30 Απρ 2013

Sarin - "Αέρια νεύρων"

Το νευροπαραλυτικό, θανατηφόρο αέριο Sarin φέρεται να χρησιμοποίησε ο συριακός στρατός κατά των ανταρτών, σύμφωνα με δήλωση του Αμερικανού υπουργού άμυνας Τσακ Χέιγκελ, ο οποίος επικαλέστηκε πληροφορίες των υπηρεσιών ασφάλειας των ΗΠΑ. Μιλώντας από τα Ηνωμένα Αραβικά Εμιράτα, ο Χέιγκελ είπε ότι η χρήση "ήταν περιορισμένης κλίμακας", δεν ανέφερε όμως πού ή πότε (τέλη Απριλίου 2013)

Το SarinGB) είναι μια οργανοφωσφορική ένωση. Πρόκειται για ένα άχρωμο, άοσμο υγρό που χρησιμοποιείται ως χημικό όπλο.
Έχει χαρακτηριστεί ως  όπλο μαζικής καταστροφής στην απόφαση 687 του ΟΗΕ . 
Η παραγωγή και η αποθήκευση του Sarin τέθηκε εκτός νόμου από τη Σύμβαση για τα Χημικά Όπλα του 1993,
To Sarin ανακαλύφθηκε το 1938 στο Wuppertal-Elberfeld  από Γερμανούς επιστήμονες που αρχικά προσπαθούσαν να δημιουργήσουν ισχυρότερα εντομοκτόνα και βρήκαν ότι το πρώτο που παρασκεύασαν (Tabun ή GA) είχε ισχυρότατες βιολογικές συνέπειες και το ανέφεραν στο Υπουργείο Πολέμου.
Tο Sarin πήρε το όνομά του προς τιμήν της αντίστοιχης ομάδας : Schrader, Ambros, Rüdiger και Van der Linde. 
Τα άλλα αέρια νεύρων ήταν το Soman GD)  και το Cyclosarin GF).
Αν και το Sarin, το Tabun και το Soman ενσωματώθηκαν σε βόμβες πυροβολικού, η Γερμανία δεν χρησιμοποίησε χημικά όπλα εναντίον συμμαχικών στόχων.
Το Sarin είναι ένας ισχυρός αναστολέας του ενζύμου ακετυλοχολινεστεράση, το οποίο διασπά το νευροδιαβιβαστή ακετυλοχολίνη στις νευρικές συνάψεις.
Τα αρχικά συμπτώματα μετά από έκθεση σε Sarin είναι ρινική καταρροή, σφίξιμο στο στήθος και συστολή της κόρης των ματιών. Λίγο μετά, το θύμα έχει δυσκολία στην αναπνοή, ναυτία και τρέχουν τα σάλια. Καθώς το θύμα συνεχίζει να χάνει τον έλεγχο των σωματικών λειτουργιών, κάνει εμετό, αφοδεύει και ουρεί. Αυτή η φάση ακολουθείται από σπασμούς. Τελικά, το θύμα πέφτει σε κωματώδη κατάσταση και ο θάνατος επέρχεται από ασφυξία σε μια σειρά από ακούσιους σπασμούς.
Ο θάνατος μπορεί να ακολουθήσει μέσα σε ένα λεπτό μετά την άμεση κατάποση μιας θανατηφόρου δόσης, αλλά ακόμη και σε πολύ χαμηλές συγκεντρώσεις, το Sarin μπορεί να αποβεί μοιραίο. Οι άνθρωποι που απορροφούν μια μη θανατηφόρο δόση, αλλά δεν λαμβάνουν αμέσως κατάλληλη ιατρική θεραπεία μπορεί να υποφέρουν από μόνιμες νευρολογικές βλάβες.
Τα τυπικά  αντίδοτα είναι συνήθως ατροπίνη και πραλιδοξίμη και έχουν αποτελέσματα, εάν χορηγηθούν γρήγορα.
Το Μάρτιο του 1988, η κουρδική πόλη Χαλάμπτζα στο βόρειο Ιράκ (πληθυσμός 70.000) βομβαρδίστηκε από δυνάμεις του Σαντάμ Χουσεΐν με χημικά που περιλάμβαναν Sarin και βόμβες διασποράς. Εκτιμάται ότι 5.000 άνθρωποι έχασαν τη ζωή τους.
Το Μάρτιο του 1995 οπαδοί της αίρεσης Aum Shinrikyo άφησαν τσάντες γεμάτες με Sarin σε ώρα αιχμής στον υπόγειο σιδηρόδρομο του Τόκιο. με αποτέλεσμα να σκοτωθούν 13 άνθρωποι, να υποστούν βαριές βλάβες περίπου 50 και περίπου 1000 άνθρωποι να έχουν παροδικά προβλήματα όρασης.

Πηγή : wikipedia (sarin)


29 Απρ 2013

"Εκρηκτική… Λαμπρή" στο Ευγενίδειο

Από τις 8 έως τις 12 Μαΐου – και μόνο για πέντε ημέρες – η Διαδραστική Έκθεση Επιστήμης και Τεχνολογίας του Ιδρύματος Ευγενίδου θα είναι ανοιχτή για το κοινό από τις 11:00 έως τις 20:00, με ειδικές εορταστικές δραστηριότητες. Μικροί και μεγάλοι επισκέπτες θα παρακολουθήσουν εντυπωσιακά πειράματα και θα εφαρμόσουν αρχές της Μηχανικής, δημιουργώντας τις δικές τους κατασκευές εκτόξευσης !

