Co nového v N2O-reduktáze?

30.9.2011

Oxid dusný (N2O) tvořený jak přírodními tak antropogenními procesy je důležitým skleníkovým plynem díky své schopnosti zachycovat teplo. Některé bakterie využívají N2O-reduktázu k přeměně N2O na dvouatomový dusík N2. Nyní byla rentgenovou analýzou zjištěna krystalická struktura N2OR z bakterie Pseudomonas stutzeri v přítomnosti N2O a v nepřítomnosti O2. Ukázal se význam skupiny Cu-S v místě vazby substrátu a v interakci N2O s touto kovovou skupinou.

Příbuznost mezi Jenisejskými a Aljašskými jazyky

29.9.2011
Jazyky Na-Dene v Severní Americe, obr. Roberta Bloom, Wikimedia Commons, licence Creative Commons Attribution 2.0 Generic.

Zkoumání vztahů mezi nějakými 7000 světovými jazyky probíhá intzenzivně od poloviny minulého století a přináší některé pozoruhodné poznatky, stejně jako stále nepoznanou vazbu některých jazyků na okolní svět (například baskičtina). V posledních letech se prokázala pozoruhodná podobnost mezi takovými jenisejskými jazyky, zejména ketštinou, kterou dnes hovoří sotva 200 lidí podél horního Jeniseje na Sibiři, a jazyky Na-Denskými, zejména jazyky Tlingit, Eyak a Athabaskan, vyskytujícími se hojně na Aljašce a v severozápadní Kanadě s výběžky až do Oregonu a Kalifornie. Podle všech ukazatelů k oddělení skupin muselo dojít nejméně před 12 000 lety a zůstává otázkou, kterým směrem došlo k jejich oddělení o současných 5200 km. Většina vědců se přiklání ke směru od Jeniseje na Aljašku. Samozřejmě že stovky dalších „amerických“ jazyků zůstávají záhadou co do jejich původu.Na obrázku vidíme rozšíření jazyků Na-Dene v Severní Americe. Vyhotoveno na základě mapy od Roberty Bloom.

Účinné fotovoltaické články z ferroelektrik

28.9.2011
Schema znázorňuje průběh napětí v závislosti na rozhraní domén ve ferroelektrickém materiálu

Použijeme-li pro konstrukci fotovoltaických článků ferroelektrických materiálů místo dosud běžně užívaných polovodičů, můžeme dosáhnout vyššího napětí a tím i vyššího výkonu. Mechanismem fotovoltaického jevu v oxidu železito bizmutitém se zabývá tým expertů z Lawrence Berkeley National Laboratory a University of California v Berkeley pod vedením Joela Agera. Připravili si tenký film tohoto materiálu s pravidelně se střídajícími doménami (mikroskopické oblasti se shodnou polarizací). K separaci náboje po dopadu fotonu dochází na každém rozhraní domén, takže takto vzniklá napětí se sčítají. Silnější elektrické pole uvnitř materiálu rovněž lépe zabraňuje rekombinaci vznikajících párů elektron –díra, čímž účinnost rovněž narůstá.

Čtenář nuclear 7.10.2011: existují fotopanely, vyrobené z pyritu. Umějí dokonce pohlcovat kromě světla i IR a UV záření. Vyvinula je nějaká soukromá firma, bylo pouze nutné zvládnout obrábění laserem tak, aby vyryl drážky do každé linky pyritu. Při dnešní dostupnosti jak laserových zařízení tak pyritu by teoreticky nemělo nic bránit jejich levné výrobě.

akademon.cz 12.10.2011: O možném využití pyritu jako materiálu pro výrobu fotovoltaických článků jsme v akademonu psali již 22.2.2009. Nicméně v tomto případě se využívá standardního fotovoltaického jevu. Výhodou pyritu je jeho nízká cena ve srovnání s křemíkem nebo arsenidem galitým, nevýhodou nižší účinnost. Pyrit není ferroelektrický materiál a nevytváří domény.

Planeta u dvojhvězdy

27.9.2011

Dosavadní výzkum naznačoval možnost existence planet, které obíhají ne jednu, ale dvě hvězdy. Důkazy ale chyběly. Pomoci údajů z družice Kepler objevil nyní tým vedený Laurancem Doylem z ústavu SETI (Search for Extraterrestrial Intelligence) planetu Kepler-16b. Planeta přibližně velikosti Saturnu oběhne za 229 dní obě hvězdy binárního systému Kepler-16 v souhvězdí Labutě, vzdáleného od nás asi 200 světelných let. Jelikož většina hvězd v naší galaxii jsou dvojhvězdy, jde o důležitý objev: Četnost tvorby planet a možnost života ve vesmíru je zřejmě mnohem vyšší a rozmanitější, než kdyby planety mohly existovat jen kolem jednoduchých hvězd. Planeta Kepler-16b tak konečně empiricky potvrzuje teorii, diskutovanou astronomy po mnohá desetiletí.

Od března 2009 je sonda Kepler první přístroj, schopný ve vesmíru objevit exoplanety (planety mimo naši Sluneční soustavu) velikosti Země pomoci tzv metody tranzitní fotometrie. Rozumíme tím sledování nepatrných poklesů světelnosti hvězdy při přechodu planety před hvězdou při pohledu ze Země nebo z družice. Pomoci opakovaného zaznamenávání sonda Kepler vyhledává exoplanety, přičemž těchto údajů můžeme využít pro určení velikosti planety a doby jejího oběhu. Ze vzdálenosti od hvězdy a její teploty lze určit teplotu planety. Poznáme tak, zdali se nachází v tzv obyvatelné zóně.

Webové stránky švýcarského Astrofotografického centra, působiště autora příspěvku.

