Kosti z mláta

30.12.2014
vzorek biokompatibilního materiálu z mláta, foto Angeles Martin-Luengo/Malcolm Yattes/Eduardo Saézl/CMM-CSIC/ICIP-CSIC

Při výrobě piva vzniká velké množství mláta, což je rozdrcený, důkladně vyextrahovaný slad. Využívá se jako krmivo, ale mnoho energie v něm není, protože naprostá většina rozpustných sacharidů z něj přešla do sladiny určené ke zkvašení na pivo. Biokompatibilní materiál vhodný jako podklad pro růst kostí z něj připravil Angeles Martin-Luengo s kolegy z Universidad Politécnica de Madrid a Consejo Superior de Investigaciones Científicas. Nový materiál poslouží jako náhrada poškozených nebo chybějících částí, kterou postupně proroste kostní tkáň. V tom ji napomůže obsah některých anorganických živin, jako křemíku, fosforu, vápníku a hořčíku, které v mlátě zbývají. Velkou výhodou mláta je jeho nízká cena, protože při výrobě piva vzniká jako odpad. Vzorek biokompatibilního materiálu z mláta si můžeme prohlédnout na obrázku, foto Angeles Martin-Luengo/Malcolm Yattes/Eduardo Saézl/CMM-CSIC/ICIP-CSIC.

Zvýšení tepelné vodivosti plastů

28.12.2014
struktura piperidinu

Plastické hmoty jsou špatnými tepelnými vodiči, protože je tvoří jednotlivé dlouhé propletené polymerní makromolekuly. Mezi nimi se teplo špatně přenáší, takže tepelná vodivost se zpravidla pohybuje v úzkém rozmezí 0.1 - 0.5 Wm-1K-1. Dosáhnout výrazně vyšší hodnoty 1,5 Wm-1K-1 se podařilo chemickému týmu pod vedením Doc.Kevina P. Pipea a Doc.Jinsanga Kima z University of Michigan v Ann Arbor. Vyšli z rozvětveného řetězce běžného polyakrylátu. Na konce bočních postranních řetězců navázali molekuly piperidinu, jehož strukturu vidíme na obrázku. Jednotlivé makromolekuly se jejich prostřednictvím propojí vodíkovými vazbami, takže jsou vázány navzájem až stokrát silněji než běžné polymery. Tepelná vodivost tudíž prudce vzroste.

300 milionů let barevného vidění

27.12.2014
95 mm dlouhá zkamenělina ryby Acanthodes bridgei z Kansasu, foto www.fossilmall.com

Zkameněliny rybek Acanthodes bridgei ze tři sta milionů let starých svrchněkarbonských vrstev v dnešním Kansasu se zachovaly tak dobře, že v nich lze zkoumat i strukturu očí. Vzhledem k tomu, že oční tkáň se zcela rozloží během zhruba dvou měsíců po smrti organismu, jde u fosilií o skutečně ojedinělý nález. K jejich uchování zřejmě přispěla rychlá konzervace v říčním bahnu na dně ústí, kde hejna těchto doposud systematicky neúplně zařazených ryb žila. Průzkum jejích zkamenělých očí ukázal, že sítnice obsahovala tyčinky i čípky, takže viděly barevně. Jde o vůbec nejstarší doklad barevného vidění. Nejstarší doklady o zraku vůbec máme z kalcifikovaných čoček trilobitů nebo lasturnatek starých nejméně 520 milionů let. Zkameněliny prozkoumal Gengo Tanaka z Kumamotské univerzity a Andrew R. Parker z londýnského Natural History Museum spolu s řadou kolegů z nejrůznějších japonských pracovišť. Zkamenělinu 95 mm dlouhé rybky Acanthodes bridgei z Kansasu vidíme na obrázku, foto www.fossilmall.com.

