Palicí k záchraně horníků

31.3.2009

Vhodně rozmístěné palice a kovové desky mohou pomoci při záchraně horníků uvězněných při důlním neštěstí. Tým Doc. Sherifa Hanafyho z University of Utah testuje v opuštěném měďném dole poblíž arizonského Tucsonu svůj nový systém. V celém dole by ve vhodných vzdálenostech byly rozmístěny kovové desky s palicemi. V případě závalu by ti horníci, kteří přežili, došli na tato místa a usilovně by jimi bušili. Na povrchu umístěné citlivé detektory by zaznamenávaly záchvěvy způsobené údery a software vyvinutý na University of Utah by určil přesnou polohu uvězněných horníků.

Bahenní sopky

31.3.2009
Infračervený snímek možné bahenní sopky na pláních severního Marsu (foto NASA).

Na Marsu se podařilo nalézt několik objektů, které mnohem více než sopky nebo impaktní krátery připomínají bahenní sopky. Odpovídá tomu i jejich tepelná charakteristika sledovaná na infračervenou kamerou. Foto NASA.

Léčivá Melaleuca altemifolia

30.3.2009
Terpinen-4-ol, hlavní složka oleje z kajeputu střídavolistého

Wan Li Low se svými kolegy z britské University of Wolverhampton zjistil, že mikrobicidní účinnost oleje z listů australské rostliny Melaleuca altemifolia (kajeput střídavolistý), u nás známého hlavně pod anglickým pojmenování tea tree oil, se výrazně zvýší přidáním dusičnanu stříbrného. Zabíjí pak i tak odolné mikroorganismy jako Staphylococcus a kvasinky Candida albicans způsobující afty. Mikrobicidní účinky stříbrných iontů se využívají již dlouho dobu, avšak při kombinaci obou přípravků se projeví synergický efekt, kdy účinnost směsi je vyšší než jejich složek. Jeho mechanismus doposud neznáme. K dalšímu zvýšení účinnost přípravku dojde, podáváme-li ho ukrytý uvnitř liposomů, což jsou malé měchýřky z fosfolipidů. Běžně se užívají v řadě kosmetických přípravků pro pěstění pokožky. V této podobě dobře pronikají i do tkání a nezůstanou jen na povrchu léčeného organismu.

Proč se hlemýždí ulita většinou točí doprava

29.3.2009

Chiralita hlemýždích schránek dlouho napínala úsilí badatelů. Nyní se pracovníkům kalifornské univerzity v Berkeley podařil významný krok, když zjistili, že otáčivost ulit je řízena genem zvyným nodal, již dříve známým pro svou úlohu v levopravé asymetrii obratlovců. Z vnějšího pohledu jsou obratlovci symetričtí, ale jejich vnitřní orgány vykazují zřetelnou asymetrii. Ukázalo se, že evoluční ekvivalenty signální molekuly Nodalu a jejich cílový objekt zvaný Pitx u dvou druhů hlemýžďů jsou esenciální pro správnou otáčivost ulit. Znamená to, že signální dráha Nodalu je vlastní všem bilaterálním živočichům a nejen druhoústým (Deuterostomata).

První asijská solární tepelná elektrárna

28.3.2009

Na pekingském předměstí Dahan začne příští měsíc výstavba 1,5 MW solární tepelné elektrárny, která po svém dokončení bude energii zásobovat 30.000 domácností. Stovka zrcadel bude sledovat pohyb Slunce a odrážet jeho záření na nádrž s olejem, který vyhřeje až na 350 stupňů Celsia. Přes tepelný výměník se bude vyrábět přehřátá pára, jež požene běžnou parní turbínu. Obdobná zařízení již pracují u španělské Granady a v kalifornské Mojavské poušti. Na rozdíl nich využívá dahanská elektrárna jako médium pro přenos nikoliv roztavenou sůl, ale olej, protože je levnější. Osvědčí-li se technologie nové elektrárny, dojde ke zvýšení jejího výkonu na 5 – 10 MW. Zvažuje se rovněž výstavba 1.000 MW kolosu na pustých pláních Vnitřního Mongolska.

Pan Fifka Lad. 13.5.2009: Počítám dobře, že na jednu domácnost připadne 50 W a to jen při intenzivním slunečním zaření? Jinak nic proti experimentům s alternativními zdroji, ale já bych raději preferoval bioplyn z odpadů těch domácností a kogenerační jednotku.

akademon.cz 13.5.2009: Číňané jsou skromní :-) a jde vlastně o pilotní projekt.

Seriový elektromobil

27.3.2009
Model S od Tesla Motors spolu s jejím ředitelem Elonem Muskem (foto Tesla Motors).

Americký výrobce elektromobilů, společnost Tesla Motors, včera v kalifornském Hawthorne představil svůj nový model S, který měl stát prvním světovým sériově vyráběným elektromobilem. Od roku 2011 by z výrobního závodu mělo vyjet 20.000 ks ročně, což na automobilku není příliš mnoho. Jde o pětimístný sedan poháněný lithiovými bateriemi s dojezdem až 480 km, který dosáhne takové rychlosti, že se bude moci bezpečně pohybovat po dálnici. Tradiční nevýhody, jako vysoká cena (57.000 dolarů) a čtyřhodinové dobíjení baterií však zůstávají. Foto Tesla Motors.

11.8.2015: Společnost Tesla Motors, nejpřednější světový výrobce elektromobilů, zveřejnila video svého nového speciálního robota, který je určen k nabíjení elektromobilů. Samostatně zvládne zasunout zástrčku do zásuvky, takže řidič vůbec nemusí vystoupit z auta. Je to sice roztomilé zařízení, ale budoucnost elektromobilů zůstává stále nejistá, a to i přes masivní podporu americké vlády. Společnost Tesla Motors od ní zatím obdržela úhrnnou částkou 2,4 miliardy dolarů formou daňových i jiných úlev, levných půjček a dotací kupujícím.

Jolinar 12.8.2015: neni pravda, ze Tesla jiz obdrzela dotaci nebo podporu 2.4 mld dolaru! Tato cifra pocita s danovymi ulevami na GigaTovarnu a Tesla tovarnu v budoucich 20 letech ($1mld), vladni pujcku, kterou Tesla jiz splatila ($400mil) a jeste k tomu pripocitava federalni danovou ulevu $7500, kterou dostane kupujici na vsechny elektromobily - ne jen Tesly (brzy 100.000 Tesel * $7500 = $750mil), mistni dotace/danove ulevy jednotlivych statu a zrejme jeste neco aby to dalo ty $2,4 mld. Kazdopadne, jak jsem jiz rekl, jen cast z teto sumy uz dostali (federalni danove ulevy na nakup EV) a rozhodne ne celou. Stejne tak na stejnou sumu ma narok kazda automobilka produkujici elektromobily - nebo alespon na ty federalni ulevy...

Stavba formule ČVUT vrcholí

26.3.2009
logo ČVUT

Tisková zpráva ČVUT

Studentský tým ČVUT pod názvem CTU CarTech působící na Českém vysokém učení technickém v Praze dokončuje v těchto dnech historický první prototyp vozu kategorie Formula Student. Veřejnost bude mít možnost vůz poprvé spatřit na výstavě Amper 2009, který proběhne od 31. března do 3. dubna 2009 na výstavišti v Letňanech.

Kromě vozu bude k vidění prezentační panel elektroniky a mechatroniky vozu, zejména robotizované řazení a kontroly trakce. Program týmu bude i v dalších měsících nabitý a vyvrcholí na soutěži Formula Student Germany na okruhu Hockenheimu, který proběhne 5. až 9. srpna 2009.

Tým CTU CarTech je historicky prvním týmem z České republiky přihlášeným na tuto soutěž a poměří své síly s dalšími 77 týmy z celého světa. Tým ČVUT tvoří 35 studentů Fakulty elektrotechnické a Fakulty strojní.

Formule má motor vzadu před zadní nápravou s objemem 600 kubických centimetrů a výkonem sto koní. Stroj váží bez jezdce kolem dvě stě kilogramů. Stavba formule, její provoz, náklady na tým a účast na třech soutěžích přijdou celkem asi na milion korun. I z tohoto důvodu hledá tým CTU CarTech partnery, kteří mu pomohou zabezpečit projekt finančními prostředky, výrobou části vozu, poskytnutím know-how, nebo i způsobem dle vlastního návrhu.

