázení není fakticky legální ani ve Spojených státech, přesto nelze říci, že by tam byla situace zvládnutá. Svědčí o tom spor mezi maličkou karibskou Antiguou a Spojenými státy vedený na půdě WTO, ve kterém severoamerický gigant rozhodně nemá navrch. Antigua se chce stát světovým centrem internetových hracích serverů a vydělat tím nějaký ten grošík. K tomu poskytuje veškerý servis. K regulaci nového, globálního světa je asi třeba přistupovat jinak než doposud. Otázkou zůstává jak? Ignorování tohoto problému by však mohlo ve svých důsledcích vést k tomu, že díky rychlým přesunům peněz, které umožní moderní technologie, ztratí státní zpráva reálnou možnost třeba vybírat daně.

Chemicky modifikované viry

20.3.2006

Vědci z John Innes Centre v britském Norwichi by rádi využili v nanotechnologiích viry. Za tím účelem modifikují chemicky jejich povrch. Konkrétně využili jeden z rostlinných virů, na jehož bílkovinou schránku chemicky navázali mnoho nejrůznějších komplexním sloučenin železa, např. ferrocen.

Jak je na tom věda a technika ve světě

20.3.2006

Skupina odborníků okolo redakce časopisu Nature zkoumala, jak jsou na tom jednotlivé světové oblasti v otázce podpory vědeckého a technického výzkumu. Celková podpora této oblasti v milionech dolarů v minulém roce a (v závorce) procento z hrubého národního produktu jsou ukázány v tabulce.

Templetonova cena

17.3.2006

John D. Barrow, profesor matematických věd na univerzitě v Cambridgi, kosmolog, autor spisů o vztazích mezi životem a vesmírem a o povaze lidského chápání, získal dne 15.3.2006 Templetonovu cenu za rok 2006. Tato cena byla založena v roce 1972 filantropem a celosvětovým finančním průkopníkem Sirem Johnem Templetonem. Uděluje se každoročně za pokrok v oblasti průzkumu a objevů duchovní reality. Jde o světově nejznámější ocenění a zároveň nejhodnotnější peněžní cenu tohoto druhu udělovanou jednotlivci. Při určování finanční částky vztahující se k této ceně Sir John stanovil, že bude vždy honorována lépe než Nobelova cena, aby tak zdůraznil, že výzkum a pokrok v oblasti duchovních objevů mohou být významnější než disciplíny uznávané přívrženci Nobelovými. Letos byla honorována částkou 795.000 liber.

Otázkou zůstává, jaký význam mají podobné pokusy o syntézu vědy a víry. Každá z nich uspokojuje rozdílnou potřebu člověka. Hledání důkazů víry ve vědě je pouze projevem nejistoty a slabosti. Obohacuje-li nás prožitek víry, nepotřebujeme hledat boha v závěrem moderní kosmologie či kvantové fyziky. Opačný postup, kdy obtížné uchopitelné či zdánlivě absurdní výsledky vědy se roubují na teologická stanoviska, má rovněž své slabiny. Člověk není schopen racionálně chápat to, co přesahuje naši smyslovou zkušenost. Můžeme leccos pomocí matematiky popsat, to však neznamená, že si to dovedeme představit. Ani v tom nám hledání víry v této oblasti nepomůže. Pojítkem vědy a víry je člověk a nikoliv nějaká metafyzická syntéza obou.

Nanotechnologie ve sportu

17.3.2006

Finská společnost Montreal začala využívat uhlíkových nanotrubic při tvoření kompozitního materiálu, ze kterého vyrábí držadla hokejek, jež se tím stanou mnohem odolnější proti nárazu. Konkrétně používají nanotrubice o průměru 5 až 20 nm dodávané firmou Bayer MaterialScience pod obchodním označením Baytubes.