Útesy na kometě

23.12.2014
útesy a kometě Churyumov–Gerasimenko, foto ESA, Rosetta spacecraft, NAVCAM, úpravy Stuart Atkinson, licence CC BY-SA 3.0 IGO

Útesy odhalila družice Rosetta na kometě Churyumov–Gerasimenko, kterou od srpna obíhá. Prohlédnout si je můžeme na obrázku (foto ESA, Rosetta spacecraft, NAVCAM, úpravy Stuart Atkinson, licence CC BY-SA 3.0 IGO). Jejich výška se pohybuje kolem jednoho kilometru. Průměr největších balvanů ve spodní části snímku dosahuje 20 m. Led na kometě má mnohem větší obsah deuteria (těžkého vodíku) než pozemská voda. Zřejmě nepochází z komet, jak jsme doposud předpokládali.

Cyklistické helmy online

22.12.2014
Motocyklová helma s GPS navigací, foto LiveMap

Na mezinárodním veletrhu spotřební elektroniky, který proběhne v Las Vegas od 6. do 9.ledna 2015, představí společnosti Volvo Cars novou technologii ochrany cyklistů před automobily. Speciální cyklistická helma vybavená příslušnou elektronikou naváže spojení s cloudem společnosti Volvo. Pomocí běžného softwaru pro určení polohy mu bude tyto údaje zasílat. Zároveň se bude průběžně vyhodnocovat poloha automobilů Volvo a v případě hrozby srážky obě strany obdrží varování, případně vozidlo automaticky provede potřebné akce, jako např. brzdění. Na vývoji nové technologie se rovněž podílí výrobce mobilní telefonů Ericsson a švédská společnost POC Sports, výrobce sportovních ochranných pomůcek.

16.2.2015: Po helmách cyklistických přichází high-tech helma motocyklová. Vyvinula ji ruská startupová společnost LiveMap. Ministerstvo vzdělání a vědy Ruské federace ji podpořilo grantem ve výši 14.7 milionu rublů. Helma je vybavena GPS navigačním zařízením, které lze využívat za jízdy. Řidič sleduje vozovku skrz průhledný displej se všemi údaji. Helma je vybavena i sluchátky a mikrofonem pro hlasovou komunikaci. Veškerá nezbytná elektronika a akumulátory pro napájení rovněž najdeme v přilbě, kde vše pracuje pod operačním systémem Android. Prodávat se bude za 2.000 USD, tedy žádná láce. Dostatečnou pevnost a rozumnou váhu zajistí skelet z uhlíkových vláken.

Webová stránka společnosti LiveMap

Pozor, tornádo!

21.12.2014
sameček lesňáčka zlatokřídlého (Vermivora chrysoptera) na obrázku Andyho Reaga, Wikimedia Commons , CC BY 2.0

Ptáci rozpoznají blížící se tornádo na vzdálenost až 900 km. Soudí tak ornitolog David Andersen z University of Minnesota na základě svého pozorování chování lesňáčků zlatokřídlých (Vermivora chrysoptera). Na obrázku Andyho Reaga (Wikimedia Commons , CC BY 2.0) vidíme jeho samečka. 70% populace tohoto severoamerického příslušníka čeledi pěvců hnízdí na území států Wisconsin, Minnesota a kanadské provincie Manitoba. Přezimují v oblasti Panamské šíje a přilehlé části Jižní Ameriky. Krátce poté, co roku 2013 dorazili po letu dlouhém 2.500 na svá hnízdiště, sebrali se a vyrazili jihozápadním směrem. V té době se 900 km na jih od nich pohybovala silná bouře, kterou obletěli a dorazili na Kubu. Po jejím odeznění se vrátili zpět. Celé kolečko bylo zhruba 3.000 dlouhé a zabralo jim pět až šest dní. Při svém rozhodování se nejspíš řídí infrazvukem, který vydává bouře a šíří se zemí. Infrazvuk je vlnění vzduchu nebo či jiného prostředí o frekvenci nižší než 20 Hz, to znamená, že jde o vlnění o nižší frekvenci a vyšší vlnové délce, než které slyší naše ucho.