Το πρόγραμμα της ενότητας "Εκρηκτική… Λαμπρή" περιλαμβάνει :

13:30 – 14:10 Επίδειξη Πειραμάτων : "Η Επιστήμη των αυγών"
(προτείνεται για παιδιά άνω των 8 ετών και ενήλικες)
Αυτή την άνοιξη, μετά το Πάσχα, η ομάδα των πειραμάτων θα δοκιμάσει τα "όρια" των αυγών! Τι παθαίνουν άραγε τα αυγά σε ακραίες συνθήκες ψύχους; Πώς μπορούμε να τα μαγειρέψουμε χωρίς να τα θερμάνουμε; Στη Διαδραστική Έκθεση Επιστήμης και Τεχνολογίας τα αυγά κάνουν και… “μπαμ”! Και φυσικά δεν λείπουν τα πυροτεχνήματα και τα κεριά από το εορταστικό μας πρόγραμμα! Τέλος, στην επίδειξη αυτή αποχαιρετάμε την άνοιξη και σας δίνουμε να δοκιμάσετε παγωτό φτιαγμένο με τις μεθόδους της μοριακής γαστρονομίας!

15:30 – 17:30 Διαδραστικό εργαστήρι: "Εκτόξευση στο νησί του Πάσχα"
(προτείνεται για παιδιά άνω των 8 ετών και ενήλικες)
Σε αυτή τη διασκεδαστική δραστηριότητα, βρισκόμαστε αντιμέτωποι με μία μεγάλη πρόκληση. Μετά τις ημέρες των γιορτών, μία παρέα από κοτοπουλάκια απευθύνονται σ’ εμάς για βοήθεια: θέλουν να γυρίσουν όσο πιο γρήγορα γίνεται στο νησί του Πάσχα, όμως δεν έχουν δυνάμεις για να πετάξουν ως εκεί, αφού μόλις βγήκαν απ’ τ’ αυγό τους! Πρέπει, λοιπόν, να σκεφτούμε πώς θα… εκτοξευτούν ως εκεί! Ο Αρχιμήδης κι ο Ντα Βίντσι, αλλά και τα παιχνίδια των παιδικών μας χρόνων, μας δίνουν ιδέες για εφαρμογές της Μηχανικής, που μπορούμε να αξιοποιήσουμε για τις κατασκευές μας. Η φαντασία και η εφευρετικότητα παίζουν καθοριστικό ρόλο !

Σημείωση: Για τις δραστηριότητες αυτές δεν γίνεται κράτηση, μπορείτε όμως να τις παρακολουθήσετε με το εισιτήριο της Διαδραστικής Έκθεσης, το οποίο είναι ημερήσιο.
Σε περίπτωση μεγάλης προσέλευσης θα τηρηθεί σειρά προτεραιότητας.