Zanýtovaný toxin

17.3.2006

Jako mnoho bakteriálních toxinů zabíjí aerolysin buňky tím, že se inkorporuje do buněčné membrány a vytvoří tak pór či kanál, kterým se z buňky ztrácejí životně důležité ionty. Pracovní skupina v Ženevě nyní zjistila, že aerolysin používá nového mechanismu při zabudování do membrány, V molekulách aerolysinu je úsek pěti hydrofobních aminokyselin, který se snadno zanoří do lipidního vnitřku membrány. Jajkmile však hydrofobní špička dosáhne hydrofilní oblast uvnitř buňky, obrátí se a aerolysin v membráně jakoby přinýtuje. Jestliže se tak upevní v kruhovém tvaru šest nebo sedm molekul aerolysinu, vzniká tím velice pevný pór, kterým mohou pronikat ionty i nenabité molekuly bez interakce s membránovými složkami.

Nová metoda separace

16.3.2006
Oddělení katalyzátoru od polymerního produktu pomocí magnetu

Připojíme-li drobné feritové nanočástice k makromolekulám, získáme novou možnost, jak oddělit složky ze směsi. Tímto výzkumem se zabývá tým docenta Christophera W. Jonese z Georgia Institute of Technology. Neoznačené molekuly se usadí u dna vlivem gravitace, označené putují dle vloženého magnetického pole. Použití nanočástice feritu CoFe2O4 o rozměrech 5 až 20 nm jsou dostatečně malé, aby se navzájem nepřitahovaly vlastními magnetickými silami, avšak vnější síly na ně působí.

Jak rychle zastavit krvácení

16.3.2006

Některé americké ozbrojené sbory, vojenské i policejní, již běžně užívají materiál QuickClot, který velmi rychle zastavuje krvácení z ran. Stačí ji jen posypat a QuickClot zařídí zbytek. Jde o písku podobný prášek z velmi porézního oxidu křemičitého s obsahem vápenatých iontů. Jednak velmi silně absorbuje vodu, jednak se při hydrataci iontů v jeho pórech uvolňuje teplo. Oba procesy přispívají ke vzniku krevní sraženiny. Při vývoji tohoto materiálu se ukázalo, že bude-li v něm jediným kovem vápník, uvolní se tepla příliš mnoho a způsobí druhotné popáleniny. Proto jeho výrobce, firma Z-Medica z Wallingfordu ve státě Connecticut, reguluje uvolňování tepla náhradou vápníku za stříbro. Při hydrataci stříbrných iontů se neuvolní tolik tepla a navíc působí dezinfekčně.

Akvaporin a obezita

16.3.2006

Akvaporiny jsou známy po řadu let jako kanály specifické pro průnik vody buněčnými membránami, a hrají tak zásadní úlohu při udržování rovnováhy ve vodním hospodářství organismů, jak živočišných tak rostlinných. Nyní vstupuje do hry akvaporin-7 na zcela odlišné scéně. V tukových buňkách myší se při metabolismu glukosy vytvářejí zásoby tuků ve formě triacylglycerolů. Jestliže gen pro akvaporin-7 v organismu chybí, dojde ke zvýšené akumulaci glycerolu a triacylglycerolů a tedy tuků. I když výsledky na myších jsou přesvědčivé, u lidí zatím není dostatek důkazů, že by ztráta akvaporinu-7 vedla k obezitě nebo výskytu diabetu. Nicméně se zkoumají možnosti terapeutického využití této membránové bílkoviny.

Zobrazování pomocí nanočástic

15.3.2006

Ohřívání nanočástic může posloužit nejenom k ničení rakovinných buněk (viz aktuality Akademonu z 14.8.2005 a 14.10.2005) ale i ke studiu nitra buněk. Vědci z Univerzity v Bordeaux vyvinuli novou metodu, která umožní sledovat pohyby jednotlivých makromolekul přímo uvnitř buněk. Nejprve do nich vpraví klastry zlata, kterými označkují příslušné biomolekuly (viz předchozí aktualita z 15.3.2006). Při osvícení buněk laserem o vlnové délce 532 nm se výrazně více ohřejí zlaté klastry. Teplo z nich rychle přejde do nejbližšího okolí a silně je prohřeje, čímž vyvolá změny v indexu lomu. Ty pak lze sledovat druhým laserem o vlnové délce 633 nm. Místa s nižším indexem lomu pak označují polohu sledovaných biomolekul.