Invaze žížal

27.9.2011
Krtek, co žížaly snědl (Enzymix s.r.o.)

Cindy Hale spolu s dalšími ekology z University of Minnesota v Duluthu studuje zajímavý jev v oblasti západně od Velkých jezer. Zdejší půda byla tisíce let bez žížal. Rozklad organické hmoty tu závisel pouze na baktériích a plísních, takže probíhal mnohem pomaleji. Během poslední doby ledové tu všechny žížaly vyhynuly. Nově tuto oblast osídlily až spolu s evropskými kolonisty, kteří je do Nového světa dovezli na svých lodích, v nichž často využívali hlínu jako zátěž.

Tým Roboauta vyhrál soutěž robotů Robotour ve Vídni

26.9.2011
Roboauto

Vozítko Roboauto Quido týmu VUT Brno získalo první místo v soutěži autonomních robotů Robotour ve Vídni, která se konala minulý víkend. Tým Roboauto je sdružení pracovníků VUT Brno a nadšenců robotiky, které spojuje zájem o technologie automatického řízení automobilu. Cílem projektu je vytvoření provozuschopné verze automobilu s plným řízením pomocí počítače. Již 6. ročník soutěže autonomních robotů Robotour se konal v parku Türkenschanzpark ve Vídni v rámci akademické konference RiE 2011. V soutěži bylo přihlášeno 15 týmů z pěti zemí. Úkolem robotů je zcela samostatně dopravit náklad z místa startu do cíle, který je oznámen pouze 10 minut před startem. Roboti používají pouze veřejně dostupné mapy a systém GPS.

Více o soutěži na stránkách jejího rakouského organizátora.

Pravěké spojení sever-jih

25.9.2011

Před miliardou let byla Antarktida zřejmě spojena se Severní Amerikou v tehdejším superkontinentu zvaném Rodinie. Prokázala to analýza hornin přibližně 1,1 miliardu let starých z východní Antarktidy a severního Michiganu a Texasu. Obě horniny měly totéž složení izotopů olova.

Svižná neutrina

24.9.2011
Nákres experimentu s neutriny (obr. CERN)

Od roku 2006 se fyzikové v CERNu zabývají studiem se vzájemné přeměny jednotlivých typů neutrin při průchodu hmotou. Do laboratoří v 732 km vzdáleném italském Gran Sassu skrz zemskou kůru vyslali již miliardy neutrin, která bez potíží procházejí hmotou, takže pro ně není třeba razit žádné tunely. Z celkového počtu miliard vyslaných neutrin 16.000 jich dorazilo o 60 nanosekund dříve, než by měly. To by však znamenalo, že překročila rychlost pohybu světla ve vakuu. Zatím není zřejmé, zdali jde o neočekávanou chybu měření (ty běžné se zatím podařilo vyloučit) nebo významný vědecký objev.

V podzemních italských Laboratori Nationali dle Gran Sasso studuje v současnosti 750 vědců z 22 zemí fyziku částic. Nacházejí se asi 120 km od Říma ve třech velkých halách vedle 10 km dlouhého tunelu dálnice A24 pod horou Gran Sasso. Každá z nich je přibližně 100 m dlouhá, 20 m široká a 18 m vysoká. Překrývá je 1400 m vysoký skalní masiv. Na úbočí hory rovněž leží hotel, ze kterého německé komando vedené Otto Skorzenym v září 1943 vysvobodilo zadržovaného italského diktátora Mussoliniho. Obr.CERN.

akademon.cz 17.3.2012: Při opakovaném experimentu se tento jev znovu pozorovat nepodařilo, zřejmě šlo o neidentifikovanou experimentální chybu.

Objev nového genu

24.9.2011

Tisková zpráva Ústav dědičných metabolických poruch 1. LF UK a VFN: Kufsova choroba patří do širší skupiny neuronálních ceroidních lipofuscinos – závažných onemocnění mozku. Onemocnění je pojmenováno podle německého neuropatologa Hugo Kufse, který jej poprvé popsal v roce 1925 a je způsobeno vytvářením a postupným střádáním proteinolipidových struktur – ceroidlipofuscinu - v neuronech mozku, což má za následek jejich postupnou destrukci a ztrátu funkce. Na rozdíl od ostatních neuronálních lipofuscinos, které jsou dědičné autosomálně recesivně (tj. pravděpodobnost onemocnění u každého dalšího sourozence postiženého jedince je 25 %) a projevují se zejména v novorozeneckém či dětském věku fatálním průběhem, je Kufsova choroba dědičná autosomálně dominantně (tj. pravděpodobnost onemocnění u každého dalšího potomka postiženého jedince je 50 %) a projevuje se až ve 3. dekádě věku u předtím zcela zdravých jedinců. Mechanismus dědičnosti a pozdní nástup prvních klinických příznaků onemocnění tak vede k situaci, kdy se neurologické postižení postupně vyskytuje u řady příbuzných z postižené rodiny. Protože doposud neexistovala žádná klinická a biochemická metoda, která by umožnila diagnosu Kufsovy choroby před nástupem klinických obtíží, usilovala řada genetických pracovišť na světě o nalezení kauzálního genu a mutací.

Ing. Stanislav Kmoch, CSc. oznámil, že jeho výzkumný tým z Ústavu dědičných metabolických poruch, 1. lékařské fakulty Univerzity Karlovy v Praze, objevil v několika rodinách s Kufsovou mutace v genu DNAJC5, který koduje protein CSPalfa. CSPalfa (cystein-string protein alfa) je protein, který se podílí na správném přenosu chemických signálů mezi neurony v mozku a zároveň napomáhá přesnému prostorovému uspořádání celé řady proteinů v neuronech. Další výzkum skupiny Ing.Kmocha prováděný na úrovni postižených tkání a tkáňových kultur prokázal, že nalezené mutace porušují správnou strukturu proteinu, vedou k nevratné interakci mutovaného proteinu s normálním CSPalfa a k degradaci nenormálního proteinového agregátu. Ztráta funkce CSPalfa tak postupně vede k poruše přenosu chemických signálů v mozku, špatnému prostorovému uspořádávání celé řady dalších proteinů a následnému vytváření a střádání charakteristického ceroidlipofuscinu v neuronech a vzniku klinických příznaků onemocnění – epilepsii, postižení kognitivních funkcí, poruchám chování a postupnému progresivnímu neurologickému postižení.