Περισσότερες πληροφορίες : http://www.eugenfound.edu.gr

26 Απρ 2013

Άγνωστη ως σήμερα πρωτεΐνη μεγαλώνει τους μυς μετά την άσκηση

Μια πρωτεΐνη που προκαλεί υπερτροφία των μυών έπειτα από την άσκηση με βάρη απομονώθηκε από ερευνητές έγκριτων αμερικανικών ιδρυμάτων, τα οποία ελπίζουν τώρα να την αξιοποιήσουν κατά της απώλειας μυϊκής μάζας σε καρκινοπαθείς και κατάκοιτους ασθενείς. Εφόσον όμως επιβεβαιωθούν τα ευρήματα της μελέτης, η πρωτεΐνη θα μπορούσε ενδεχομένως να χρησιμοποιηθεί και για ντοπάρισμα.
Γενετικές παρεμβάσεις σχεδιασμένες να ανεβάζουν τα επίπεδα της πρωτεΐνης οδήγησαν σε αύξηση του μεγέθους και της δύναμης των μυών, αναφέρουν στην επιθεώρηση Cell ερευνητές του Ινστιτούτου Καρκίνου Dana-Farber, του Πανεπιστημίου Χάρβαρντ και της Κλινικής Mayo.
Η πρωτεΐνη, με την ονομασία PGC-1 α-4, ανιχνεύεται στους σκελετικούς μυς τόσο των τρωκτικών όσο και των ανθρώπων, διαπίστωσε η ερευνητική ομάδα.
Το εντυπωσιακό είναι ότι η PGC-1 α-4 είναι σχεδόν πανομοιότυπη με μια άλλη πρωτεΐνη, την PGC-1 α, η οποία είναι γνωστό ότι αυξάνει την αντοχή έπειτα από αερόβια άσκηση.
 "Είναι εντυπωσιακό το γεγονός ότι δύο πρωτεΐνες που προέρχονται από το ίδιο γονίδιο ρυθμίζουν τις επιδράσεις και των δύο τύπων άσκησης - της άσκησης αντίστασης με βάρη και της αερόβιας άσκησης" σχολίασε ο Χόρχε Ρούας, πρώτος συγγραφέας της μελέτης.
 "Θα ήταν συναρπαστικό να βρίσκαμε τρόπο να αυξήσουμε τα επίπεδα αυτής της πρωτεΐνης" πρόσθεσε ο Ρούας, ο οποίος εργαζόταν στο Ινστιτούτο Dana-Farber κατά τη διάρκεια της μελέτης αλλά έχει πλέον μεταφερθεί στο Ινστιτούτο Καρολίνσκα της Σουηδίας.
Η επίδραση της PGC-1 α-4 στους μυς διαπιστώθηκε με μια ποικιλία πειραμάτων.
Σε ένα από αυτά, γενετικά τροποποιημένοι ιοί χρησιμοποιήθηκαν ως φορείς για την εισαγωγή του γονιδίου της πρωτεΐνης στα πόδια ποντικών. Μερικές μέρες αργότερα, οι μυϊκές τους ίνες ήταν 60% μεγαλύτερες σε σχέση με την ομάδα ελέγχου.
Σε ένα άλλο πείραμα, ποντίκια που είχαν τροποποιηθεί γενετικά ώστε να παράγουν αυξημένα επίπεδα της PGC-1 α-4 αύξησε κατά 20% τόσο τη μυϊκή δύναμη όσο και την αντοχή. Επιπλέον, τα πειραματόζωα αυτά είχαν μειωμένο ποσοστό σωματικού λίπους σε σχέση με την ομάδα ελέγχου.
Οι ερευνητές μπόρεσαν επίσης να διαλευκάνουν το μηχανισμό δράσης της πρωτεΐνης, ο οποίος είναι διπλός: Από τη μία η PGC-1 α-4 αυξάνει τη δραστηριότητα μιας άλλης πρωτεΐνης (IGF1) που είναι γνωστό ότι προάγει την αύξηση των μυών. Από την άλλη, καταστέλλει τη δράση της πρωτεΐνης μυοστατίνης, η οποία λειτουργεί σαν φρένο στην αύξηση των μυών.
Η ερευνητική ομάδα ελπίζει τώρα ότι η ανακάλυψη θα ωφελήσει τους καρκινοπαθείς που παρουσιάζουν μεγάλη απώλεια μυϊκής μάζας - ήδη, τα πρώτα πειράματα σε ποντίκια δίνουν ενθαρρυντικά αποτελέσματα. Επιπλέον, η νέα πρωτεΐνη θα μπορούσε να περιορίζει τις απώλειες μυϊκής μάζας σε κατάκοιτους ή ηλικιωμένους ασθενείς.
Ο χρόνος θα δείξει αν μπορεί να χρησιμοποιηθεί και για την αύξηση των αθλητικών επιδόσεων.

Πηγή : in.gr

24 Απρ 2013

Πυροτεχνήματα







Οι άνθρωποι απολαμβάνουν παντού τις φανταστικές εκρήξεις και τo λαμπρό φως των πυροτεχνημάτων. Ωστόσο, αυτό το θέαμα είναι πολύ περισσότερο από απλώς μια μορφή ψυχαγωγίας. Η κατανόηση του πώς το περιεχόμενο ενός πυροτεχνήματος παράγει την εντυπωσιακή ποικιλία από μορφές, χρώματα και εντάσεις ήχου απαιτεί μόνο μια απλή κατανόηση των χημικών αντιδράσεων.
Πώς παράγονται τα χρώματα των πυροτεχνημάτων
Τα χρώματα παράγονται με θέρμανση αλάτων μετάλλων, όπως χλωριούχο ασβέστιο ή νιτρικό νάτριο, που εκπέμπουν χαρακτηριστικά χρώματα. Τα άτομα καθενός στοιχείου απορροφούν ενέργεια και την ελευθερώνουν ως φως συγκεκριμένων χρωμάτων. Η ενέργεια που απορροφάται από ένα άτομο αναδιατάσσει τα ηλεκτρόνια από την κατάσταση χαμηλότερης ενέργειας, που ονομάζεται θεμελιώδης κατάσταση, μέχρι μια κατάσταση υψηλής ενέργειας, που ονομάζεται διεγερμένη κατάσταση. Η περίσσεια ενέργεια της διεγερμένης κατάστασης εκπέμπεται ως φως, καθώς τα ηλεκτρόνια επιστρέφουν σε καταστάσεις χαμηλότερης ενέργειας και, τελικά, στη θεμελιώδη. Η ποσότητα της ενέργειας που εκπέμπεται καθορίζει το χρώμα του εκπεμπόμενου φωτός και είναι χαρακτηριστική του στοιχείου.
Για παράδειγμα, όταν το νιτρικό νάτριο θερμαίνεται, τα ηλεκτρόνια των ατόμων του νατρίου απορροφούν θερμική ενέργεια και διεγείρονται. Αυτή η διέγερση δεν διαρκεί για πολύ, και τα ηλεκτρόνια αυτά του ατόμου του νατρίου απελευθερώνουν γρήγορα την ενέργεια τους, περίπου 200 kJ/mol, η οποία είναι η ενέργεια του κίτρινου φωτός.
Η ποσότητα της ενέργειας που απελευθερώνεται, είναι διαφορετική από στοιχείο σε στοιχείο, άρα θα προκύπτουν και διαφορετικά χρώματα. Τα βασικά χρώματα που μπορούν να προκύψουν είναι τα παρακάτω :