Co to jsou aptamery

15.3.2006

Slovo aptamer je odvozeno z latinského aptus (vhodný, výstižný) a označuje specifické jednořetězcové oligonukleotidy RNA a zejména DNA nejrůznějších trojrozměrných tvarů. Nyní lze vyrábět aptamery. které vážou téměř jakoukoli molekulu proteinu nebo cukru, ale také složitější struktury, například viry. Tato skutečnost otevírá velké možnosti v terapii. Nejnověji pronikají aptamery i do oblastui nanotechnologie, kde například s pomocí nanočástic zlata se daří identifikovat různé biomolekuly. Agregáty, které se tak tvoří, jsou velice pevné – autorům Liu a Lu se podařilo navázat částici zlata na aptamer pomocí 17 vazeb.

Co způsobuje globální změnu klimatu?

14.3.2006
struktura ozonu

Dle modelu prof.Šajdurova za globální změnu klimatu může Tunguzský meteorit a nikoliv narůstající obsah oxidu uhličitého v atmosféře. Zase pokus neznámého vědátora o zviditelnění, řeknou si jistě sklaní zelení. Nicméně prof.Vladimir Šajdurov, člen-korespondent Ruské akademie věd, je přední ruský expert v oblasti matematického modelování a svůj nový model prezentoval na vědecké konferenci na britské University of Leicester. Stručně řečeno, dopad tělesa v oblasti Podkamenné Tunguzky 30.června 1908 ovlivnil množství a stav vody v atmosféře, což pak vedlo k následné změně klimatu, kterou nyní pozorujeme. Na první pohled se to jeví jako fantastická hypotéza. Musíme si však uvědomit dvě okolnosti: Vliv vody v atmosféře Země na skleníkové efekt zdaleka převyšuje působení všech ostatních látek, oxid uhličitý nevyjímaje. A dosavadní závěry o vlivu oxidu uhličitého na změnu klimatu jsou též založeny na modelech atmosféry.

Oproti tomu NASA oznámila, že dle jejích studii je hlavní příčinou oteplení v arktických oblastech troposferický ozón, tedy ozón v nižších vrstvách atmosféry. Známá ozónová vrstva, která nás chrání před škodlivými účinky ultrafialového záření, leží mnohem výše. Naprostá většina troposferického ozónu se do atmosféry dostává díky průmyslovým aktivitám, takže ho většina vznikne na severní polokouli, kde je soustředěna převážná většina průmyslu. Převládající větry ho pak koncentrují v arktické oblasti.

Česká polární stanice

14.3.2006
Letecký snímek Ostrova Jamese Rosse pořízený NASA v roce 2004.

Na Ostrově Jamese Rosse v Antarktidě vyrostla jako projekt brněnské Masarykovy univerzity nákladem 50 milionů Kč česká polární stanice, pojmenovaná po Johannu Gregoru Mendelovi. Osádka stanice bude zkoumat klimatické jevy a růst mechů a lišejníků v lokalitách, ze kterých ustoupil ledovec.Ostrov Jamese Rosse leží na severovýchodním cípu Antarktického poloostrova. Často se zaměňuje se známějším Rossovým ostrovem v Rossově moři.

Nejbližšími žijícimi příbuznými obratlovců jsou pláštěnci

14.3.2006
dospělý samec Oikopleura dioica zůstává celý život průhledný

Podrobná genetická analýza pláštěnce Oikopleura dioica a analýza jaderných genů řady druhoústých živočichů ukázala, že na rozdíl od dříve převládajícího názoru, že bezlebeční (například kopinatec, dříve zvaný Amphioxus) jsou nejbližší obratlovcům, ve skutečnosti jsou našimi nejstaršími žijícími příbuznými pláštěnci, jejichž tři uznávané třídy jsou salpy, vršenky a sumky.

Molekulární světelný motor

14.3.2006

Skupině holandských vědců se podařilo pomocí světla rozpohybovat skleněné tyčinky o průměru až 28 mikrometrů, a to rychlostí přibližně jedné otočky za dvě minuty. Použili k tomu organickou sloučeninu s dvojnou vazbou mezi atomy uhlíku. Při ozáření ultrafialovým světlem o vlnové délce 365 nm změní tato látka velmi výrazně svou strukturu, čímž dodá impuls pro pohyb skleněného válečku.