Studie trvala více než 3 roky a k úspěšnému výsledku dovedla výzkumníky kombinace širokého spektra moderních genomických metod, včetně využití nového přístroje umožňujícího sekvenování genomu člověka. Studie byla provedena na vzorcích DNA a tkáních dodaných do České republiky mezinárodním konsorciem RNGC („Rare neuronal ceroid lipofuscinosis gene consortium“), které shromažduje vzorky pro výzkum neznámých forem neuronálních ceroid-lipofuscinos z celého světa. Na provedení studie, ve které bylo použito více než 20 různých (mnohdy unikátních) experimentálních metod, se podíleli především studenti postgraduálního studia Lenka Nosková a Viktor Stránecký a další molekulární genetici, klinici, biochemici a patologové Ústavu dědičných metabolických poruch. Výsledky studie byly publikovány v posledním čísle vysoce uznávaného časopisu The American Journal of Human Genetics.

Aktuální výzkum skupiny je v současnosti zaměřen na hledání dalších genů podmiňujících Kufsovu chorobu v rodinách, u kterých nebyla nalezena mutace v genu DNAJC5. K tomuto cíli je využíváno zejména technologie genomového sekvenování, která byla na pracovišti zavedena. Prezentovaná studie dokumentuje význam základního lékařského výzkumu, kdy studium nejasného geneticky podmíněného onemocnění vede nejen k pochopení vlastní příčiny onemocnění, ale zároveň prohlubuje znalosti o základních biologických funkcích příslušného proteinu a biologických mechanismech vedoucích ke klinickým projevům. Po předchozích objevech genů podmiňujících oční kataraktu, střádací lyzozomální onemocnění (mukopolysacharidozu typu IIIC), závažného mitochondriálního onemocnění s neurologickým postižením a dědičného onemocnění ledvin je to v krátké době již pátý onemocnění podmiňující gen objevený touto skupinou.

Finanční podporu pro úspěšně dokončenou studii poskytlo Ministerstva školství České Republiky v rámci institucionálních programů: Výzkumný záměr “Molekulární biologie a patologie buňky za normy a u vybraných klinicky závažných procesů” a „Centrum aplikované genomiky“. Lze jen doufat, že nový systém podpory výzkumu, který má začít fungovat od ledna příštího roku umožní výzkumnému týmu dále využívat svých zkušeností a unikátních možností metod analýzy genomu v řadě dalších biomedicínských projektů.

Změna struktury hemoglobinu

23.9.2011
Struktura aktivního centra hemoglobinu s navázanou molekulou kyslíku. Místo ní se silnějí může vázat molekula oxidu uhelnatého. Železo při všech těchto procesech zůstává jako železnatý kation.

Oxid uhelnatý je velmi jedovatý plyn, protože reaguje s krevním barvivem hemoglobinem, které přenáší kyslík v těle. Vzniká karboxyhemoglobin, který je 300 x stabilnější. Nemůže dojít ke vzniku komplexu hemoglobinu s kyslíkem, ten nepronikne do tkání a organismus hyne udušením. Nicméně se ukazuje, že i oxid uhelnatý by mohl hrát nějakou fyziologickou roli (akademon.cz 5.2.2003, 29.7.2005). Nasvědčuje tomu i práce prof. Nigela Scruttona, který se svými kolegy z University of Manchester a dalšími spolupracovníky z University of Liverpool a Eastern Oregon University zjistil, že s vynaložením velkého množství energie se může struktura hemoglobinu změnit tak, že nevytváří komplex s oxidem uhelnatým.

Nové postupy chemické syntézy

22.9.2011

Prof. Mas Subramanian se svými kolegy z Oregon State University nalezl nový způsob přípravy materiálu se strukturou indiem dopovaného minerálu skutteruditu o složení CoSb3. Vzhledem k vynikajícím termoelektrickým vlastnostem jde o velmi nadějné látky pro výrobu elektřiny z odpadního tepla. K počátečnímu ohřevu výchozích sloučenin využívají mikrovlnného záření, které rychle umožní dosáhnout vysoké teploty. Doba přípravy se ze tří dnů zkrátí na méně než jeden den.

Řidičák pro robota

21.9.2011
Robotické auto pojmenované MadeInGermany v ulicích Berlína (foto Claudia Heinstein)

Robotický Volkswagen Passat vozil své tvůrce z Freie Universität Berlin ulicemi německého hlavního města za plného provozu, aniž by museli zasáhnout do jeho řízení. GPS určuje jeho pozici, po trojici laserů vpředu i vzadu sledují okolí a měří vzdálenost k překážkám. Doplňuje je laserový skener na střeše, který sleduje okolí v úhlu 360 stupňů. Černobílé kamery vpředu a vzadu sledují vodorovné dopravní značení, barevné semafory. Počítač na základě vyhodnocení situace přidává plyn, brzdí a otáčí volantem. Auto vzniklo v laboratoři AutoNOMOs Labs v týmu prof. Raula Rojase a jako první robot získalo oprávnění se pohybovat po veřejných komunikacích. Od prvních závodu robotických aut v roce 2004 (akademon.cz 9.3.2004,25.3.2004) se podařilo urazit opravdu velký kus cesty. Na obrázku vidíme robotické auto pojmenované MadeInGermany při projížďce v ulicích Berlína (foto Claudia Heinstein).