Χρώμα
Χημική ένωση
κόκκινο
άλατα στροντίου, άλατα λιθίου 
ανθρακικό λίθιο = κόκκινο 
ανθρακικό στρόντιο = έντονο κόκκινο
πορτοκαλί
άλατα  ασβεστίου
π.χ. χλωριούχο ασβέστιο
κίτρινο
άλατα  νατρίου
π.χ. χλωριούχο νάτριο
πράσινο
ενώσεις του βαρίου
π.χ. χλωριούχο βάριο
μπλε
ενώσεις χαλκού (Ι)
π.χ. χλωριούχος χαλκός (Ι)
ασημί
καύση αλουμινίου, τιτανίου ή μαγνησίου

Η Χημεία των πυροτεχνημάτων
Τα χρώματα και οι ήχοι κάθε έκρηξης είναι αποτέλεσμα πολλών χημικών αντιδράσεων - κυρίως οξειδοαναγωγικών - που πραγματοποιούνται μέσα στο πυροτέχνημα που ανεβαίνει στον ουρανό. Τα οξειδωτικά παράγουν το αέριο οξυγόνο που απαιτείται για να κάψει το μίγμα των αναγωγικών παραγόντων ώστε να διεγερθούν τα ηλεκτρόνια των ατόμων των μετάλλων στις ενώσεις.  Τα συνηθέστερα χρησιμοποιούμενα οξειδωτικά είναι τα νιτρικά, χλωρικά και υπερχλωρικά άλατα.
Τα αναγωγικά μέσα είναι ενώσεις που καίγονται εύκολα με το οξυγόνο που παρέχουν τα οξειδωτικά κατά τη διάσπασή τους. Παράδειγμα τέτοιων ενώσεων είναι το θείο και ο άνθρακας.

Τα οξειδωτικά που χρησιμοποιούνται συνήθως είναι τα νιτρικά άλατα, το κύριο συστατικό της μαύρης πυρίτιδας. Το πιο κοινό οξειδωτικό είναι το νιτρικό κάλιο, το οποίο διασπάται προς οξείδιο καλίου, αέριο άζωτο, και αέριο οξυγόνο : 2ΚΝΟ3 Κ2Ο + Ν2 + 5/2 Ο­2.
 Επειδή η οξείδωση δεν έχει ως αποτέλεσμα την απελευθέρωση όλων των διαθέσιμων οξυγόνων, η αντίδραση δεν είναι τόσο έντονη όπως εκείνη των άλλων οξειδωτικών και είναι περισσότερο ελεγχόμενη. Αυτός είναι ο λόγος που τα νιτρικά χρησιμοποιούνται ως το κύριο συστατικό της μαύρης πυρίτιδας. Σε πυροτεχνήματα κύριος σκοπός τους είναι να παρέχουν την αρχική ώθηση.
Ένα άλλο οξειδωτικό είναι τα χλωρικά άλατα, τα οποία ελευθερώνουν όλα τα οξυγόνα κατά την αντίδραση : 2KClO3 2KCl + 3O2
Αυτό οδηγεί σε μια πολύ πιο έντονη και θεαματική αντίδραση.
Τα τελευταία χρόνια, χρησιμοποιούνται πιο συχνά τα υπερχλωρικά άλατα. Σε αυτά, κάθε άτομο χλωρίου είναι συνδεδεμένο με το μέγιστο αριθμό ατόμων οξυγόνου, έτσι τα υπερχλωρικά είναι περισσότερο σταθερά από τα χλωρικά. Τα υπερχλωρικά κατά τη διάσπασή τους απελευθερώνουν και τα τέσσερα άτομα οξυγόνου : KClO4 KCl + 2O2
Το οξυγόνο που απελευθερώνεται από τα νιτρικά, χλωρικά και υπερχλωρικά άλατα αντιδρά άμεσα με τα αναγωγικά μέσα.
Τα πιο κοινά αναγωγικά μέσα είναι το θείο και ο άνθρακας - στοιχεία της μαύρης πυρίτιδας - τα οποία αντιδρούν με το οξυγόνο για να παράγουν διοξείδιο του θείου και διοξείδιο του άνθρακα, αντίστοιχα.
Οι αντιδράσεις που παράγουν αυτά τα αέρια απελευθερώνουν επίσης μεγάλη θερμική ενέργεια, οπότε δεν είναι μόνον τα αέρια που παράγονται, αλλά λόγω της μεγάλη θερμοκρασίας ο όγκος τους αυξάνεται γρήγορα. Αυτό προσθέτει στην εκρηκτική δύναμη της αντίδρασης.

Τα πυροτεχνήματα χρησιμοποιούνται τόσο συχνά σήμερα στις εορταστικές εκδηλώσεις που είναι εύκολο να ξεχάσουμε ότι είναι επικίνδυνα εκρηκτικά. Κάθε χρόνο πολλοί άνθρωποι υποφέρουν από τραυματισμούς που προκαλούνται από την προσωπική χρήση των πυροτεχνημάτων. Σχεδόν τα μισά από τα θύματα είναι παιδιά. Γι' αυτό πάντοτε απαιτείται πολύ μεγάλη προσοχή κατά τη χρήση τους.