Druhá Rudá skvrna

13.3.2006
foto NASA

Rudá skvrna, obrovský vír v atmosféře Jupitera, existuje přinejmenším již tři sta let. Nyní se zrodil její společník, oficiálně nazvaný Oval BA. První pozorování pochází z roku 2000, kdy několik malých vírů splynulo v jediný. V té době měl ještě bílou barvu, která vydržela do listopadu 2005. Pak se začal tmavnout, nejprve přes hnědou (prosinec 2005) na cihlově červenou v únoru 2006. Zatím není jasné, co způsobuje tuto výraznou barvu. Skvrna sama, stará i nová, je pouze obrovský oblačný vír, který může díky svým gigantickým rozměrům přetrvat stovky let. Obdobné úkazy na Zemi (hurikány) vydrží nanejvýš dny.

Hydrotermální průduchy na dně oceánů

13.3.2006
robot Bathysaurus

První hydrotermální průduch (někdy se mu říká komín nebo sopouch) byl objeven nedaleko Galapág 14. prosince 1979. Jeho okolí bylo pojmenováno Růžová zahrada, protože bylo pokryto krásnými kroužkovci, červy, kteří žili v proudícím teplém roztoku. Takových průduchů byly od té doby nalezeny stovky na dnech oceánů v celém světě, kde se stýkají tektonické desky, zejména na Carlsberském hřebenu v Indickém oceánu, u ostrova Ambitle na východ od Nové Guineje, na Mohnském hřebenu na východ od Grónska, uprostřed jižního Atlantiku, ale i v mělkém severoislandském fjordu Eyjafjördur. Tyto průduchy se přemisťují až o 20 cm ročně, a tak i původně objevený průduch na Galapágách je dnes zakryt. Okolo hydrotermálních průduchů, kde teplota může dosáhnout několika set stupňů, žijí v patřičné vzdálenosti termofilní organismy, zejména hypertermofilní bakterie a archebakterie, oxidující železo – pokrývají plochu i několika čtverečných kilometrů. Žijí tu i nejrůznější červi a ostnokožci (například lilijice).

V minulém roce byl sestrojen robot, zvaný Bathysaurus, který pomocí teplotních sensorů vyhledává horké sopouchy, což je zvláště zajímavé v arktických a antarktických vodách. Už nyní je jisté, že v okolí horkých průduchů se vyskytují tucty dosud nepopsaných druhů živočichů.

V metru bezpečněji

10.3.2006

Bezpečností firma GE Security a americká přepravní společnost Cubic Corp. předvedly veřejnosti automat na prodej jízdenek, který je schopen detekovat stopy trhavin na prstech kupujících. O konkrétním technologickém řešení se zatím nezmiňují. Nicméně vybavení podzemní dráhy takovými automaty by mohlo zabránit teroristickým útokům, samozřejmě pouze za předpokladu, že terorista si nekoupí jízdenku s delší platností. Nicméně i na to GE Security pamatuje. Nyní probíhají práce na turniketu, který by byl schopen detekovat jakoukoli trhavinu u procházejících cestujících.

2 miliardy kelvinů

10.3.2006
přístroj Z při práci

Přístroj Z zkonstruovaný v americké Sandia National Laborotory v Novém Mexiku vyporudkoval plasmu o teplotě 2 miliardy K, což je více, než najdeme v nitru hvězd. Při produkci plasmy pracuje zpočátku přístroj Z obdobně jako obyčejná žárovka. Pouští prostě elektrický proud do rovnoběžných tenkých wolframových vláken. Jenže proud dosáhne hodnoty 20 milionů ampér. Pod takovým náporem energie se wolfram okamžitě odpaří rovnou na plazmu, kterou pak drží pohromadě magnetické pole.

Syntéza nisinu

10.3.2006

Američtí chemici úspěšně završili zkoumání struktury přírodního antibiotika nisinu jeho úspěšnou syntézou. Chemicky jde o peptid složený s 34 aminokyselin, z nichž několik jich je neobvyklých. Pod pojmenováním E234 se užívá ke konzervaci potravin , ničí např.bakterie Clostridium botulinum, čímž zabraňuje otravě botulotoxinem. Získává se s pomocí bakterií Streptococcus lactis, kterou běžně nalézáme v mléce. Poslední krok syntézy nisinu byl završen právě za pomocí enzymu cyklázy z této bakterie. Jinak by byl prakticky neproveditelný. Spočívá ve vytvoření deseti vazeb mezi jednotlivými aminokyselinami peptidu, takže vznikne struktura s pěti thioetherovými cykly.