Více informací o formuli ČVUT najdete na http://cartech.cvut.cz/index

Zasíťovaní bojovníci

25.3.2009

Technici z Vanderbilt University v Nashvillu v Tennessee vyvíjejí systém, který umožní vojákům v poli určit polohu nepřátelského střelce. Jejich přilby ponesou mikrofony, jež zachytí zvuk výstřelu. Centrální procesor vyhodnotí údaje, které po bezdrátové síti získá od několika vojáků a pomocí známých charakteristik zvuku střelby určí polohu střelce, jež okamžitě předá zpět vojákům.

Methan z oxidu uhličitého

25.3.2009

Craig Grimes, Oomman Varghese, Maggie Paulose a Thomas LaTempa z Pennsylvania State University připravili zařízení, které z vody a oxidu uhličitého vytvoří methan. Energii získává ze slunečního záření. Nanotrubice z oxidu titaničitého zachycením fotonu získá dostatek energie k rozštěpení molekuly vody. Uvolněný vodík reaguje za vzniku methanu s oxidem uhelnatým, který vzniká redukcí oxidu uhličitého na klastrech z oxidu měďnatého. Nejedná se jen o zajímavou metodu připravy paliv pomocí sluneční energie, ale I o způsob, jak snížit množství CO2 v atmosféře.

Nezašpinitelné fotovoltaické články

25.3.2009
Struktura povrchu křemíku po Wongově leptání (foto C.P. Wong)

Prof. C.P. Wong se svým týmem z Georgia Institute of Technology pomocí dvojího leptání připravil křemíkový povrch, který jednak odráží méně dopadajícího světla, jednak je silně hydrofobní. Nová úprava povrchu by mohla nalézt uplatnění při výrobě fotovoltaických článků, protože dešťové kapky po něm rychle stečou, nemají čas se odpařit a zanechat na něm usazeninu, která ho stíní a snižuje množství vyrobené elektřiny. Zároveň pohltí větší podíl dopadajícího záření, takže jeho účinnost se zvýší. Postup je jednoduchý, nejprve se leptá roztokem hydroxidu draselného a pak kyseliny fluorovodíkové ve směsi v peroxidem vodíku. Na obrázku C.P.Wonga vidíme strukturu povrchu křemíku po jeho leptání.

akademon.cz 18.12.2011: Ještě dále pokročila Doris Vollmer se svými kolegy z Max-Planck Institut für Polymerforschung a Technische Universität Darmstadt. Povrch skla, např. čoček brýlí, pokryjí velmi porézní vrstvou z oxidu křemičitého, na jehož povrch navázali fluor. Takový materiál odpuzuje jak vodu, tak s vodou nemísitelné organické látky, např. oleje. Nelze ho nijak zašpinit.

Dva nové skleníkové plyny

25.3.2009
struktura fluoridu sulfurylu

Vědci z amerického Scripps Institution of Oceanography a australského Centre for Australian Weather and Climate Research identifikovala dva nové skleníkové plyny. Jde o fluorid dusitý NF3 a fluorid sulfurylu SO2F2, jejichž koncentrace v atmosféře rychle narůstá. Jde o průmyslově užívané chemikálie, které byly zavedeny jako náhrady perfluorovaných uhlovodíků.

Tajemství retinitis odhaleno

24.3.2009
logo AV ČR

Tisková zpráva AV ČR: Vědci z Ústavu molekulární genetiky AV ČR nahlédli do tajemství mutace, která způsobuje dědičné oční onemocnění.

V sítnici (latinsky retina) lidského oka se nacházejí milióny buněk, které citlivě vnímají dopadající světlo a umožňují nám vidět okolní svět ostře a v barvách. Při dědičném onemocnění sítnice zvaném retinitis pigmentosa odumírají světločivné buňky, což vede k postupnému zhoršování zraku a v nejhorších případech i k oslepnutí. Onemocnění, kterým trpí dva až tři milióny lidí na celém světě, je způsobeno mutacemi různých genů, z nichž většina hraje důležitou roli v procesu detekce světla. Záhadou jsou však mutace v genech, které potřebuje k životu každá buňka v našem těle, a které se přesto negativně projeví jen v oční sítnici.

Vědci z Ústavu molekulární genetiky AV ČR pod vedením Davida Staňka jednu z těchto „záhadných" mutací nacházející se v genu HPRP31 charakterizovali a zjistili, jakým způsobem ovlivňuje chování zasažené bílkoviny. Takto mutovaný protein není schopen se řádně začlenit do buněčných struktur a je buňkami likvidován. I přes tuto snahu však zůstává malé množství mutovaného proteinu v buňkách přítomno a i toto malé množství nepříznivě ovlivňuje základní buněčné procesy; buňky obsahující mutovaný protein rostou pomaleji než jejich zdravé sousedky. Vědci dále zjistili, že nemocné buňky se dají „uzdravit", je-li do nich vpraven pomocný protein, který mutované bílkoviny vychytá a neutralizuje. Pokud by se našel způsob, jak u pacientů s mutací v genu HPRP31 zvýšit expresi tohoto pomocného proteinu, mohl by postižení zraku oddálit. Detailní informace o nálezu byly publikovány v časopisu Human Molecular Genetics.

Mikroskopická identifikace atomů

24.3.2009

Taichi Okuda se svými kolegy z Hyogské prefekturální univerzity zkombinoval rastrovací tunelový mikroskop se synchrotronovým rentgenovým zářením. Jeho fotony excitují elektrony ležící blízko atomového jádra, které při svém návratu na původní energetické hladiny vyrážejí z atomu volnějí vázané elektrony. Hrot rastrovacího tunelového mikroskopu je zachytí a naměří tudíž tunelový elektrický proud, které je podle zjištění Okudova týmu charakteristický pro každý prvek. Nová metoda umožňuje provádět chemickou analýzu s rozlišením 10 nm.

Nanotrubice v nanoobalu a další

23.3.2009
struktura uhlíkových nanotrubic  (obr. Institute of Physics).

Zajímavou metodu, jak zvýšit luminiscenci uhlíkových nanotrubic vyvinul Fotios Papadimitrakopoulos z University of Connecticut se svými kolegy. Některé látky pohlcují viditelné nebo ultrafialové záření, přičemž se pohlcené energii částečně mohou zbavit tím, že ji během krátkého okamžiku vyzáří při kratší vlnové délce. Hovoříme o luminiscenci, kterou pozorujeme v infračervené oblasti i u jednovrstevných uhlíkových nanotrubic. Existují však molekuly, kterou mohou na sebe převzít energii excitované molekuly, k vyzáření fotonu pak nedojde a žádnou luminiscenci nepozorujeme. Hovoříme o tzv. zhášečích. K nim patří i velmi rozšířený prvek kyslík. V laboratorních podmínkách můžeme snadno pracovat v prostředí bez kyslíku, což je v běžném životě obtížně proveditelné, protože v atmosféře ho najdeme velké množství. Papadimitrakopoulosův tým to vyřešil tak, že okolo uhlíkové nanotrubice vybudoval ochranný obal z molekul flavinu, což jsou tricyklické organické sloučeniny, jež jsou např. důležitou součástí molekuly vitaminu B2. Na luminiscenci vliv nemají a nedovolí kyslíku, aby se přiblížil ke světlem excitované molekuly a odebral ji energii. Sturkturu uhlíkovýh nanotrubic vidíme na obrázku (obr. Institute of Physics).

Chemici z National Institute of Standards and Technology a Rice University pod vedením Erika Hobbieho zjistili, že když na povrchu jednotlivých uhlíkových nanotrubic vytvoří povlak ze žlučových kyselin, nanotrubice se samovolně uspořádají do pravidelných struktur.

Prof. Ray H. Baughman se svým týmem z University of Texas v Dallasu sestrojil z uhlíkových nanotrubic zařízení, které přeměňuje elektrickou energii na mechanickou práci, tedy jakýsi elektromotor, i když svým fungováním připomíná spíše sval. Tvoří ho struktura z volně umístěných rovnoběžných uhlíkových nanotrubic. Při vložení napětí se jednotlivé molekuly začnou odpuzovat, což vede k protažení celé struktury. Obdivuhodné jsou parametry nového zařízení. Dokáže pracovat v rozmezí teplot –196 až 1538 oC s frekvencí 30.000 cyklů za sekundu. Při napětí v tisících voltů, což je mnohem více, než potřebují běžné elektromotry, vykazuje velmi výrazné změny v rozměrech.