Grafen v grafenu

20.9.2011
Zeshora dolů: Grafenová bublina v optickém mikroskopu. Interferenční Newtonovy proužky jsou zřetelně rozpoznatelné. Trojúhelníková (uprostřed) a kruhová (dole) bublina zobrazená AFM mikroskopem, obr.Appl. Phys. Lett.

Doc. Alexandr Talyzin se svým týmem ze švédské Umea universitet ve spolupráci se skupinou prof.Eska Kauppinena z finské Aaltovy univerzity (Aalto yliopisto) připravili uvnitř jednovrstevné uhlíkové nanotrubice plátek grafenu. Získali ho polymerací polyaromatických sloučenin jako koronen nebo perylen v jejím nitru. Důležitost experimentu se projeví, uvědomíme-li si, že grafen či uhlíkové nanotrubice, což není než stočený grafen, můžeme připravit jako vodivé nebo polovodivé. Obě vlastnosti lze takto kombinovat v jediné částici.

Prof. Andrei N. Khlobystov z britské University of Nottingham ve spolupráci s řadou jiných odborníků popsal působení atomů rhenia na uhlíkové nanotrubice zevnitř. Při jeho zavedení vznikají různé deformace a poruchy, které můžeme využít k následné chemické modifikaci. Aby dostali atom rhenia do vnitřku uhlíkové nanotrubice, připojili ho nejprve k molekule fullerenu. O ní je známo, že velmi dobře proniká do nitra uhlíkových nanotrubic. Na svém cestě sebou vzala i kovový atom.

Prof. Konstantin Novoselov z Manchester University, který spolu se svým kolegou Andre Geimem obdržel Nobelovu cenu za objevu grafenu (akademon.cz 5.10.2010), nyní pracuje na jeho využití v optice. Připravuje z něj bubliny, které mění svou křivost vlivem elektrického napětí. Protože grafen je průhledný ve viditelném oblasti spektra, daly by se využít jako čočky s nastavitelnou ohniskovou délkou. Na obrázku vidíme seshora dolů grafenovou bublinu v optickém mikroskopu (interferenční Newtonovy proužky jsou zřetelně rozpoznatelné), trojúhelníkovou (uprostřed) a kruhovou (dole) bublinu zobrazenou AFM mikroskopem, obr.Appl. Phys. Lett.

akademon.cz 19.11.2011: Tým vědců Aoyama Gakuin University v japonské Kanagawě připravil magnetický grafen. Prvním krokem je vytvoření pórů. Vyleptali je pomocí hliníkového stínítka s vhodnými otvory. Po vyhřátí na 800 stupňů Celsia nejprve ve vakua a potom ve vodíkové atmosféře se na volné vazby lemující okraje póru navázaly atomy vodíku. Takto upravený grafen má ferromagnetické vlastnosti, což teorie předpovídala již delší dobu.

Laser proti minám

19.9.2011

Prof. Marcos Dantus, se svým týmem z a z jím založené společnosti BioPhotonic Solutions zhotovili zařízení, které za jízdy vyhledá miny nastražené na silnici. Tvoří ho dvojice laserů s detektorem. Oba skenují cestu před jedoucí vozidlem. Jeden pomocí krátkých pulsů excituje molekuly trhaviny, druhý měří jejich rozptylová spektra a rozpoznává je. Jde o velmi důležité zařízení, protože 60% ztrát koaličních vojáků způsobují miny nastražené na cestách. I smrt českého vojáka v květnu u vesnice Salar v afghánské provincii Wardak způsobil výbuch miny, na níž najelo vozidlo, v němž jel. Ze schopnosti Američanů pružně reagovat na nové problémy a nacházet řešení (viz např. akademon.cz 2.12.2010) bychom se mohli přiučit.

Noví hvězdní sousedé

19.9.2011

Pracovníci Leibnizova ústavu biofyziky v Postupimi odkryli dva superchladné hnědé trpaslíky ve vzdálenosti čtyřikrát větší, než je naše nejbližší hvězda Proxima Centauri, okolo 5 parseků. Jsou o málo větší než Jupiter, takže nevykazují dostatečnou hmotnost pro vyvolání fúze (jako na Slunci).

Roztržená molekula

16.9.2011
Schema mechanického rozkladu 1,2,3-triazolu

Christopher Bielawski spolu s dalšími chemiky z University of Texas v Austinu při svých experimentech mechanicky roztrhl molekulu. Pracovali s chemicky dosti stabilním 1,2,3-triazolem, na jehož protilehlé konce navázali polymerní řetězce. Při působení ultrazvukem na celou molekulu působí mechanické síly, které ji natahují tak, až se 1,2,3-triazol rozpadne na acetylen a azid, ze kterých ho za katalýzy měďnatými ionty můžeme připravit.

O tom, že mechanické procesy mohou ovlivňovat chemické reakce, svědčí i práce chemiků z University of Pennsylvania a bioinženýrů z Duke University pod vedením prof. Daniela Hammera. Připravili polymerní měchýřky, do jejichž stěn zabudovali porfyrinové molekuly. Jejich barva závisí na zakřivení stěny měchýřku, tedy na mechanickém napětí, jemuž jsou vystaveny.

23.3.2015: Bohužel musíme konstatovat, že o tomto tématu pojednávají publikace byla stažena, protože se zakládala na nekorektních datech. Na mechanické trhání molekul si budeme muset ještě počkat.