Fousatý krab

9.3.2006
15 cm dlouhá Kiwa hirsuta

Mezinárodní tým oceanologů vylovil asi 1.500 km jižně od Velikonočního ostrova velmi zvláštního korýše. Vypadá jak humr silně ochlupený hlavně na končetinách a klepetech. Žije v hloubce okolo 2.300 m poblíž hydrotermálních průduchů (místo, kde sopečnou aktivitou přehřátá voda vyvěrá z oceánského dna). Taková voda je ovšem velmi silně nasycena jedovatými těžkými kovy. A právě chlupy možná pomáhají nově objevenému slepému masožravci přežít v těchto podmínkách. Mezi chlupy žije totiž velké množství nejrůznějších bakterií, které jedovatou vodu detoxifikují.

Isopren proti rakovině

8.3.2006
Ornithogalum tenuifolium

Testy provedené na Johns Hopkins Bloomberg School of Public Health odhalily novou sloučeninu, která působí jednak proti rakovině trávicího traktu, jater a prostaty, jednak proti neurodegenerativním změnám. Předpokládá se, že aktivuje některé enzmymy, které ničí látky organismu škodlivé. Nová účinná látka patři k triterpenům, což jsou organické sloučeniny odvozené od isoprenu, což je chemicky 2-methyl-1,3-butadien, CH2=C(CH3)CH=CH2. Konkrétně triterpeny tvoří nikoliv tři molekuly isoprenu, ale kupodivu šest. Základní jednotkou terpenů jsou totiž dvě spojené molekuly isoprenu. Jinou látku odvozenou od isoprenu s protirakovinnými účinky izoloval tým Ordeho Munra z jihoafrické University of KwaZulu-Natal z místní trávy rostliny Ornithogalum tenuifolium. Konkrétně jde o jeden ze steroidů, což jsou polycyklické sloučeniny, deriváty cyklopentanoperhydrofenantrenu, rovněž odvozené od isoprenu. Známe asi 2000 steroidů, z nichž pro lékařství má význam čtyřicet. Jde o velmi zajímavou sloučeninu, která kromě jiného má schopnost vytvářet dlouhé řetězce, které navzájem propojují odlišné polymerní látky obdobným způsobem, jako funguje obyčejný zip. Izolace popsaného steroidu ukazuje, že netriviální výzkumné práce již nejsou výsadou evropských a amerických pracovišť, jak tomu až donedávna bylo.

Rád bych ještě rozšířil tento příspěvek krátkým zmínkou o cenách léků, které se leckomu zdají přemrštěné. Musíme si uvědomit, že testování takto identifikovaných sloučenin, zdali je možné je použít jako účinných látek pro léčiva, zabere ještě několik let a provedení všech testů vyžadovaných americkou Food and Drug Administration bude stát přibližně jednu miliardu dolarů.

Nanopipeta

8.3.2006

Všeobecná miniaturizaci a automatizace nevynechala ani chemické laboratoře, takže se objevují stále novější a účinnější zařízení, které umožňují provádět chemické reakce rychle, hromadně a s malým množstvím sloučenin. Posledním slovem je nanopipeta, kterou tvoří dvě rovnoběžné trubice s vnitřním průměrem 100 nm, uvnitř kterých najdeme elektrody. V tak malých rozměrech lze změnami elektrického pole řídit průtok kapaliny nanotrubicemi a provádět tak dávkování. Tvůrci nanopipety nyní vyvíjejí zařízení s osmi trubičkami.

Pohyb v attosekundách

7.3.2006

Pomocí speciálně vybudovaného laseru se podařilo zachytit pohyb vodíkových jader v molekule methanu nebo vodíku. Pomocí ultrakrátkého intenzivního laserového pulsu odtrhli vědci nejprve elektrony pryč ze zkoumané molekuly a pak detekovali rentgenové záření, které molekula emitovala při jejich opětnému připojení. Touto novou technologií je možné pozorovat molekulární pohyby v attosekundovém rozlišení, což má velký význam pro studium přesného mechanismu chemických reakcí.