Nanosuperkapacitor

22.3.2009

Vědci z Maryland NanoCenter University of Maryland pod vedením Garyho Rubloffa zhotovili elektrostatický kondenzátor s neobyčejně vysokou kapacitou. Nejprve anodickou oxidací připravili vrstvu z oxidu hlinitého s póry nanometrových rozměrů, čímž získali extrémně velký povrch. Ten pak včetně vnitřku pórů pokryli nejprve vrstvou kovu, pak izolátoru a opět kovu, čímž vytvořili běžný elektrostatický kondenzátor s extrémně velkou plochou, a tedy vysokou kapacitou. Jeho energie je tak vysoká, že by mohl sloužit jak zdroj pro elektromobily.

Pan Petr Čížek 23.3.2009: Energie? A jaká je jeho kapacita a jaké průrazné napětí ?

Nová skupina savčích genů

22.3.2009

Americko-izraelský vědecký tým odhalil celou skupinu tisíců savčích genů, jejichž přepisem nevznikají bílkoviny, ale jen dlouhé řetězce ribonukleové kyseliny. Krátké molekuly RNA, tzv. mikro RNA (miRNA), které hrají důležitou roli při regulaci pochodů v organismus, známe již dlouhou dobu (akademon.cz 25.11.2008, 30.9.2008, 25.2.2008, 2.11.2007, 27.8.2007, 1.7.2007, 13.7.2005, 3.2.2005, 21.9.2004). Rovněž bylo známo, že obdobnou roli hraje přibližně deset typů molekul RNA dlouhých několik tisíc nukleotidů. Nedávný výzkum jich identifikoval 1.600, takže můžeme předpokládat, že jejich skutečný počet je vyšší, pravděpodobně několik tisíc. Jde již o tak významnou skupinu regulátorů, že si zaslouží vlastní pojmenování – lincRNA, z anglického large intervening non-coding RNAs.

Společně s komárem proti malárii

21.3.2009
Komár čtyřskvrný (Anopheles maculipennis), nejznámnější přenašeč malárie. Od podobného komára pisklavého Culex pipiens, který je u nás nejrozšířenější, se liší postojem v klidu. Zatímco u komára pisklavého je zadeček rovnoběžný s podkladem nebo směřující šikmo dolů, u anofela směřuje zadeček šikmo nahoru. Převzato z Brehmova života zvířat,díl I - Bezobratlí, str.338,  vydalo Nakladatelství J.Otto spol. s r.o., Praha 1929.

Tým vědců z Imperial College London zjistil, že komár Anopheles se velmi intenzivně brání malarické infekci. Jeho imunitní systém zahubí až 90% parazitických prvoků. Jeho odezvu vyvolá dvojice bílkovin zvaná LRIM1 a APL1C, jež za přítomnosti Plasmodii (česky zimničky, rod prvoků z třídy krvinkovek - Haematozoea) spustí syntézu dalšího proteinu TEP1, jež funguje obdobně jako antibiotika. Váže se na povrch zimniček a v jejich buněčných stěnách vytvoří veliké díry, čímž je zahubí. Jde o velmi cenné zjištění, protože látky účinné vůči prvokům, které by zároveň nepoškozovaly naše vlastní tělní buňky, se hledají hůře než antibiotika proti bakteriím. Buňky prvoků jsou našim vlastním přece jen podobnější. Na obrázku převzatém z z Brehmova života zvířat,díl I - Bezobratlí, str.338, vydalo Nakladatelství J.Otto spol. s r.o., Praha 1929 vidíme komára čtyřskvrnného (Anopheles maculipennis), nejznámnějšího přenašeče malárie. Od podobného komára pisklavého Culex pipiens, který je u nás nejrozšířenější, se liší postojem v klidu. Zatímco u komára pisklavého je zadeček rovnoběžný s podkladem nebo směřující šikmo dolů, u anofela směřuje zadeček šikmo nahoru.

Větší a větší

20.3.2009
Snímek buňky kvasinky Cryptococcus neoformans pořízený rastrovacím elektronovým mikroskopem. Zřetelně můžeme vidět polysacharidové řetězce, které ji obklopují (Foto Albert Einstein College of Medicine).

Zajímavý mechanismus adaptace kvasinky na náš imunitní systém objevil tým z lékařské fakulty Yeshiva University vedený prof. Arturo Casadevallem. Patogenní kvasinka Cryptococcus neoformans může zvláště u oslabených jedinců vyvolat vážnou infekci, jíž ročně podlehne na světě asi jeden milionů lidí. Do těla se dostává vdechnutím a přes plíce proniká do celého organismu. Její polysacharidová buněčná schránka začne okamžitě po proniknutí do organismu narůstat připojováním dalších molekul sacharidů, až dosáhne takové velikosti, že ji makrofágy (druh bílých krvinek) nemohou pozřít. Tím zabrání ve fungování základnímu obrannému mechanismu imunitního systému. Na snímku pořízeném rastrovacím elektronovým mikroskopem vidíme buňku kvasinky Cryptococcus neoformans obklopenou makromolekulami sacharidů (Foto Albert Einstein College of Medicine).

Tisková zpráva České společnosti ornitologické

19.3.2009

Zateplování panelových domů ohrožuje rorýse.

Blíží se jaro a s ním opět naplno vypukne stavební sezóna. Snižování energetické náročnosti budov je jedním z významných témat ochrany a zlepšování kvality životního prostředí. Děsivá tepelná bilance především panelových domů volá po rychlém řešení, kterým je jednak investování do úspornějších technologií výroby a přenosu tepla, jednak zateplování vnějších plášťů a střech budov. Stinnou stránkou jinak velmi žádoucích opatření je negativní dopad na některé druhy synantropních (druh přizpůsobený blízkosti člověka a jeho sídlišť) živočichů.

Investorům vycházejí v tomto směru vstříc jak banky, tak především prostřednictvím dotačních titulů stát. Ministerstvo pro místní rozvoj a Ministerstvo životního prostředí rozdělují prostřednictvím operačních programů nemalé prostředky a ani v letošním roce tomu nebude jinak. Realizací zmíněných opatření tak může být docíleno skutečně významných úspor ve spotřebě energie.

Vedlejším efektem zateplování budov je likvidace stanovišť některých zvláště chráněných živočichů, především rorýsů obecných a netopýrů. Zatímco netopýrům slouží lidské stavby k zimování a tvorbě jarních kolonií samic s mláďaty, rorýsi na nich hnízdí. Více než 95 % rorýsí populace je dnes na lidských stavbách závislých. V posledních dvou desetiletích se významná část rorýsů přemístila z rekonstruovaných historických center měst do panelové zástavby. Osídlili především dutiny v podstřeší budov, do kterých se dostávají přes ventilační průduchy v atikách domů.

Tam je teď dostihlo plošné zateplování, které má za následek ztrátu tisíců hnízdních příležitostí. Průduchy na zateplených domech jsou totiž opatřovány síťkami nebo mřížkami, které rorýsům brání v přístupu k vlastním hnízdním dutinám, popřípadě jsou zcela uzavřeny. Jenom v Praze poklesl v důsledku těchto opatření počet hnízdících rorýsů za posledních 15 let o téměř 45 %.

Často tak dochází k porušování zákona č. 114/1992 Sb., o ochraně přírody a krajiny, který rorýse i jeho hnízdiště chrání. Paradoxně tak dochází ke střetu dvou zájmů v ochraně životního prostředí. Přitom řešení, která takovým střetům brání, jsou známá, časově nenáročná a překvapivě levná.

Přináší je nové webové stránky www.rorysi.cz, které s finanční podporou Ministerstva životního prostředí připravila a zprovoznila Česká společnost ornitologická. Obsahují velké množství užitečných informací, určených jak široké veřejnosti, tak i projektantům, stavebním společnostem a úředníkům stavebních úřadů a pracovišť ochrany životního prostředí na obecních i krajských úřadech.

Nechybí ani důležité kontakty na odborné instituce, které mohou posoudit a doporučit vhodné řešení, nebo kontakty na oblastní inspektoráty České inspekce životního prostředí, které dozorují dodržování platných zákonů v ochraně životního prostředí. Na ně je možné se obrátit v případě podezření na porušování zákonnosti při realizaci stavebních a rekonstrukčních prací.

www.rorysi.cz

Jak změnit saranče?