Robobrouk

14.9.2011
Piezoelektrické spirálky na robobroukovi Cotinis nitida z čeledi vrubounovitých (foto Aktakka a kol.)

Na vývoji malých létajících robotů pracují mnohé vývojové týmy již dlouhá léta. V poslední době se ukazuje, že než kompletně sestrojit takového robota by mohlo být výhodnější využít hmyz. Pohyb by řídily elektrody voperované do jeho nervových ganglií a žádané informace o okolí by sbíraly přídavné senzory. Energii by dodávaly malé baterie. Jiný způsob vyvinuli Ethem Erkan Aktakka a Khalil Najafi z University of Michigan spolu se svým kolegou Hanseupem Kimem, který nedávno přesídlil na University of Utah. Zhotovili tři typy piezoelektrických zařízení, které hmyz při svém letu rozkmitá na frekvenci okolo 100 Hz, takže vyrábějí nezbytnou elektřinu. Piezoelektrický hranolek umístěný podélně s hmyzím tělem dodává 11,5 mikroWattu, příčně 7,5 mikroWattu. Nejvýkonnější je pár spirálek položených seshora na hlavohrudi. Vyprodukují 22,5 mikroWattu. Nejde o žádné převratné výkony, baterií much dodávajících máváním svých křídel energii do sítě se asi nedočkáme. Na napájení zařízení pro stimulování hmyzích ganglií to stačí. Letící hmyz bude mít sice práci navíc, zato neponese baterii. Postačí ho před letem pořádně nakrmit. Na obrázku vidíme piezoelektrické spirálky na broukovi Cotinis nitida z čeledi vrubounovitých (foto Aktakka a kol.).

7.1.2012: Jinou cestu zvolili prof. Daniel Scherson, prof. Roy E. Ritzmann , prof. Irene Lee , Michelle Rasmussen a Alan J. Pollack z Case Western Reserve University v ohijském Clevelandu. Sestrojili miniaturní palivový článek, který bude pracovat v tělní dutině hmyzu. Pomocí enzymů nejprve rozštěpí zásobní cukr trehalózu na dvě molekuly glukózy. Za pomocí dalšího enzymu se na elektrodě zoxidují, přičemž se uvolní elektron a vznikne tak elektrický proud.

10.9.2012: Dálkové ovládaného švába sestrojili Tahmid Latif a Alper Bozkurt. Jedince švába syčivého (madagaskarského) Gromphadorhina portentosa vybavili radiovým přijímačem o váze 0,7 g. Vývody z něj napojili na švábova tykadla a párovité přívěsky na zadní části jeho těla. Ty slouží jako smyslový orgán. Zachytí-li pohyb vzduchu, šváb to interpretuje, jako že se ho zezadu cosi snaží ulovit, a rozběhne se vpřed. Signály z tykadel mu zas říkají, že narazil na překážku, takže se zastaví a snaží se ji obejít. Tímto způsobem pomocí radiových vln udrží švába na stanovené trase. Dle autorů by dálkově ovládaní švábi mohli posloužit třeba při vyhledávání lidí v troskách zřícených budov. Zůstává otázkou, zdali v tak prašném prostředí by byli schopni fungovat.

6.12.2014: Svého robobrouka vylepšili Latif s Bozkurtem pomocí přímo napojených mikrofonů, takže běží tam, kde se něco šustne. Při prohledávání zřícených budov by to mohlo být velmi užitečné.

Kabely z uhlíkových nanotrubic

13.9.2011
struktura uhlíkových nanotrubic (obr. Institute of Physics).

Yao Zhao z týmu prof.Enriqeho V.Barrery z Rice University studuje možnosti využití uhlíkových nanotrubic pro zhotovení elektrických drátů a kabelů. Jejich vodivost může být teoreticky výrazně větší než při použití běžných materiálů, např. mědi. Největší problém představuje dobré vodivé propojení jednotlivých uhlíkových makromolekul. Podařilo se to vyřešit pomocí dopování jodem po důkladném očištění koncentrovanou kyselinou sírovou. Takto upravené uhlíkové nanotrubice s dvojitým stěnami spolu dobře drží. Zatím se podařilo dosáhnout vodivosti mědi, přičemž kabel z uhlíkových nanotrubic je šestkrát lehčí. Podaří-li se však vyřešit výrobu kabelů z dostatečně dlouhých krystalů vysokoteplotních supravodičů, na čemž rovněž pracuje řada vědeckých týmů, Zhaova práce uplatnění sotva nalezne. Na obrázku vidíme strukturu uhlíkových nanotrubic (obr. Institute of Physics).

Elektronická maskovací síť

12.9.2011
Foto BAE Systems

Britská mezinárodní zbrojovka BAE Systems vyvinula nový typ maskovací sítě nazvané Adaptiv. Manažer projektu byl Peder Sjölund. Běžné maskovací sítě dokážou skrýt objekt v barvách viditelného spektra. Protože se ohřívá a chladne jinak než jeho okolí, dá se zpravidla snadno odhalit pomocí infrahledů v infračervené oblasti spektra. Novou maskovací síť tvoří tisícovka navzájem spojených šestiúhelníkových termoelektrických segmentů, které mohou svou teplotu změnit během okamžiku. Infračervená kamera sleduje krajinu za maskovaným objektem a procesor nastavuje teploty jednotlivých segmentů tak, aby se nedaly odlišit od pozadí, anebo může vytvořit zcela jiný vjem. Nahoře na obrázku vidíme obrněný transportér v infračerveném záření. Systém Adaptiv je vypnutý. Po jeho zapnutí spatříme civilní automobil (dole). Otázkou zůstává, zdali když někdo na bojišti spatří civilní auto, nepošle na něj stejně pro jistotu protitankovou střelu.

Další úspěch české badatelky

11.9.2011
Mgr.Martina nádherná s diplomem

Tisková zpráva AV ČR: Již podruhé letos slavila mimořádný úspěch Mgr. Martina Nádherná z Ústavu anorganické chemie Akademie věd ČR. Po ocenění v soutěži MŽP ČR „Chytrá řešení pro životní prostředí“ převzala v úterý 6. září 2011 na Francouzském velvyslanectví v ČR z rukou prof. Jeana-Marie Lehna diplom za první místo v soutěži pojmenované po tomto nositeli Nobelovy ceny za chemii. V obou případech zaujala mladá česká vědkyně odbornou porotu svým projektem nových bezpečných nehořlavých Li-ion baterií.