Nová metoda chlazení

6.3.2006

Na nové metodě chlazení pomocí změny elektrického pole pracuje tým Alexe Mischenka z University of Cambridge ve Velké Britanii. Jde o to, že některé látky snižují svou teplotu při vymizení elektrického pole, kterému byly před tím vystaveny. Pro praktické aplikace byl tento jev příliš malý. Ale právě britskému týmu se podařilo odhalit sloučeninu, kde pokles elektrického pole o 25 V způsobí snížení teploty o 12 stupňů Celsia. Pro praktické aplikace je to více než dost. Nelze však očekávat, že bychom si brzy mohli koupit ledničky zkonstruovaném na tomto principu, protože jev je nejsilnější při teplotě na 200 stupňů Celsia, což je pro domácí aplikace přece jen příliš mnoho. Avšak při chlazení systémů, které pracují za vyšší teploty, jako např. integrované obvody, by mohl najít uplatnění.

Materiálem, který vykazuje tyto zajímavé vlastnosti je perovskit PZT, směsný oxid olova, zirkonia a titanu. Oproti starším experimentům s jiným sloučeninami, kdy bylo třeba pro pokles teploty o 2,5 stupně Celsia snížit napětí o 750 V, jde o významný pokrok.

Opět gigantická sépie

3.3.2006
Architeuthis dux v britském Natural History Museum

Rybářská loď ulovila nedaleko Falklandských ostrovů sépii druhu Architeuthis dux dlouhou téměř 9 m. Protože jde o velmi zachovalý exemplář, je zatím v péči odborníků z londýnského Natural History Museum , kteří ji preparují, aby bylo sépii možno předvést veřejnosti.

Tlak ruší kvantově mechanické efekty

1.3.2006

Při měření Ramanových spekter některých dvouatomových molekul plynů (N2, H2, D2) se zjistilo, že za extrémních tlaků se chovají spíše jako klasický oscilátor než jako kvantově mechanický systém. Jde bezpochyby o zajímavé zjištění, protože vliv tlaku na děje uvnitř molekul zpravidla není příliš výrazný.

Kolik máme ve sluneční soustavě planet?

1.3.2006

Od objevu Pluta Clydem Tombaughem 21. ledna 1930 se věřilo, že devět, i když Plutova dráha byla anomální: je vysoce excentrická a s ekliptikou svírá úhel 17,15 °. Velikostí byl Pluro zřetelně na posledním místě mezi planetami, s rovníkovým průměrem 2302 km. Další nejmenší Merkur na opačném konci křivky vzdáleností od Slunce má průměr 4864 km. Ostatně i sedm měsíců obíhajících kolem planet je větších než Pluto: Ganymedes u Jupitera 5268 km, Titan u Saturna 5150 km, Kallisto u Jupitera 4806 km, Io u Jupitera 3630 km, zemský Měsíc 3476 km, Europa u Jupitera 3238 km a Triton u Neptuna 2706 km. Vážný průlom do standardního nazírání na sluneční soustavu znamenaly objevy těles zřejmě patřících do tzv. Kuiperova pásu, ležícího vně klasické sluneční soustavy, ale uvnitř Oortova mraku, ve vzdálenosti 5–50 miliard km od Slunce. Mezi prvními velkými tělesy z tohoto pásu byl Quaoar (objevený v roce 2002), Sedna (z roku 2003) a Orcus (z roku 2004). Jejich průměr byl odhadnut na 1200–1700 km; objekt označený 2005FY8 má v průměru 1800 km. Ohromující však bylo změření průměru tělesa označeného 2003UB313, který činí 3100 km a je tak podstatně větší než Pluto.

V astronomické obci se nyní rozvíjí debata o tom, jak definovat planety a kam zařadit výše zmiňovabné planetoidy. Jeden z významných názorů je ten , že bychpm se měli vrátit na začátek 20, století a spokojit se pouze s osmi planetami (Merkur–Neptun) a Pluta přiřadit k desítkám, stovkám či tisícům těles z Kuiperova pásu, i když dnes víme, že má velký měsíc Charon a dva malé bezejmenné měsíčky (ovšem i 2003UB313 má jakýsi měsíček).

Diskuse/Aktualizace