18.3.2009

Britsko australský tým entomologů z Oxfordské, Cambridgeské a Sydneyské univerzity přesně popsali, jak z jednotlivých sarančí vznikne stěhující se nebezpečné hejno. Naroste-li jejich počet natolik, že potravní zdroje nestačí, dostávají se jedinci do bližšího kontaktu a narážejí na sebe. To vede k postupnému narůstání hladiny serotoninu, což je rozšířený a běžný přenašeč nervových vzruchů (neurotransmiter), který najdeme i ve svém organismu. Zvýšení jeho množství v nervovém systému hrudní části těla spustí přeměnu z usedlé na stěhovavou formu. Dojde ke zhnědnutí a nárůstu svalů a saranče se začínají shlukovat do hejna. Změny jsou tak výrazné, že až do roku 1921 se biologové domnívali, že jde o dva odlišné druhy. Stejné změny vyvolá samotné podání serotoninu anebo dráždění zadních nohou osamocené saranče, které napodobuje jejich vzájemné dotyky. Podání inhibitorů serotoninu změnu na stěhovavou blokuje, což by mohlo mít význam při boji proti vzniku hejn, které působí obrovské hospodářské škody zejména v méně vyvinutých oblastech Země.

S laserem na komára

17.3.2009

Astrofyzik Jordin Kare z Lawrence Livermore National Laboratory a bývalý vedoucí pracovník Microsoft Nathan Myhrvold zhotovily laser, který vyhledává a zabíjí jednotlivé komáry rodu Anopheles. Předpokládá se, že v oblastech ohrožených malárií by měl vytvářet bariéru kolem budov či vesnic. Spolupracovali při tom s řadou dalších expertu včetně Lowella Wooda, který s touto ideou začátkem osmdesátých let přišel. Řídící jednotka sleduje laserovým paprskem veškerý letící hmyz a podle frekvence pohybu křídel identifikuje samičky Anophelů, které pak spálí zesíleným paprskem. Jde o jakou zmenšenou obdobu vyvíjeného amerického systému ochrany proti balistickým střelám. Za zmínku stojí i fakt, jak se k této problematice dostal bývalý pracovník Microsoftu – Bill Gates ho vyzval, aby prozkoumal nové možnosti boje s malárií.

Viktor 17.3.2009: jak je reseno vyhledavani a zamerovani komaru?

Centra domestikace rostlin

17.3.2009
Bér (Setaria) je rod trav (čeled lipnicovitých). Na obrázku vidíme bér zelený (Setaria viridis), Obr. Wikimedia Commons,  GNU Free Documentation License.

Zdomácnění rostlin se datuje už do doby před 13 000 lety a je příkladem koevoluce rostlin a žvočichů. Genetické a archeologické doklady ukazují na řadu center, odkud a v které době se jednotlivé užitkové rostliny šířily. Jejich stručný přehled následuje (areál – příklad rostliny – před kolika lety):

1. východ Severní Ameriky – slunečnice Helianthus – 4500

2. střední Amerika – kukuřice Zea – 9000

3. centrální Andy – merlík Chenopodium – 5000

4. severní Andy – brambor Solanum – 8000

5. Ecuador a Peru – tykev Cucurbita – 10 000

6. subsaharská západní Afrika – dochan Pennisetum – 4500

7. východní Afrika – čirok Sorghum – 4000

8. Blízký východ – ječmen Hordeum – 13 000

9. indický Gudžarát – proso Panicum – 5000

10. povodí Gangu – rýže Oryza – 8500

11. severní Čína – bér Setaria – 8000 - viz obr. (Wikimedia Commons)

12. jižní Hokkaido – ježatka Echinochloa – 4500

13. jižní Čína – taro Colocasia – 4500

14. Nová Guinea – jam Dioscorea 7000

Zvukové ochranné prvky

16.3.2009

Yuta Nakashima, Ryuki Tachibana, a Noboru Babaguchi z Osacké univerzity vyvinuli novou technologii, která je podle nich určena proti pořizování pirátských kopií přímo v kinosálech. Do zvukové stopy filmu zabudují speciální značky, tvořené přesně vybranými zvuky, které nenaruší poslech diváků. Vyhodnocením pirátské kopie pořízené kamerou přímo v sále při promítání filmu získají pozici osoby, která film natáčela, možná až s přesností na určité sedadlo. Jde bezpochyby o zajímavou technologii, nicméně jak zabrání ilegálnímu nahrávání filmů, moc jasné není. K čemu je komu informace, že divák nedbající autorský práv seděl před měsícem na desátém sedadle v páté řadě? Nebo že by filmoví distributoři chystali prodej vstupenek do kina je po prokázání totožnosti?

Pavel 17.3.2009: Proč prokazování totožnosti? Stačí zaplatit kartou. A to asi v tom Japonsku bude mnohem běžnější než u nás, nedivil bych se, kdyby to byl v některých kinech jediný možný způsob platby.

Samoobnovitelný polymer

16.3.2009
V horní části vidíme zřetelnou rýhu, která ve spodní části po 30minutové expozici ultrafialovému záření zcela zmizí (foto Marek Urban).

Prof. Marek Urban se svým týmem z University of Southern Mississippi připravil plast, který se sám na sluníčku zahojí. Tradiční polyuretan doplnili chitosanem, na nějž byly navázány heterocyklické molekuly oxetanu C3H6O. Chitosan je aminopolysacharid podobný chitinu, jež tvoří hmyzí krunýře. Poškodíme-li mechanicky povrh takto doplněného polyuretanu, nepříliš stabilní oxetanové cykly se přeruší, čímž vznikne dosti reaktivní látka. S ní okamžitě reagují fragmenty z chitosanových molekul rozštěpených ultrafialovým zářením. Nově vznikající molekuly zacelí rýhy na povrchu materiálu. V praxi stačí poškrábaný povrch vystavit slunečnímu záření. Foto Marek Urban.

První lidský ribonukleový přepínač

16.3.2009

Ribonukleové přepínače (riboswitches) vážou malé ligandy na RNA a regulují tak genovou expresi v bakteriích, houbách a rostlinách, když reagují na nedostatek nebo nadbytek živin. Řada amerických a indických badatelů nyní objevila (Nature únor 2009) riboswitch v lidském cévním endotheliálním růstovém faktoru A (VEGFA). Přepínatelná mRNA může vázat dva různé komplexy, GAIT nebo hnRNPL. Vazba prvního navozuje změnu v konformaci, která pak zabraňuje vazbě druhého. Děje se tak v odpověď na vnější signály na základě zánětlivých procesů nebo hypoxie. Jde tu zřejmě o příklad přepínače závislého na proteinu, který se vyvinul pro regulaci genové exprese v mnohobuněčných živočiších, kde přesná integrace rozličných impulsů je důležitější než rychlá odpověď.

Robotický zahradník

15.3.2009

Na Massachusetts Institute of Technology (MIT) pěstují ve velkých květináčích rajčatové keříky. Starají se o ně pohyblivý roboti vybavení tryskou na zalévání či hnojení a rukou na sklízení. Senzory v půdě sledují podmínky, v jakých rostliny rostou a informují centrální procesor o jejich potřebách, jež vzápětí uspokojí robot. Veškeré údaje včetně velikosti sklizně se archivují, takže je snadné je vyhodnotit.

Zdroj pro elektromobil

15.3.2009

Gerbrand Ceder se svými kolegy z Massachusetts Institute of Technology (MIT) zjistil, že fosforečnan lithný může podstatně zlepšit vlastnosti běžných lithiových článků. Jeho povlak podstatně zvýší pohyblivost lithných iontů v elektrodovém materiálu. Umožní jim rychlý pohyb po povrchu a nalezení “tunelů”, kterými se mohou snadno pohybovat uvnitř elektrody, jejíž vodivost tak podstatně vzroste, což umožní její rychlejší nabíjení I vybíjení. Nová technologie by mohla snížit dobu nabíjení lithiových článků z hodin na vteřiny, což by představovalo průlom zejména při konstrukci elektromobilů.

Tisková zpráva AV ČR

15.3.2009
logo AV ČR

Rychle rostoucí dřeviny jako energetické plodiny 2.generace

Rychle rostoucí dřeviny (RRD), zejména tedy topoly a vrby (čeleď vrbovité Salicaeae), jsou ve světě pěstovány intenzivním „plantážnickým“ způsobem na více než 8 mil. ha, a to převážně na zemědělské půdě v tradičních vysokokmenných lignikulturách určených pro produkci dřevní suroviny (stavebnictví, nábytkářský a papírenský průmysl atd.). V posledních třiceti letech se zejména vlivem opakovaného nedostatku fosilních paliv vytvořil nový způsob jejich pěstování pro produkci energeticky využitelné dřevní suroviny - tzv. výmladkové plantáže (short rotation coppice). RRD jsou řazeny mezi lignocelulózní energetické plodiny tzv. 2. generace, které mají oproti 1. generaci (např. řepka, obilí) výrazně lepší energetický zisk (poměr vložené a získané energie). V Evropě, kde byl tento způsob pěstování vytvořen, se dnes pěstuje více než 20 000 ha. U nás bylo doposud vysazeno přes 200 ha výmladkových plantáží a 25 ha matečnic (pro produkci sadebního materiálu). Topolových lignikultur resp. silvikultur (na lesní půdě) je u nás asi 10 000 ha. Ty byly zakládány převážně v 50. letech minulého století pro produkci užitkového dřeva (nábytek, celulóza, sirky).