Οι χημικοί συνεχίζουν να διερευνούν τρόπους για να παρασκευάσουν νέες ενώσεις και μείγματα που είναι φιλικά προς το περιβάλλον. Δύο πρόσφατες παρασκευές περιγράφουν πυροτεχνήματα κατασκευασμένα από αζωτούχες ενώσεις που παράγουν λιγότερο καπνό και σωματίδια και μπορούν να αντικαταστήσουν οξειδωτικά όπως τα υπερχλωρικά άλατα.

Τα πυροτεχνήματα και ο Handel
H "Μουσική για τα βασιλικά πυροτεχνήματα" γράφτηκε από τον George Frideric Handel το 1749 για τη ρίψη των πυροτεχνημάτων κατά τον εορτασμό στο Λονδίνο του τέλους του Πολέμου της Αυστριακής Διαδοχής και την υπογραφή της Συνθήκης Aix-la- Chapelle.
Ακούστε την εδώ

Ειδικά για την πυρίτιδα, ένα άλλο άρθρο εδώ

20 Απρ 2013

H κρίση εξοντώνει την επιστήμη στην Ελλάδα (άρθρο στο Nature)

Οι Έλληνες επιστήμονες "φορούν την ποδιά εργαστηρίου όταν δεν γίνονται παραδόσεις πετρελαίου θέρμανσης"   (Φωτογραφία:  Associated Press ) 

Τα ελληνικά πανεπιστήμια, που ήδη φυτοζωούν λόγω της κρίσης, δέχονται τώρα ακόμα ένα πλήγμα από τη διακοπή των συνδρομών στις μεγάλες επιστημονικές εκδόσεις, προειδοποιεί μια αδιόριστη ελληνίδα ερευνήτρια με άρθρο της στο περιοδικό Nature. Ήδη, η δραματική κατάσταση οδηγεί πολλούς επιστήμονες στο εξωτερικό.
"Η επιστήμη στην Ελλάδα πηγαίνει προς τα πίσω" ξεκινά το άρθρο της Δρ Βαρβάρας Τραχανά, η οποία το 2011 εξελέγη επίκουρη καθηγήτρια Κυτταρικής Βιολογίας στο Πανεπιστήμιο της Θεσσαλίας στη Λάρισα. Παρά την εκλογή της όμως δεν διορίστηκε ποτέ, όπως συνέβη και σε ακόμα 800 μέλη διδακτικού προσωπικού σε όλη την Ελλάδα, καθώς η κυβέρνηση "αρνείται να διαθέσει τα κονδύλια που απαιτούνται".
Η κ. Τραχανά αναφέρεται στις δραματικές συνθήκες στις οποίες καλούνται να εργαστούν οι ερευνητές, των οποίων οι αμοιβές περικόπηκαν κατά 20% λόγω της οικονομικής κρίσης. "Οι επιστήμονες προσαρμόστηκαν. Έμαθαν να χρησιμοποιούν τις ελάχιστες δυνατές ποσότητες ακριβών αντιδραστηρίων. Έχουν ειδικευτεί στο να εργάζονται φορώντας τις μπλούζες εργαστηρίου όταν δεν γίνονται παραδόσεις πετρελαίου θέρμανσης".
Το τελευταίο όμως πλήγμα στην ελληνική έρευνα ήταν η εξαφάνιση των κονδυλίων για συνδρομές σε επιστημονικές επιθεωρήσεις. "Οι μεγαλύτεροι εκδότες -συμπεριλαμβανομένων των Elsevier, Springer και Taylor & Francis- απειλούν να σταματήσουν να προσφέρουν πρόσβαση. Άλλοι το έχουν ήδη πράξει" γράφει η Δρ Τραχανά.
Σύμφωνα με την ερευνήτρια "δεν υπάρχουν ενδείξεις ότι η ελληνική κυβέρνηση αντιλαμβάνεται το γεγονός ότι η μακροπρόθεσμη δέσμευση για χρηματοδότηση της επιστήμης και της παιδείας οφείλει να αποτελεί μέρος της στρατηγικής για την προώθηση της οικονομικής ανάπτυξης.
Συνέπεια αυτής της κατάστασης είναι η διαρροή Ελλήνων ερευνητών στο εξωτερικό" λέει η Τραχανά, η οποία σκέφτεται και η ίδια να φύγει.

Σύμφωνα με εκτιμήσεις τις οποίες επικαλείται, το 2010 ζούσαν και εργάζονταν στο εξωτερικό 120.000 πανεπιστημιακοί ερευνητές, περίπου το 10% του συνόλου. Σήμερα, ο αριθμός φέρεται να έχει αυξηθεί στους 150.000.