Cenu Jeana-Marie Lehna (dříve Cena za chemii) vypisuje tradičně Francouzské velvyslanectví v ČR ve spolupráci s firmou Rhodia ČR. Za výzkumné práce v rámci doktorandských či magisterských studií uděluje velvyslanectví každoročně vědecké ceny mladým badatelům i z dalších oborů – farmacie, medicíny, jaderné fyziky, informačních technologií... Letos bylo oceněno 24 laureátů. Ceny jsou spojeny s finanční prémií a u těch nejlepších i se studijním stipendiem na měsíční výzkumnou stáž ve francouzské laboratoři dle vlastního výběru.

„Posilování bilaterární spolupráce ve výzkumné oblasti je jednou z priorit Francouzského velvyslanectví v České republice,“ zdůraznil při slavnostním ceremoniálu v prostorách Buquoyského paláce v Praze velvyslanec Francie v ČR Pierre Lévy. Profesor Jean-Marie Lehn pak připomněl letošní Mezinárodní rok chemie a poznamenal, že francouzské vědecké ceny nyní obdržela mladá „badatelská smetánka“.

Mgr. Martina Nádherná zkoumá iontové kapaliny, které jsou netěkavé a používají se do baterií. Výhodou takových baterií – např. do elektromobilů – je, že jsou nehořlavé a k životnímu prostředí přátelské. Na Cenu Jeana-Marie Lehna je badatelka velmi hrdá. Jak řekla ČTK, zpětně nyní vidí, že její čtyřletá práce byla k něčemu. Francii má ráda a nebránila by se spolupráci s nějakou francouzskou firmou. Podle ČTK Martinu Nádhernou mrzí, že Česká republika vědu více nepodporuje, a to nejen chemii, ale i fyziku či medicínu. Nediví se proto, že mnoho mladých lidí odchází do zahraničí. V Česku totiž mají značně snížený přístup ke grantům. Mladý vědec prakticky nemá šanci grant dostat a musí se připojit k některému staršímu kolegovi.

akademon.cz 12.9.2011: Lithiové akumulátory se v současné době jeví jako nejslibnější zdroj energie pro elektromobily. Proto se jejich výzkumu věnuje mnoho laboratoří a zprávy o jejích nových výsledcích jsou takřka na denním pořádku. Chemici z Clemson University a Georgia Institute of Technology pod vedením prof. Igora Luzinova testují možnosti využití alginátu, polysacharidu z řas, který se užívá i pro ztužování zmrzliny, jako elektrodového materiálu. Tým vedený Hansanem Liuem, Gilbertem Brownem a Paransem Paranthamanem z Oak Ridge National Laboratory si mnoho slibuje od využití oxidu titaničitého. Postup mgr.Nádherné, která pracuje s kapalnými látkami, může výrazně prodloužit životnost akumulátorů. U kapalin těžko může dojít k porušení struktury, což je u pevných elektrod běžné. Základním problémem zůstává teplo, které se uvolňuje při průchodu proudu, tzv.Joulovo teplo. Pouhý jeden kilogram materiálu může při elektrochemické reakci uvolnit dostatek elektřiny pro pohon elektromobilu na stovky kilometrů. Pokud takový článek skutečně postavíme, roztaví se. Velkou část hmoty akumulátor potřebujeme jen na to, abychom jeho proudovou hustotu udrželi na přijatelné úrovni.

Formule ČVUT zabodovala na italském závodním okruhu

11.9.2011
studenstká formule ČVUT

Tisková zpráva ČVUT: Tým studentů z Českého vysokého učení technického v Praze pod názvem CTU CarTech se tento týden vrátil z druhé soutěže letošní sezony. Tou byla Formula SAE Italy pořádaná již po sedmé na okruhu Riccarda Palettiho u městečka Varano de’ Melegari. Soutěž se konala ve dnech 2. – 5. září. Čeští zástupci si domů přivezli celkové 6. místo mezi padesátkou zúčastněných týmů.

Po letošním úspěšném absolvování závodu v Silverstone, kde tým skončil na 7. místě, bylo rozhodnuto o úpravách vozu, které měly za cíl monopost ještě více odlehčit a zvýšit jeho spolehlivost. V zavěšení předních i zadních kol došlo k záměně ocelových trubek u pátých prvků a táhel odpružení, za navíjené trubky z uhlíkového kompozitu, vyrobené firmou Compotech. Také nádrž prošla konstrukčními změnami kvůli zamezení odlévání paliva ze sání v nádrži a došlo i ke zmenšení objemu, což přineslo úbytek hmotnosti nádrže. Úpravou prošlo i nastavení řídicí jednotky elektropneumatického řazení. Poslední změnou oproti původní verzi bylo odstranění středního dílu karosérie. Všechny tyto změny přinesly při vážení na soutěži snížení hmotnosti o 5 kg z původních 228 kg bez jezdce.

Na soutěž v italském Varanu přijely týmy v největším zastoupení z Německa, Itálie, Anglie, Rakouska, ale i z Indie. České zastoupení zde, kromě ČVUT v Praze, měla i ZČU v Plzni, jejíž studenti týmu UWB Pilsen přivezli funkční formuli, avšak do hlavního závodu nenastoupili.

CTU CarTech si již tradičně dobře vedl při technické přejímce a hladce tak mohl přistoupit ke statickým disciplínám. V těch tým prezentoval a obhajoval konstrukční návrh vozu před komisaři, mezi kterými byl například i bývalý technický ředitel Ferrari F1 Aldo Costa. Dále se hodnotila výše nákladů na výrobu jednoho vozu a marketingový plán pro prodej tisícikusové série. V dynamických disciplínách bylo potřeba taktizovat vzhledem k počasí, které panovalo.