Ve výmladkových plantážích severní části Evropy se pěstují převážně vrby (15 000 ha) a v jižní hlavně topoly (5000 ha). Podle výsledků testování širokého sortimentu RRD (probíhá od roku 1994) pro výmladkové plantáže má Česká republika poměrně vhodné podmínky pro pěstování topolů i vrb, i když zatím dosti převažuje pěstování jednoho klonu topolů (tzv. japan).

Pro efektivní pěstování výmladkových plantáží v pestrých přírodních resp. agronomických podmínkách ČR je v první řadě rozhodující volba vhodného stanoviště. Vhodné jsou zejména půdy s vyšší hladinou spodní vody a nebo oblasti s roční sumou srážek nad 550 mm do nadmořské výšky 600 m.n.m.

Kromě zahraničních odrůd je možné u nás pěstovat i tzv. nechráněné klony topolů a vrb z domácích sbírek, které byly povoleny MŽP a doporučeny MZe. Některé z těchto klonů jsou výběry z populací domácích druhů, příp. jejich spontánních kříženců.

Výmladkové plantáže mohou mít podle místních podmínek významné přínosy pro zemědělskou krajinu, a to zejména pro zvyšování biodiverzity, hydrologický režim a další „neprodukční“ funkce krajiny.

Důvodem současné relativně malé pěstební plochy výmladkových plantáží u nás byly zejména administrativní bariéry vyplývající z nejednoznačnosti rezortních politik a dotací na zakládání a pěstování. V současné době jsou to například fakticky nedostupné dotace na založení plantáží z dotačního programu EAFRD. Přesto bylo v minulém roce vysazeno nejvíce výmladkových plantáží (60 ha) v historii, což svědčí o zájmu zejména větších firem o rozšiřování jejího pěstování. Pěstební a energetický potenciál výmladkových plantáží v ČR je odhadován na 60 000 ha resp. 11,7 PJ/rok.

Nejslabší motor na světě

14.3.2009

Evropská kosmická agentura ESA připravuje na tento měsíc test nejslabšího, avšak velmi citlivě ovladatelného motoru. Elektrické pole v něm ionizuje atomy cesia, jež po urychlení magnetickým polem vyletí štěrbinou ven a vyvolají sílu 0,1 až 150 mikronewtonů, srovnatelnou s působením padajícího vlasu. Trojice takových motorků má přesně udržovat satelit LISA (Laser Interferometer Space Antenna) Pathfinder v kosmickém prostoru ve správné pozici. Na její palubě by měly probíhat experiment bez jakéhokoli gravitačního rušení. Proto by v příštím desetiletí zmíněná družice měla doletět do 1,5 milionů kilometru vzdáleného Lagrangeova bodu soustavy Země-Slunce, tedy místa, kde se jejich gravitační síly přesně kompenzují. Zbude však ještě gravitace celého zbylého vesmíru, sice malá, avšak nezanedbatelná. Tu by měly vykompenzovat testované iontové motorky, které dle předpokladů dokáží stabilizovat polohu družice s nanometrovou přesností.

Aminokyselinami proti oxidu uhličitému

14.3.2009

Společnost Siemens vyvinula nový proces, který odstraní 90% oxidu uhličitého ze spalin tepelných elektráren. Zkušební provoz se již staví v tepelné elektrárně ve Staudingeru poblíž Frankfurtu. Ve 25 m vysoké věži vymývají plynné zplodiny hoření pomocí solí aminokyselin. Z nich pak uvolni oxid uhličitý v koncentrované podobě mírným zahřátím. Nový proces sníží účinnost elektrárny o 9,2%, což je jen o něco lepší ve srovnání se staršími postupy, které využívají monoethanolamine a účinnost klesá o 11%. Nicméně v podniku o velikosti tepelné elektrárny jde o významné zlepšení. I tak však vypírání kouře zůstává drahou technologii.

Tisková zpráva AV ČR

14.3.2009
logo AV ČR

Biomasa z mikrořas jako potenciální zdroj biopaliv

Mikrořasy jsou jednobuněčné organismy, jejichž fotosyntetický aparát je podobný vyšším rostlinám. Díky jednoduché buněčné struktuře a růstu ve vodním prostředí, kde mají optimální přístup k vodě, CO2 a výživě, jsou v homogenních, dobře míchaných masových akvakulturách obecně daleko efektivnější při přeměně sluneční energie na biomasu než vyšší rostliny. Mají také výhodu velmi rychlých reprodukčních cyklů, větší toleranci k vysoké ozářenosti a vyšší účinnost přeměny energie na biomasu díky malým nárokům na vedlejší metabolické funkce.

Výzkum v oblasti řasových biotechnologií byl v Laboratoři řasových biotechnologií Mikrobiologického ústavu AV ČR v Třeboni zahájen kolem r. 1960 postavením první venkovní kaskádové kultivační jednotky pro produkci zelených mikrořas (rody Scenedesmus, Chlorella). Mikrořasová biomasa se využívá především jako nutriční doplněk pro potraviny a krmiva, kde je zdrojem proteinů, lipidů, vitaminů, minerálů a důležitých bioaktivních látek (antioxidantů, nenasycených mastných kyselin, potenciální zdroje léčiv). V současnosti se kultury mikrořas využívají např. jako doplněk lidské zdravé výživy, v akvakulturách vodních živočichů (ryby, korýši, měkkýši), případně pro zlepšení vlastností půdy či při bioremediacích. V souvislosti s ubýváním zdrojů fosilních paliv a vzrůstem spotřeby a tím i ceny energie nabývá na aktuálnosti otázka alternativních, především obnovitelných zdrojů energie. Rostlinná biomasa je jedním ze zdrojů, jejichž využití se v posledních letech velmi rozšiřuje. Mikrořasy představují vhodné producenty biomasy, protože některé akvatické kmeny mají ve srovnání s rostlinami o řád vyšší účinnost přeměny solární energie a fixace CO2 na biomasu.

V posledních deseti letech je problematika biopaliv (bioplyn, biodiesel, biolíh, biometan) z mikrořas široce studována na řadě výzkumných pracovišť, protože celosvětová snaha směřuje ke snížení spotřeby fosilních paliv. Hlavním problémem jsou dosud vysoké produkční náklady biomasy, které způsobuje především nízká produktivita, nedostatečná technická vyspělost kultivačních zařízení, vysoké provozní náklady (energie na provoz – elektřina, teplo) a cena vstupních surovin (voda, CO2 jako zdroj uhlíku, živiny – fosfáty, dusičnany, železnaté soli a další). Snížení nákladů na produkci biomasy v masových kulturách je možné dosáhnout u rychle rostoucích kmenů mikrořas využitím „odpadní“ energie některých průmyslových zařízení (elektrárny, spalovny), které mohou být též zdrojem „levného“ odpadního CO2, případně i nutrietů.

Druhým přístupem je vývoj uzavřených kultivačních systémů – mikrořasových fotobioreaktorů směřujících k vysoce produkčním systémům. Ve srovnání s „energetickými“ plodinami (např. řepka, čirok) jsou velkoobjemové kultury mikrořas výhledově schopné vysoké produkce biomasy na jednotku plochy. U polních plodin i akvatických mikrořas se v současnosti dosahuje výtěžků 1–2 g biomasy na m2 za hodinu. Předpokládá se však, že ve výkonných produkčních systémech mikrořas bude možné dosáhnout výtěžků až o řád vyšších – kolem 100 g biomasy na m2 za hodinu. Toho lze docílit v účelně navržených kultivačních systémech za použití pulzního režimu světla (vysoce účinné fotovoltaické články napájející světelné diody) v oblasti obratu fotosyntetického aparátu (v řádu mikrosekund), využitím transgenních kmenů s malou světlosběrnou anténou, která zvýší účinnost přeměny energie na biomasu při pěstování husté kultury v tenké „optické“ vrstvě suspenze.