Πηγή : in.gr

19 Απρ 2013

Πρωτοποριακή μέθοδος μετατρέπει το άχυρο και τους κορμούς σε τρόφιμα

Όπως φαίνεται, στο μέλλον θα τρώμε ξύλο κυριολεκτικά. Ερευνητές στις ΗΠΑ κατάφεραν για πρώτη φορά να μετατρέψουν την κυτταρίνη -το βασικό συστατικό του ξύλου και όλων των φυτικών υπολειμμάτων- σε άφθονο βρώσιμο άμυλο.
Η κυτταρίνη αντιστοιχεί σε ένα πολύ μεγάλο μέρος της βιομάζας των φυτών σε όλο τον πλανήτη. Το εντυπωσιακό μάλιστα είναι ότι η παραγωγή άχρηστης κυτταρίνης στη γεωργία είναι πολύ μεγαλύτερη από την παραγωγή αγροτικών προϊόντων. Στην περίπτωση των σιτηρών, για παράδειγμα, κάθε τόνος συγκομιδής πρέπει να διαχωριστεί από 2 με 3 τόνους αποβλήτων πλούσιων σε κυτταρίνη.
Κάθε μόριο κυτταρίνης αποτελείται από εκατοντάδες χιλιάδες μόρια γλυκόζης, η οποία φυσικά τρώγεται. Το πρόβλημα όμως είναι ότι οι δεσμοί που συνδέουν αυτά τα μόρια γλυκόζης διασπώνται εξαιρετικά δύσκολα. Μόνο λίγα είδη βακτηρίων, και κυρίως μυκήτων, μπορούν να φέρουν εις πέρας αυτό τον άθλο, γι΄ αυτό και το ξύλο μπορεί να παραμένει για χρόνια θαμμένο στο έδαφος μέχρι να αποσυντεθεί πλήρως.
Τα τελευταία χρόνια βρίσκονται σε εξέλιξη πολλά ερευνητικά προγράμματα με στόχο τη μετατροπή της κυτταρίνης σε βιοκαύσιμα όπως η αιθανόλη. Φαίνεται όμως ότι, εκτός από καύσιμα, η κυτταρίνη θα μπορούσε να αποτελέσει πρώτη ύλη και για την παραγωγή αμύλου, το οποίο επίσης αποτελείται από μόρια γλυκόζης, ενωμένα όμως με διαφορετικούς δεσμούς.
Ο Δρ Πέρσιβαλ Ζανγκ του Πολιτειακού Πανεπιστημίου της Βιρτζίνια στο Μπλάκσμπεργκ χρησιμοποίησε γονίδια βακτηρίων τα οποία ήταν γνωστό ότι μεταβολίζουν την κυτταρίνη. Τα γονίδια αυτά εισήχθησαν σε βακτήρια Escherichia coli, τα οποία έτσι ανέλαβαν να παράγουν τα απαραίτητα ένζυμα σε επαρκείς ποσότητες.
Μια ομάδα ενζύμων διασπά την κυτταρίνη σε μικρότερα μόρια, ενώ μια δεύτερη ομάδα ενζύμων μετατρέπει αυτά τα μόρια σε αμυλόζη, μια μορφή αμύλου.
Η συνθετική αμυλόζη  "δεν έχει γεύση στην αρχή" αναφέρει ο Δρ Ζανγκ που δοκίμασε το παρασκεύασμα. "Αν το μασήσεις για λίγο γίνεται ελαφρώς γλυκό" συνεχίζει. Πράγματι, τα μόρια αμύλου διασπώνται εύκολα από το ένζυμο αμυλάση του σάλιου και μετατρέπονται έτσι σε ελεύθερα μόρια γλυκιάς γλυκόζης.
Η νέα μέθοδος μετατρέπει σε άμυλο γύρω στο ένα τρίτο της συνολικής κυτταρίνης, ωστόσο ό,τι περισσεύει δεν είναι άχρηστο: η υπόλοιπη κυτταρίνη μετατρέπεται σε γλυκόζη, η οποία μπορεί με τη σειρά της να μετατραπεί σε βιοαιθανόλη με μεθόδους βιοτεχνολογίας.
Δεδομένου ότι το άμυλο αντιστοιχεί σήμερα έως και στο 40% της ανθρώπινης διατροφής, η νέα ενζυματική τεχνική θα μπορούσε να ταΐσει τον αυξανόμενο παγκόσμιο πληθυσμό, εκτιμούν τώρα οι ερευνητές.
Υπολογίζουν ότι, αν η διαθεσιμότητα της γλυκόζης ήταν 100 δισεκατομμύρια τόνους το χρόνο, η μέθοδός τους θα μπορούσε να παράγει 4,5 δισεκατομμύρια τόνους αμύλου, ποσότητα δύο φορές μεγαλύτερη από την ετήσια παγκόσμια παραγωγής δημητριακών.
Ακόμα όμως κι αν αποδειχθεί στο μέλλον ότι οι άνθρωποι δεν έχουν όρεξη να καταναλώσουν αυτό το νέο συνθετικό τρόφιμο, το άμυλο από κυτταρίνη θα μπορούσε να αξιοποιηθεί στην παραγωγή βιοδιασπώμενου πλαστικού και άλλων υλικών.
Σίγουρα όμως, αυτό απέχει πολύ στο μέλλον : τα απαιτούμενα ένζυμα είναι σήμερα εξαιρετικά ακριβά, και οι ερευνητές υπολογίζουν ότι θα χρειάζονταν ένα εκατομμύριο δολάρια για να παραχθούν 20 κιλά αμυλόζης.

Η μελέτη δημοσιεύεται στο περιοδικό PNAS (Proceedings of the National Academy of Sciences).