První tři disciplíny (akcelerace na 75 m, jízda v osmičce a autokros), které se jely v jeden den, se podařilo zajet na suché trati. Zejména důležitý výsledek byl v autokrosu, kde tým obsadil 6. místo, což ho vyneslo mezi první desítku nejrychlejších vozů startujících do vytrvalostního závodu Endurance na 22 km. V něm se předvedla nová posila týmu, kterou se stal Jan Skála, vítěz FormulaSTAR 2009 a několikanásobný vítěz domácích i zahraničních pohárů v rallycrossu a formulových vozů MM ČR. Ten jel po boku nejzkušenějšího jezdce týmu CTU CarTech Tadeáše Nováčka. Vůz dokončil celý závod bez poruch, které se objevují u vozů často při této vrcholné disciplíně, a obsadil v ní 7. místo. Na poslední soutěž této sezony se tým CTU CarTech vydá na španělský okruh v Catalunyi, který se pořádá ve dnech 29.9. – 2.10.

Projekt studentského formulového týmu CTU CarTech je realizován na ČVUT v Praze, které se podílí na jeho financování a vytváří podmínky pro jeho realizaci. Generálním partnerem je již čtvrtým rokem Škoda Auto a.s., která průběžně podporuje aktivity studentů. Dále se podílí na projektu třicítka partnerů, ať už finančně či materiálově, v podobě dodání svých produktů nebo služeb. Patří mezi ně například firmy Continetal financováním výroby a materiální podporou, Faurecia výrobou výfukových svodů motoru, Swell obráběním dílů zavěšení kol, TRW Automotive dodáním brzdových komponent, SKF ložisky a kloubky, National Instruments, Kistler a HBM měřící technikou a sběrem dat, Festo pneumatickým systémem řazení, Fronius poskytnutím technologie pro svařování a další neméně významní partneři z oblasti automobilového průmyslu a ostatních odvětví.

Rostliny, které přitahují opylovače zvukem

10.9.2011
netopýr hledá potravu podle odrazu zvuku od speciálně tvarovaného listu

Mnoho květin láká opylovače různými barvami a tvary květů. Na rozdíl od nich však Marcgravia evenia rostoucí v kubánském deštném pralese vytváří hluboký pohárek nad květem, v němž se odráží zvuk vydávaný netopýry, kteří se živí rostlinným nektarem a zároveň ji opylují. Pracovníci univerzity v Ulmu sledovali netopýry, kteří byli vystaveni několika typům úkrytů pro potravu. Nejrychleji (do 12 sekund) se orientovali tam, kde byla ukryta pod pohárkem, zatímco potravu jinde odkryli až po půl minutě. Rostliny rodu Marcgravia se vyskytují v Latinské Americe.

akademon.cz 12.12.2016: Pro změnu čmeláka zemního (Bombus terrestris) přitahují rostliny k opylování pomocí slabého elektrického pole. Cítí je pomocí svých chloupků, které primárně vnímající mechanické podráždění. Vyplývá to z výzkumu Gregoryho P. Suttona a jeho kolegů z University of Bristol.

Nejvyšší stavby světa v roce 2011

9.9.2011

Stavby podle výšky v metrech (nepočítaje v to antény) byly letos seřazeny takto:

1. Burj Khalifa (Dubaj, SAE) 828
2. Shanghai Tower (Šanghaj, Čína) 632
3. Mecca Clock Royal Tower (Saudská Arábie) 601
4. Taipei 101 (Tchajwan) 508
5. Shanghai Workd Financial Center (Šanghaj) 492
6. Petronas Towers (Kuala Lumpur, Malajsie) 452
7. Sears Tower (Chicago, USA) 442
8. Empire State Building (New York, USA) 381
9. Bank of America Tower (New York , USA) 366
10. CCTV Headquarters (Beijing, Čína) 234

Během pár let se mezi nejvyšší stavby zařadí Pentominium v Dubaji (516 m), Ping An International Finance Center v Šenžan v Číně (660 m), One World Trade Center v New Yorku (541 m), Shanghai Tower v Šanghaji (632 m) a Busan Lotte World Tower v Busanu v Jižní Koreji (510 m).

Ochrana nosorožců

8.9.2011
Malajský kris s rukojetí vyřezanou z nosorožčího rohu

V soukromé jihoafrické rezervaci Rhino and Lion Nature Reserve v Krugersdorpu severně od Johannesburgu testují nový způsob boje proti pytlákům, kteří loví nosorožce, aby jejich rohy dodali na dálněvýchodní trhy. V těchto oblastech je roh nosorožce přes svou nulovou farmaceutickou hodnotu stále pokládán za silné afrodisiakum. Vzhledem k tomu, že ho tvoří převážně bílkovina keratin, stejně by mohly posloužit třeba ostříhané nehty nebo ptačí peří. Roh nosorožcům impregnují přípravkem, který se běžně užívá proti jejich parazitům. Při pozření způsobí bolest hlavy a křeče. Postup je třeba zopakovat až po třech či čtyřech rocích. Obchod s rohy nosorožců má dlouhou tradici, byť dříve se používaly spíš k výrobě vyřezávaných rukojetí na chladné zbraně. V Arábii panovala pověra, že pohárek z tohoto materiálu ochrání svého majitele před jedem, protože otrávený nápoj v něm vzkypí.

Nový oceánský proud

7.9.2011
Směr toku Severoislandského proudu

Norsko-islandsko-americko-nizozemský oceánografický tým vedený Kjetilem Vagem z norské Bergenské univerzity odhalil v hloubce Dánského průlivu mezi Islandem a Grónskem nový oceánský proud. Jeho objev významným způsobem doplňuje obraz oceánské cirkulace. Dne 22.sprna vyrazila na výzkumném plavidle Knorr expedice, která má Severoislandský proud (North Icelandic Jet) důkladně prozkoumat. Knor patří americkému námořnictvu a provozuje ho Woods Hole Oceanographic Institution. Pojmenován je po významném americkém mořském kartografu z 19.století, Ernestu R. Knorrovi.