V oblasti kapalných biopaliv lze uvažovat o využití kmenů mikrořas s vysokým obsahem lipidů pro produkci biooleje pyrolýzou nebo termochemickým zkapalňováním, nebo je možné zpracovat biomasu mikrořas na bioplyn fermentací v bioplynových stanicích spolu s rostlinnou biomasou, komunálními a zemědělskými odpady.

Průhledný sodík

14.3.2009

Při stlačování sodíku zjistil prof.Artem Oganov ze Stony Brook University, prof.Ma Yanming z Jilinské univerzity Changchunu v hlavním městě čínské provincie Jilin a Mikhail Eremets z Ústavu Max Plancka pro Chemii v německé Mohuči, že oproti očekávání přestává být vodivým a za tlaku 2 milionů atmosfér se stává průhledným pro červené světlo. Při dalším zvýšení tlaku až ke třem milionům atmosfér se nejspíš stane úplně průhledným jako sklo. Na základě dosavadních znalostí se spíše předpokládalo, že zvyšováním tlaku se posiluje kovový charakter materiálů, protože vnější elektrony jejich atomů se dostávají stále do většího kontaktu. Prof.Ma předpokládá, že další zvýšení tlaku vede k tomu, že elektrony mají příliš málo prostoru, aby mohlo dojít k jejich překryvu. Vodivostní pásy typické pro kovy se rozpadají na jednotlivé lokalizované elektrony umístěné v mezírkách mezi kovovými ionty. Podobné studie mají význam pro pochopení struktury velikých planet, jako např.Jupiter, v jejichž nitru jsou atomy vystavené podobným tlakům.

Nový zdroj pozitronů

14.3.2009

Foukáním tabákového dýmu do vody zlato sice nevzniká, ale ozařováním zlata silným laserovým paprskem vznikají pozitrony. Zjistil to Hui Chen a Scott Wilks se spolupracovníky z kalifornské Lawrence Livermore National Laboratory. Jde o tak účinný proces, že by mohl posloužit jako zdroj pozitronů pro výzkumné účely. Dopadající pikosekundový laserový puls o intenzitě 1016W/m2 vytvoří nejprve oblak plazmy na povrchu zlatého terčíku. Do něj rovněž vtlačí elektrony z plazmatu, které zbrzdí interakce s atomovými jádry zlata, přičemž vzniká gama záření. Jeho interakcí s dalšími jádry zlata vznikají pozitrony o energii v milionech elektronvoltů. Hovoříme o Betheho-Heitlerově procesu. Zařízení zhotovené na tomto principu by mohlo zaplnit mezeru mezi dosavadními zdroji pozitronu. Potřebujeme-li pozitrony o nízké energii v tisících elektronvoltů, např. pro pozitronovou emisní tomografii, získáme je radioaktivním rozpadem vhodných radioaktivních izotopů (např uhlík-11, draslík-40, dusík-13, kyslík-15, fluor-18 a jód-121). Pozitrony o energii miliard elektronvoltů produkují urychlovače.

Genom neandertálců

14.3.2009

Úplný genom neandertálce starého 38 000 let byl nyní sekvenován německými genetiky na Max-Planckově ústavu evoluční antropologie v Lipsku. Detailní údaje z předběžné analýzy byly zveřejněny na konferenci American Association for the Advancement of Science v Chicagu, která začala 12. února. Jak moderní Homo sapiens tak neandertálci žili společně od doby před 400 000 lety až do období před 30 000 lety, kdy neandertálci vyhynuli. Bude jistě poučné srovnat oba genomy.

12.5.2013: Sekvence celého genomu Neandrtálců byla získána z kosti palce nohy ze střední Sibiře. Pracovníci z Max-Planckova ústavu evoluční antropologie v Lipsku připravili genomovou sekvenci 50krát dokonalejší než sekvence publikovaná v roce 2010. Pomůže to při mapování evolučního procesu Neandrtálců, Denisovanů i moderních lidí.

Umělá fotosyntéza

12.3.2009

Chemici Heinz Frei a Feng Jiao z Lawrence Berkeley National Laboratory připravili v pórech oxidu křemičitého krystaly oxidu kobaltnato kobaltitého Co3O4 nanometrových rozměrů. Po aktivaci světlem katalyzuje reakci vody a oxidu uhličitého na organické látky, přičemž se uvolňuje kyslík. Jde o obdobu fotosyntézy, jaká probíhá v zelených rostlinách. Nová technologie by mohla umožnit jednak výrobu paliv, jednak odstraňovat oxidu uhličitý ze vzduchu. Je zajímavé, že při zmenšení rozměrů krystalků oxidu kobaltnato kobaltitého z mikrometrových rozměrů na nanometrové jejich katalytická aktivita vzroste o více než tisícinásobek. Nejvíce se osvědčili krystalky o délce 50 nm vyrostlé v pórech o průměru 8 nm.

Struktura polysomů

11.3.2009

Polysomy jsou shluky ribosomů, které přečítají identickou informaci mRNA. Pracovníci z Max-Planckova ústavu v Martinsriedu použili kryoelektronové tomografie, aby ukázali, že ribosomy jsou umístěny v polysomu většinou v helikálním uspořádání, takže výchozí tunely jsou od sebe vzdáleny, čímž se zabraňuje tomu, aby se vznikající polypeptidy na sebe lepily.

Pavel 13.3.2009: Life is beautiful!

Mikrobní život bez buněčných stěn

11.3.2009

Bakterie potřebují buněčnou stěnu jako ochranu před fyzikální i chemickou agresí i proti osmotickému šoku. Avšak byly pozorovány L-buňky, zřejmě bez stěny, u některých bakterií, které se tak vyhýbají imunitní odpovědi. L-Buňky se velmi těžko kultivují; to by se však mohlo změnit vývojem geneticky manipulovatelných L-buněk z běžné bakterie Bacillus subtilis. Bylo to umožněno mutací jediného genu britskými vědci. Tyto buňky se množí bez stěn tak, že vytlačují cytoplasmu přes buněčnou membránu a tvoří tak vícenásobné potomstvo v jediném kroku.

Skládáné integrované obvody

10.3.2009
Elektronovým mikroskopem pořízený snímek skládaných struktur zhotovených novou technologií (foto Nader Shaar)

Se skutečně novou metodou výroby integrovaných obvodů přišel tým doc. George Barbastathise z MIT (Massachusetts Institute of Technology). Rovinné struktury vytvořené standardními litografickými technikami skládají do třírozměrných útvarů obdobně jako skládáme papír. Místa ohybu bombardují heliovými ionty, které poruší strukturu materiálu natolik, že po uvolnění od podložky se samovolně ohne. Magnetické pole jim pomáhá při dosažení žádaného tvaru, který rovněž mohou fixovat termoplastickým polymerem. Popsaná technologie zatím funguje pro křemík, nitrid křemičitý a některé polymery. Foto Nader Shaar.

Tisková zpráva AV ČR

10.3.2009
logo AV ČR

Akademie věd ČR spolupracuje na evropském projektu PATHOMILK – biosenzorickém systému umožňujícím rychlou detekci patogenních bakterií v mléce

Cílem projektu PATHOMILK financovaného Evropskou komisí je vyvinout biosenzorický systém umožňující rychlou detekci patogenních bakterií v mléce. Při příležitosti setkání konsorcia projektu PATHOMILK v Praze v úterý 10. března 2009, se uskutečnila ve 14.00 v hotelu Pyramida tisková konference, která představila projekt PATHOMILK veřejnosti.

Na projektu spolupracuje 22 partnerů – výzkumných institucí, podniků a asociací ze Španělska, Itálie, Portugalska, Velké Británie, Kypru, Maďarska, Slovenska a České republiky. Českou republiku v konsorciu PATHOMILK zastupují Ústav fotoniky a elektroniky AV ČR, v.v. i. (ÚFE AV ČR) a firma MILCOM a.s.

Detekční technologie vyvíjená v rámci projektu PATHOMILK kombinuje nový optický biosenzor založený na rezonanci povrchových plazmonů (vyvinutý v Ústavu fotoniky a elektroniky AV ČR) s vybranými sekvencemi DNA pro přímou detekci úseků nukleových kyselin identifikujících vybrané patogenní bakterie.

Projekt PATHOMILK je zaměřen především na detekci bakteriálních původců infekčních onemocnění mléčného skotu (např. mastitidy) s cílem rychle a efektivně umožnit diagnostikovat choroby skotu, a zamezit tak ztrátám v produkci mléka a přispět ke zvyšování kvality a bezpečnosti potravinářských výrobků.