Πηγή : in.gr

13 Απρ 2013

H ζωή στη μακρινή Ευρώπη μπορεί να τρέφεται με οξυζενέ

Η παγωμένη επιφάνεια της Ευρώπης, αυτού του αινιγματικού δορυφόρου του Δία, περιέχει σχετικά μεγάλες ποσότητες υπεροξειδίου του υδρογόνου, το οποίο θα μπορούσε να αποτελεί πηγή ενέργειας για τα μικρόβια που ενδεχομένως κρύβονται στον υπόγειο ωκεανό του φεγγαριού, ανακοίνωσαν ερευνητές της NASA.
 "Η ζωή όπως τη γνωρίζουμε χρειάζεται υγρό νερό, χημικά στοιχεία όπως ο άνθρακας, το άζωτο, ο φώσφορος και το θείο, καθώς και κάποια πηγή χημικής ενέργειας ή φωτός. Η Ευρώπη διαθέτει υγρό νερό και χημικά στοιχεία, και πιστεύουμε ότι το υπεροξείδιο του υδρογόνου ενδέχεται να καλύπτει ένα σημαντικό μέρος των απαιτήσεων σε ενέργεια. Η παρουσία οξειδωτικών παραγόντων όπως το υπεροξείδιο του υδρογόνου έπαιξε κρίσιμο ρόλο στην εμφάνιση σύνθετων, πολυκύτταρων μορφών ζωής στη Γη" δήλωσε ο Κέβιν Χαντ του Εργαστηρίου Αεριώθησης (JPL) της NASA στην Καλιφόρνια.
Η Ευρώπη, ένα από τα τέσσερα μεγάλα φεγγάρια του Δία, συγκεντρώνει εδώ και χρόνια το ενδιαφέρον των αστροβιολόγων, καθώς υπάρχουν ισχυρές ενδείξεις ότι κάτω από τον πάγο που καλύπτει την επιφάνεια υπάρχει ένας παγκόσμιος ωκεανός, μέσα στον οποίο θα μπορούσε ενδεχομένως να έχει εμφανιστεί μικροβιακή ζωή (το ίδιο ισχύει εξάλλου για τον δορυφόρο του Κρόνου Εγκέλαδο)
Το υπεροξείδιο του υδρογόνου (Η2Ο2) είναι μια υγρή, άοσμη ένωση με ισχυρές οξειδωτικές ιδιότητες. Το υδατικό του διάλειμμα, γνωστό ως οξυζενέ, χρησιμοποιείται ως απολυμαντικό.
Για τους περισσότερους ζωντανούς οργανισμούς, το υπεροξείδιο του υδρογόνου σχηματίζεται ως παραπροϊόν των μεταβολικών αντιδράσεων και πρέπει να εξουδετερώνεται από τα κύτταρα καθώς έχει ισχυρή τοξική δράση. Ορισμένα βακτήρια, πάντως, χρησιμοποιούν το υπεροξείδιο ως πηγή ενέργειας.
Οι πρώτες ενδείξεις για την ύπαρξη υπεροξειδίου του υδρογόνου στην Ευρώπη ήρθαν το 1997 από την αποστολή Galileo, η οποία όμως μελέτησε ένα μικρό τμήμα του υδρογόνου.
Τώρα, ο Δρ Χαντ και οι συνεργάτες του παρουσιάζουν στην επιθεώρηση Astronomy & Astrophysics μια ανάλυση που καλύπτει μια πολύ μεγαλύτερη επιφάνεια.
Οι ερευνητές χρησιμοποίησαν το τηλεσκόπιο Keck ΙΙ στη Χαβάη για να ανιχνεύσουν τη φασματική υπογραφή του Η2Ο2 στο υπέρυθρο τμήμα του φάσματος. Η ουσία ανιχνεύθηκε στην πλευρά του Ευρώπης που κοιτά προς την κατεύθυνση της κίνησης του φεγγαριού, σε συγκέντρωση 20 φορές μικρότερη από ό,τι στο οξυζενέ για οικιακή χρήση.
Αυτό όμως που παραμένει άγνωστο είναι το κατά πόσο το υπεροξείδιο υπάρχει και μέσα στον ωκεανό της Ευρώπης, εκτός από την επιφάνεια που είναι σχεδόν σίγουρα νεκρή.
 "Στην Ευρώπη, το υπεροξείδιο θα μπορούσε να ικανοποιεί τις ενεργειακές απαιτήσεις που απαιτούνται για τη ζωή, εφόσον βέβαια αναμειγνύεται με το νερό του ωκεανού" επισήμανε ο Δρ Χαντ.
Όσον αφορά το μηχανισμό σχηματισμού του υπεροξείδιου, οι ερευνητές εκτιμούν ότι η ένωση δημιουργείται από το βομβαρδισμό του επιφανειακού πάγου από ισχυρή ακτινοβολία.