Křemíkový obtisk

6.9.2011
Mikroelektronický obtisk na kůži (foto John A. Rogers, University of Illinois)

Prof. John A. Rogers se svými lidmi z University of Illinois v Urbana-Champaign zhotovil prototyp elektronického zařízení, které se jako obtisk dá přenést na kůži, kde může sledovat elektrické signály vyvolané fungováním našeho těla. Můžeme tak např. získat elektrokardiogram bez pomocí dalších přístrojů. Při předváděcím pokusy umístil své zařízení na krk. Vyhodnocením naměřených signálů spojených s pohybem krčních svalů bylo možné rozpoznat jednoduchá slova, která pokusná osoba pronášela. Hadovitě vinuté křemíkové obvody zajišťují částečnou pružnost celého zařízení, takže je možné ho bez poškození lehce ohýbat a ke kůži dobře přilne i za pohybu. Energii dodávají malé fotovoltaické články nebo se indukuje v cívce elektromagnetickým zářením z vnějšího zdroje. Součástí zařízení jsou i čidla pro měření teploty a mechanického napětí a jednoduchá vysílačka pro přenos naměřených hodnot. Na obrázku najdeme mikroelektronický obtisk na kůži (foto John A. Rogers, University of Illinois).

Sedmá a osmá báze v DNA

5.9.2011
Struktura různých derivátů cytosinu v molekule DNA

V molekulách deoxyribonukleových kyselin najdeme čtyři základní složky – adenin, guanin, cytosin a tymin. Později se zjistilo, že v molekulách DNA najdeme ještě methylcytosin a hydroxymethylcytosin (akademon.cz 23.5.2009, 27.12.2009). Přítomnost methylových skupin na cytosinu hraje důležitou roli při řízení přepisu informace obsažené v DNA a během života může výrazně kolísat (akademon.cz 8.4.2008). Tým prof. Yi Zhanga z Universities of North Carolina v Chapell Hill odhalil ještě přítomnost 5-formylcytosinu a 5-karboxylcytosinu, jež hrají roli pře demethylaci cytosinu.

Jan Konečný 6.9.2011: Pochopil jsem to dobře, že formylC a karboxylC jsou pouze přechodné báze při demethylaci a že se běžně nevyskytují?

akademon.cz 6.9.2011: Ano, jsou to vlastně meziprodukty, ale existují dostatečně dlouho, aby bylo možné je detekovat.

Trvanlivý vaječný salát

4.9.2011

Dr.Dan O'Sullivan, mikrobilog z University of Minnesota, patentoval novou sloučeninu, která může sloužit jako velmi účinné konzervační činidlo pro potraviny. Jde o bílkovinu, která hubí bakterie. Nazývá se bisin. Je podobná již užívanému nisinu, avšak hubí i gram negativní bakterie jako Escherichia coli, Listerie a Salmonelly. Objevil ji při svém výzkumu střevních bakterií.

Další původ domácího psa

2.9.2011

Objev pravěkých psích kostí ve Francii ukazuje, že zdomácnění psa se odehrálo i v Evropě. Vyšlo z dávných vlků, a to jak v Etiopii, tak na Dálném a Středním východě. Nedávné objevy pocházejí ze dvou míst v jižní Francii a jednoho nedaleko Paříže. Fosílie jsou staré 11 500 až 15 500 let. Některé z fosilních kostí nesou řezné stopy, což naznačuje, že naši dávní předkové psy i pojídali.

Ben Franklin očištěn

1.9.2011
Stillingie lojonosná na podzim, foto Talko, Japonsko, Nara, 2006, Taiko public domain, English Wikipedia.

Ve Spojených státech je obecně známo, že význačný americký politik, učenec a pivovarník Benjamin Franklin se kromě jiného zasadil o rozšíření Stillingie lojonosné (Sapium sebiferum).O jeho významu pro svědčí I skutečnosti, že jeho portrét najdeme na stodolarové bankovce, což je pocta jinak vyhrazená pouze prezidentům. Stillingie lojonosná je strom z čeledi pryšcovitých původem z Číny. Seznámil se s ní při svém pobytu v Londýně a její semena zaslal do vlasti svým přátelům. Snad předpokládal, že z nich bude možné získávat olej stejně jako v zemi jejího původu. Nicméně strom se samovolně rozšířil po rozsáhlých oblastech od Floridy po Texas. Genetická analýza, kterou provedl prof. Evan Siemann se svými kolegy z Rice University, ukázala, že Franklin je v tom nevinně. Naprostá většina tohoto invazního druhu pochází ze semen, které dorazily do USA roku 1905. Potomky rostlin vzrostlých ze semen zaslaných Franklinem najdeme jen v pobřežních oblastech Georgie a Jižní Karolíny. Na obrázku vídíme podzimní Stillingie lojonosné v japonské Naře, foto Talko, Taiko public domain, English Wikipedia.

Různé formy třetího fotoreceptoru

1.9.2011

Dlouhou dobu se předpokládalo, že tyčinky a čípky jsou jedinými buňkami v savčí sítnici, které jsou citlivé na světlo. Na konci 20. století byl identifikován třetí fotoreceptor jako fotocitlivé sítnicové buňky (ipRGC) (akademon.cz 15.2.2002). Tím, že produkují fotopigment melanopsin, pomáhají tyto buňky v udržování cirkadiánního rytmu a v reakci oční panenky na světlo. Tyto dvě funkce jsou spojeny s dvěma odlišnými populacemi ipRGC.

Diskuse/Aktualizace