Vyvíjenou detekční technologii je možné rozšířit na detekci celé řady dalších patogenů a potenciálně ji využít v oblastech, jako jsou kontrola potravin, biotechnologie, zemědělství, zdravotnictví a ochrana před biologickým terorismem.

Akumulátor z taveniny

9.3.2009
schéma taveninového akumulátoru

Velmi zajímavý akumulátor, který může najít uplatnění při skladování elektřiny, vynalezl tým prof. Donalda Sadowaye z MIT (Massachusetts Institute of Technology). Tvoří ho tři nemísitelné vrstvy taveniny, které se výrazně liší hustotou. Dole se nachází elektroda z roztaveného antimonu, nad ní sulfid sodný s rozpuštěným antimonidem hořečnatým Mg3Sb2 a úplně nahoře nejlehčí vrstva tekutého hořčíku jako druhá elektroda. Při nabíjení se hořečnaté ionty z elektrolytu redukují na kovový hořčík, jež díky své lehkosti stoupá vzhůru. Antimonidové aniony se oxidují na kovový antimon, který klesá dolů. Elektrolytu ubývá a elektrody narůstají. Při vybíjení probíhají reakce přesně opačně, přibývá elektrolytu a ubývá elektrod. Schéma vidíme na obrázku. Velkou výhodou nového zařízení je, že pracuje s proudovými hustotami asi desetkrát většími než současné typy akumulátorů. Díky důvtipné konstrukci založené na rozdílu hustot je velmi stabilní a jeho výroba není obtížná. Rovněž nedochází k opotřebení během cyklů, protože kapalina žádnou strukturu nemá a nemůžeme ji tedy poškodit. Vynálezce předpokládá, že do pěti let bude jeho produkt na trhu.

28.12.2014: Snížit pracovní teplotu akumulátoru ze 700oC na 450oC se jeho tvůrcům podařilo tak, že hořčík nahradili lithiem a antimon slitinou antimonu a olova.

24.3.2016: Další zajímavý akumulátor vyvinutý prof. Sadowayem a jeho kolegy z MIT tvoří elektrody jednak z taveniny vápníků a hořčíku v různých poměrech, jednak z bismutu nebo antimonu. Jako elektrolyt slouží roztavená směs chloridu lithného LiCl a chloridu vápenatého CaCl2.

Jak nás ohrožují mobily

8.3.2009

Mobilní telefony nás mohou ohrožovat ani ne tak svým zářením, nýbrž jako rezervoáry infekčních bakterií. Fatma Ulger se svým týmem z turecké Ondokuz Mayis University studoval mobilní telefony nemocničního personálu. Nalezli překvapivé množství nejrůznějších nebezpečných bakterií, včetně velmi virulentního mikroorganismu Staphylococcus aureus, který se vyznačuje velkou odolností proti antibiotikům. Zjištěné skutečnosti se nemusí týkat pouze nemocnic v Turecku. Ruku na srdce – kdy jste naposled čistili svůj mobilní telefon?

Nejstarší vesmírné snímky Země

7.3.2009
foto NASA

Velmi zajímavý snímek Země z výšky více než 160 km zveřejnila NASA. Jde o fotografie pořízené 7.března 1947 při letu trofejní německé rakety V-2 odpálené ve Spojených státech. Foto NASA.

Palmový biodiesel

7.3.2009

Společnost Neste Oil staví v Singapuru rafinerii na výrobu biodieselového paliva z rostlinných olejů a živočišných tuků. Nákladem 776 milionů dolarů vyroste největší podnik tohoto typu na světě, který ročně vyprodukuje 800.000 tun biodieselu. Sousední Malajsie a Indonésie patří k předním světovým producentům surového palmového oleje, jež představuje nejdůležitější surovinu pro singapurskou rafinerii. Přestože cena biodieselu je zhruba o 10% vyšší než motorové nafty, o odbyt se investor neobává. Palivo bude určeno především pro evropské trhy, i když své zákazníky si najde nejspíš i v Jižní Koreji a Japonsku. Obdobnou rafinerii staví společnost Neste Oil i v Rotterdamu.

Nejstarší mnohobuněční živočichové

6.3.2009
struktura 24-isopropylcholestanu

Chemické zkameněliny objevené v usazeninách v Ománu poskytují důkazy o nejranějších vícebuněčných organismech. Fosilní steroidy 24-isopropylcholestany charakteristické pro houby třídy Desmospongiae (rohovití) jsou nejméně 635 milionů let staré a pocházejí z období marionanského zalednění, posledního z velkých ledových dob svrchního proterozoika. Naznačuje to, že voda v některých mělkých mořích obsahovala dost kyslíku pro vícebuněčné organismy nejméně o 100 milionů let dříve, než došlo k prudkému rozmnožení bilaterálních živočichů během kambrijské vývojové exploze.

Tisková zpráva AV ČR

5.3.2009
logo AV ČR

Objev vědců z Ústavu experimentální botaniky AV ČR pomůže lépe pochopit klíčové děje při rozmnožování rostlin.

Vědci z Ústavu experimentální botaniky Akademie věd ČR, v. v. i., a dalších českých institucí popsali složení speciálních částic, které jsou důležité pro rychlý růst pylových láček. Láčky vyrůstají z pylových zrn po opylení květu a zprostředkují oplodnění vajíčka. Výzkum ukázal, že studované částice hrají mnohem významnější roli, než se biologové dosud domnívali: zřejmě zajišťují tvorbu i další úpravy bílkovin a jejich přesné umístění uvnitř láčky. Molekulární útvary se srovnatelnými funkcemi byly zatím nalezeny pouze v nervových buňkách živočichů. Objev pomůže lépe pochopit klíčové děje při rozmnožování rostlin.

Kvetoucí rostliny nemají pohyblivé pohlavní buňky, jako jsou spermie živočichů. Jejich oplození probíhá jinak: na bliznu květu dopadne pylové zrno a z něj vyroste vláknitý útvar zvaný láčka. Ta proroste k vajíčku a dopraví do něj samčí pohlavní buňky. Každý květ je opylen mnoha pylovými zrny. Jen pohlavní buňky v nejrychleji se prodlužujících láčkách mají šanci oplodnit vajíčka. Pylová zrna se proto na svůj „dostih“ připravují v předstihu a některé potřebné látky vyrábějí do zásoby.

Důležité stavební kameny pro růst láček představují bílkoviny. Instrukce pro sestavení konkrétní bílkoviny jsou uloženy v příslušném genu, což je úsek DNA v buněčném jádře. Informace z DNA je „kopírována“ do molekuly zvané mRNA, která má funkci jakéhosi poslíčka: putuje ven z jádra a na útvarech nazývaných ribozomy se pak podle ní vytvářejí molekuly dané bílkoviny.

dlouho je známo, že během zrání pylových zrn se hromadí některé druhy mRNA, které se shlukují s dalšími biologickými molekulami do speciálních částic. Ty jsou v buňce uskladněny a k produkci bílkovin použity teprve po dopadu pylu na bliznu. Předem připravená zásoba meziproduktu (mRNA) výrazně urychluje tvorbu bílkovin, a tím i růst pylové láčky. Asi jako když chcete ušetřit čas a večeři uvaříte z polotovarů místo z čerstvých surovin.

Částice obsahující takto skladovanou mRNA byly nalezeny rovněž v dalších typech rostlinných i živočišných buněk. Jejich přesné složení a funkce v pylu však zatím nebyly známy. Až nyní je objasnili badatelé z Ústavu experimentální botaniky Akademie věd ČR, v. v. i. (ÚEB), za přispění kolegů zejména z Univerzity Karlovy v Praze.

Vědci nejprve izolovali částice z pylu a láček tabáku. Pak moderními postupy molekulární biologie a chemické analýzy identifikovali jejich složky. Nalezli stavební komponenty ribozomů, různé molekuly mRNA a celkově přes sto druhů bílkovin. Biochemické funkce objevených bílkovin pomohly určit, jaké jsou role částic v buňkách. „Původně se předpokládalo, že slouží výhradně ke skladování mRNA, případně k její dopravě, třeba do špičky rostoucí láčky. My jsme však zjistili, že přímo v nich se patrně také vytvářejí a dále upravují molekuly bílkovin – a to v přesně určených časech a místech uvnitř buňky,“ shrnuje jeden z hlavních autorů, David Honys z ÚEB.