Πηγή : in.gr

11 Απρ 2013

Δενδρολίβανο : το βότανο της μνήμης

Μια νέα μελέτη έρχεται να επιβεβαιώσει ευρήματα προηγούμενων ερευνών για τις ευεργετικές ιδιότητες του δεντρολίβανου για την εγκεφαλική λειτουργία και ειδικότερα τη μνήμη. Η ανακάλυψη ίσως βοηθήσει στην προσπάθεια θεραπείας ατόμων που αντιμετωπίζουν προβλήματα μνήμης.
Ερευνητές του Πανεπιστημίου Northumbria στη Βρετανία πραγματοποίησαν πειράματα στα οποία έλαβαν μέρος 66 άτομα που χωρίστηκαν σε δύο ομάδες. Η μια ομάδα εισήλθε σε ένα δωμάτιο που ήταν αρωματισμένο με αιθέρια έλαια δεντρολίβανου ενώ η άλλη ομάδα δεν ήρθε σε κάποια επαφή με το φυτό. Στη συνέχεια οι συμμετέχοντες κλήθηκαν να εκτελέσουν διάφορες ασκήσεις μνήμης. Όσοι είχαν έρθει σε επαφή με το δεντρολίβανο διαπιστώθηκε ότι είχαν υψηλότερα επίπεδα ενός αιθερίου ελαίου του φυτού στο αίμα τους (1,8-κινεόλη ή ευκαλυπτόλη) και τελικά τα κατάφεραν καλύτερα από τους άλλους στα τεστ. Η 1,8-κινεόλη έχει διαπιστωθεί ότι επηρεάζει τους χημικούς μηχανισμούς του οργανισμού οι οποίοι επηρεάζουν τη μνήμη.
"Στόχος μας ήταν να θεμελιώσουμε προηγούμενα ευρήματα σε έρευνες που είχαμε κάνει για τις ευεργετικές επιπτώσεις του αρώματος του δεντρολίβανου στη μακροπρόθεσμη μνήμη αλλά και τις αριθμητικές ικανότητες ενός ατόμου. Εκείνες οι έρευνες είχαν δείξει ότι το δεντρολίβανο επηρεάζει την εγκεφαλική λειτουργία αναχαιτίζοντας ένζυμα που την μπλοκάρουν. Αυτή τη φορά επικεντρώσαμε τη προσοχή μας στην προοπτική μνήμη, την ικανότητα να θυμηθούμε να κάνουμε κάτι μελλοντικά, ικανότητα κρίσιμη για την ομαλότητα στην καθημερινότητά μας" αναφέρει ο Μαρκ Μος, επικεφαλής της μελέτης που παρουσιάστηκε στο ετήσιο συνέδριο της Βρετανικής Εταιρείας Ψυχολογίας.
Στο άκουσμα της είδησης πολλοί θυμήθηκαν τον Σαίξπηρ που στον Αμλετ είχε εξάρει τις ευεργετικές ιδιότητες του δεντρολίβανου. Η Οφηλία λέει στον Αμλετ "να το δεντρολίβανο για να με θυμάσαι, σε εκλιπαρώ αγάπη μου θυμήσου".

Πηγή : ΒΗΜΑ Science

9 Απρ 2013

Διοξείδιο του τιτανίου πολλαπλών χρήσεων : ένα νέο θαυματουργό νανο-υλικό

Ένα θαυματουργό νανο-υλικό που παράγει υδρογόνο, καθαρό νερό και ενέργεια ανέπτυξαν ερευνητές του Τεχνολογικού Πανεπιστημίου Nanyang στη Σιγκαπούρη.
Μοιάζει με σενάριο από ταινία επιστημονικής φαντασίας όμως οι ιδιότητες του θαυματουργού υλικού δεν σταματούν εδώ. Μπορεί να αφαλατώσει το νερό, να χρησιμοποιηθεί ως σύστημα διύλισης νερού, να παράγει ενέργεια από τα απόβλητα άλμης στις μονάδες αφαλάτωσης, να μετατραπεί σε εύκαμπτες ηλιακές κυψέλες και να διπλασιάσει τη διάρκεια ζωής των μπαταριών ιόντων λιθίου.
Παράλληλα, μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την ανάπτυξη αντιβακτηριδιακών επιδέσμων, χάρη στη μοναδική του ιδιότητα να σκοτώνει τα βακτήρια. Το υλικό, που ονομάστηκε Διοξείδιο Τιτανίου Πολλαπλών Χρήσεων (TiO2), δημιουργείται από τη μετατροπή κρυστάλλων διοξειδίου του τιτανίου σε νανοΐνες.
Οι νανοΐνες στη συνέχεια υφίστανται επεξεργασία και μετατρέπονται σε μεμβράνες διύλισης, που αποτελούνται από έναν συνδυασμό στοιχείων (άνθρακα, χαλκό, ψευδάργυρο, κασσίτερο), ανάλογα με το τελικό προϊόν που θέλουμε να δημιουργήσουμε.
Το διοξείδιο του τιτανίου είναι ένα φθηνό, άφθονο, υλικό, που λειτουργεί ως φωτοκαταλύτης επιταχύνοντας τις χημικές αντιδράσεις.
Σύμφωνα με τους ερευνητές που το ανέπτυξαν, επειδή είναι υδρόφιλο, το θαυματουργό υλικό μπορεί να εξυπηρετήσει ως μεμβράνη "ευθείας όσμωσης", αφαλατώνοντας το νερό. Εκτός αυτού, όταν εκτεθεί στο φως παράγει υδρογόνο.
"Αν και δεν έχουμε καταφέρει να αντιμετωπίσουμε τα δυο μεγαλύτερα προβλήματα του κόσμου: φθηνή ανανεώσιμη ενέργεια και καθαρό νερό, η μεμβράνη πολλαπλών χρήσεων, με τα νανοσωματίδια διοξειδίου του τιτανίου, θεωρείται καταλυτικής σημασίας για την εξεύρεση λύσεων στα προβλήματα αυτά", τόνισε σε δηλώσεις του ο επικεφαλής της μελέτης, Δρ. Darren Sun.

Πηγή : econews.gr