Expedice do Mariánského příkopu

20.12.2014
Nahoře sonda pro výzkum velkých hloubek, foto David Wotherspoon/Schmidt Ocean Institute. Dole struktura scyllo-inositolu.

Od 9.listopadu do 9.prosince proběhla v rámci programu HADES další expedice, která zkoumala hlubiny Mariánského příkopu v Pacifiku. Jako základna výpravy sloužilo výzkumné plavidlo RV Falkor, vlajková loď flotily Schmidt Ocean Institute, což je soukromá kalifornská nadace se zaměřením na oceánografii. V ní pro účely expedice vyvinuli ve spolupráci s Woods Hole Oceanographic Institution speciální sondu, kterou vidíme na obrázku (foto David Wotherspoon/Schmidt Ocean Institute). Ke dnu ji během několikahodinového sestupu táhne zátěž, zatímco přístroje zaznamenávají údaje z okolí, snímají ho a odebírají vzorky. Po určité době se zátěž uvolní a sonda vystoupá k hladině. Zařízení funguje bez problémů do 7.000 metrů hloubky. Podařilo se objevit nový druh ryby z čeledi terčíkovitých (Liparidae). Zajímavé je rovněž zkoumání, jakým způsobem se organismy přizpůsobují životu ve velké hloubce. Podařilo se potvrdit dřívější výsledky, že enzymy před velkým tlakem chrání jeden z izomerů cyklického polyalkoholu inositolu (na obrázku dole). Cílem zmíněného mezinárodního programu HADES (Hadal Ecosystems Studies) je výzkum hloubek pod 6.000 m.

30 tisíc diamantů

19.12.2014
30 tisíc drobných diamantů z dolu Udačnaja

K velmi zajímavému nálezu došlo v diamantové dole Udačnaja, jež leží na severu Sibiře v ruské autonomní republice Sacha (dříve Jakutsko). Vykopali tam kámen pokrytý třiceti tisíci drobných diamantů (viz obr.). Vzhledem k tomu, že šperkařsky je bezcenný, dostali ho zdarma ke zkoumání odborníci. Výsledky přednesl tento týden na výroční konferenci Americké geofyzikální společnosti (American Geophysical Union) geolog Larry Taylor z University of Tennessee. Vzhledem k tomu, že ho tvoří 30 tisíc drobonkých osmistěnů, které se při vzniku nepropojily do jednoho velkého diamantu, zřejmě vznikl velmi rychle. Jeho další výzkum může přispět k lepšímu pochopení procesu, kterým diamanty hluboko v zemské kůře vznikají.

Milion mumií

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

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

Funkční náhradu ruky,

17.12.2014
mozkem řízená funkční náhrada ruky, foto University of Pittsburgh

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

Nabíjení odpadním teplem

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

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

Vynikající slitina

14.12.2014

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

Housenkopták

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

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

Vytiskněte si třeba meniskus

12.12.2014

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

Umělý kostní implantát 30.8.2014

Nanotechnologie pronikají do lékařství 17.3.2008

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

Laser v bojovém nasazení

11.12.2014
laser v bojovém postavení, foto US Navy

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

Laser vzduch - vzduch 18.9.2014

Lodní laser 9.4.2011

Polní laser 26.6.2008

Protiraketový laser 17.7.2007

Bojový laser 16.11.2004

Protivzdušná laserová zbraň 16.2.2003

Vlastislav výprachtický 22.12.2014: K zvýšení účinnosti laserů může být využita aplikace zvýšené ionizace paprsku, kombinace s gama paprsky a j.Tímto však přibývá nároků na zdroj energie.

Léčení slepoty

9.12.2014
struktura pyrroldion-azobenzen-glutámatu

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

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

Nejrychlejší kameru na světě,

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

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

Reverzibilní zrcadlo,

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

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

Supravodivosti při pokojové teplotě

6.12.2014

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

Nejstarší rytinu

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

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

Degradace plastu

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

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

Vymazatelný tisk

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

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

Střevní vakcína

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

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

3D z pruhů

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

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

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

Diskuse/Aktualizace