Studované částice tedy nejsou molekulární analogií pouhého nákladního auta převážejícího stavební materiál. Lze je spíše přirovnat k firmě dodávající stavby na klíč, která si přiveze materiál i řemeslníky a všechny práce provede na stanoveném místě v dohodnutém termínu. Částice obsahující mRNA a fungující na tomto principu byly zatím objeveny pouze v živočišných nervových buňkách. U rostlin je čeští vědci popsali jako první na světě. Výsledky byly publikovány online v časopise Journal of Proteome Research.

Opylení je podmínkou pro vznik semen, a tedy rozmnožování semenných rostlin. Přesná znalost procesů spojených s růstem pylové láčky může proto v budoucnu vést k praktickým aplikacím, jež pomohou zemědělcům nebo pěstitelům okrasných rostlin. Lze spekulovat i o dalších eventualitách. „Objevili jsme vlastně jakousi specializovanou továrničku na bílkoviny. Až o ní zjistíme více informací, dala by se možná využít k cílené produkci některých bílkovin, zajímavých například pro medicínu. Uvidíme, co přinese další výzkum,“ říká doktor Honys.

Nářečí uvnitř živočišných druhů

5.3.2009
kosman zakrslý (Callithrix pygmaea), převzato z wikipedia.org pod licencí Creative Commons 2, foto Wilfried Berns

Pracovníci univerzity v ekvadorském Quitu a wisconsinském Madisonu oznámili v letošním American Journal of Primatology, že malé opičky kosmani zakrslí (Callithrix pygmaea) se dorozumívají zvuky, které se liší trvale oblast od oblasti. Jde tak o první případ kromě druhu Homo sapiens, že se uvnitř živočišného druhu vyskytují provinční dialekty.

Octem proti kontaminaci

4.3.2009

Pouhé okyselení půdy může snížit nebezpečí zemin kontaminovaných chromem, které se objevuje pod kovohutěmi, textilkami a kožedělnými provozy. Britský tým vedený Dougem Stewartem a Ianem Burkem z University of Leeds zjistil, že zvýšení kyselosti kontaminovaných zemin mění složení půdních bakterií a objeví se kmeny, které váží ionty chromu do netoxického komplexu. Znečištěné území stačí důkladně zalévat octem.

Jak se mořské mikroorganismy vyrovnávají s nedostatkem životně důležitých látek

4.3.2009
logo AV ČR

Tisková zpráva AV ČR: Oceány nás stále fascinují svým bohatstvím a rozmanitostí života. Základem mořských potravních sítí jsou jednobuněčné řasy a sinice zvané fytoplankton, které vytvářejí potravu pro všechny ostatní organismy. Co ale určuje růst mořského fytoplanktonu, není zcela jasné. Mořští biologové jsou v této otázce rozděleni na dva hlavní tábory. Jedna skupina považuje za hlavní živinu určující množství života v oceánech vázaný dusík, druhá skupina předpokládá, že hlavním limitujícím prvkem v oceánu je fosfor.

Studie uveřejněná ve čtvrtek 5. března 2009 v časopise Nature přináší do této problematiky zcela nový pohled. Mezinárodní vědecký tým složený z amerických, francouzských a českých vědců se zaměřil na dvě oblasti světového oceánu velmi chudé na živiny; Sargasové moře a oblast jižního Pacifiku mezi Velikonočním ostrovem a pobřežím Chile. K velkému překvapení vědců se ukázalo, že mikroorganismy odebrané v těchto dvou oblastech vykazují zcela odlišné lipidové složení. Zatímco vzorky z jižního Tichomoří obsahovaly poměrně běžné formy fosfolipidů, fytoplankton odebraný v Sargasovém moři vykazoval značné množství neobvyklých forem lipidů neobsahujících fosfor. Organismy žijící v Sargasovém moři se tvorbou těchto náhražkových lipidů zřejmě vypořádávají s velmi omezeným přísunem fosforu, který potřebují především pro syntézu DNA.

Podle Michala Koblížka z Mikrobiologického ústavu AV ČR, v. v .i., v Třeboni získané výsledky jasně dokazují, že jsou různé oblasti světového oceánu limitovány odlišnými živinami. V jižním Tichomoří je rozvoj fytoplanktonu omezen přísunem vázaného dusíku, kdežto v Sargasovém moři je nedostatek fosforu. Vytváření náhražkových „bezfosforových“ forem lipidů navíc představuje zajímavý příklad evoluční adaptace, kterou se mořské organismy přizpůsobily velmi obtížným podmínkám volného oceánu.

Klimatizační detaily

3.3.2009

Výzkumy prováděné experty z Lawrence Berkeley National Laboratory dávají za pravdu známé pravdě, že klimatizovat naplno se nevyplácí. Mark Mendell a Anna Mirer analyzovali údaje z 95 budov na území celých Spojených států. Kromě jiného potvrdili dávnou známou pravdu, že leckdy klimatizace v létě ochlazuje vnitřek budov na nižší teplotu, než na jakou jsou v zimě vytápěny, v průměru o 0,5 stupně Celsia. Pomineme-li energetické ztráty, ochlazování budov na teplotu nižší než 23 stupňů Celsia vede ke zdravotním potížím lidí, kteří se dlouhodobě zdržují uvnitř.

Pan Ondřej Císler 3.3.2009: to jsou mi ale podivné detaily - co je to "klimatizování naplno"? je to tehdy, když správce domu nepřijde v pravý čas ke klimatizaci a neotočí ovládacím knoflíkem ve správném směru? Je to tedy podobně špatné, jako když se příliš topí, nebo je problém v topení a klimatizaci obecně, v tom že se instalují?

akademon.cz 4.3.2009: Klimatizovat naplno znamená využívat instalovaný výkon klimatizace bez ohledu na vnější teplotu. Problém představuje klimatizovaní na příliš nízké teploty. Ovládání klimatizace ve velkých objektech není jen o pootočení regulátoru, ale o správném nastavení řady parametrů celého systému.

Abnormality v membránovém kardiolipinu

3.3.2009
struktura kardiolipinu

Před 75 lety publikoval Otto Warburg myšlenku, že rakovina je dána nevratným poškozením mitochondriálního dýchání. Dlouho se však o této tézi neuvažovalo, až v nedávném čísle časopisu Journal of Lipid Research se objevily důkazy o tom, že fosfolipid kardiolipin, který se vyskytuje téměř výlučně ve vnitřní mitochondriální membráně a udržuje její integritu, je pozměněn v řadě rakovinných onemocnění a nedosahuje tam konečné strukturní formy. Abnormality v nádorové tkáni byly též spojeny s transportem elektronů v mitrochondriích a zdá se tedy, že existuje spojení mezi mitochondriálními defekty a rakovinou.

Točíme se rychleji

2.3.2009

Mark Reid se svým týmem z Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics pomocí teleskopů rozmístěných od Havajských ostrovů po Karibik pečlivě proměřili polohu 16 jasných objektů vzdálených až 20.000 světelných let. Zjistili, že Sluneční soustava rotuje kolem centra naší Galaxie o 15% rychleji než ukázala předchozí měření, tedy rychlosti 250 km/s. Znamená to rovněž, že hmotnost naší galaxie je přibližně o 50% větší, než jsme se domnívali.

Kvantová teleportace na 1 m

1.3.2009

Tým fyziků z University of Maryland a University of Michigan vedený Christopherem Monroem za finančního přispění National Science Foundation uspěl v kvantové teleportaci informace na vzdálenost jednoho metru. Ionty yterbia drželi v magnetických pastech za extrémně nízké teploty v nejnižším energetickém stavu ve dvou oddělených vakuových komorách jeden metr vzdálených. Pomocí impulsu mikrovlnného záření byl nepatrně pozměněn kvantový stav jednoho z nich. Do stavu kvantové provázanosti přivedli ionty yterbia v obou komorách pomocí vhodně polarizovaných a vyladěných laserových impulsů. Přečtení informace z jednoho atomu pak kvůli jejich kvantové provázanosti vyvolá odpovídající změnu na druhém. K úspěšné teleportaci však došlo jen pětkrát během každé miliardy pokusů. Vzhledem k rychlosti světelných pulzů proběhlo během každé sekundy několik desítek tisíc jednotlivých experimentů, takže na úspěšnou teleportaci nebylo třeba čekat příliš dlouho. Prof.Monroe se nicméně domnívá, že některá úspěšná provedení jim unikla kvůli nedostatkům aparatury.

Diskuse/Aktualizace