28 Νοε 2013

«Δισδιάστατος τσίγκος», νέος υποψήφιος διάδοχος του πυριτίου

Μια πρωτοποριακή τσίγκινη λαμαρίνα, η οποία πάχος ενός μόλις ατόμου, άγει τον ηλεκτρισμό με απόδοση 100%, και θα μπορούσε στο μέλλον να διαδεχθεί το πυρίτιο στα ηλεκτρονικά κυκλώματα.
Η νέα μορφή του κασσίτερου βαφτίστηκε «στανένιο», ένας συνδυασμός του stannum, της λατινικής λέξης για τον κασσίτερο, με την κατάληξη «-ένιο» που χρησιμοποιείται και για το γραφένιο -μια μορφή του άνθρακα που έχει επίσης τη μορφή φύλλων με πάχος ενός ατόμου. Επειδή τα φύλλα αυτά έχουν αμελητέο πάχος ονομάζονται συχνά και «δισδιάστατα» υλικά.
Ερευνητές του Πανεπιστημίου του Στάνφορντ και του αμερικανικού υπουργείου Ενέργειας παρουσιάζουν τώρα θεωρητικούς υπολογισμούς που δείχνουν ότι το στανένιο θα ήταν ιδανικό για τη βιομηχανία ημιαγωγών.
Εφόσον οι προβλέψεις της μελέτης επιβεβαιωθούν με εργαστηριακά πειράματα, ο δισδιάστατος τσίγκος θα μπορούσε αρχικά να χρησιμοποιηθεί στα μικροσκοπικά καλώδια που συνδέουν στοιχεία του ίδιου ηλεκτρονικού τσιπ.
Σύμφωνα με τη μελέτη, η οποία δημοσιεύεται στο "Physical Review Letters", ο δισδιάστατος κασσίτερος θα πρέπει να συμπεριφέρεται ως «τοπολογικός μονωτής». Τα υλικά αυτής της κατηγορίας επιτρέπουν τη διέλευση ηλεκτρικού ρεύματος μόνο στις άκρες τους ή στην εξωτερική τους επιφάνεια, όχι όμως από το εσωτερικό τους. Όταν μάλιστα οι τοπολογικοί μονωτές έχουν πάχος ενός ατόμου, άγουν τον ηλεκτρισμό με απόδοση 100%.
Οι ασυνήθιστες ιδιότητες των τοπολογικών μονωτών προκύπτουν από περίπλοκες αλληλεπιδράσεις ανάμεσα στα ηλεκτρόνια και τα βαρέα μέταλλα που συνήθως περιέχουν αυτά τα υλικά. Οι υπολογισμοί των ερευνητών δείχνουν τώρα ότι ο κασσίτερος θα ήταν ιδανικό υλικό, καθώς θα λειτουργούσε ως τοπολογικός μονωτής σε θερμοκρασία δωματίου.
Αργότερα θα μπορούσε να αντικαταστήσει πλήρως το πυρίτιο, αρκεί να βρεθεί τρόπος να μην υπερβαίνει ποτέ σε πάχος το ένα άτομο και να μην φθείρεται από τις μεθόδους παραγωγής που εφαρμόζει η βιομηχανία ημιαγωγών.
Η αλήθεια είναι βέβαια ότι υπάρχουν κι άλλα υλικά που θα μπορούσαν να διαδεχθούν το πυρίτιο, όπως το γραφένιο και οι νανοσωλήνες άνθρακα.
Όπως όμως προβλέπει ο Σουσένγκ Ζανγκ του Στάνφορντ, μέλος της ερευνητικής ομάδας, η Κοιλάδα του Πυριτίου (Silicon Valley) θα μπορούσε μια μέρα να αντικατασταθεί από την Κοιλάδα του Τσίγκου.


Πηγή : in.gr

27 Νοε 2013

LSD : 75η επέτειος

To διαιθυλαμίδιο του λυσεργικού οξέος (Lysergic acid diethylamide), γνωστό περισσότερο με το ακρωνύμιο LSD, είναι συνθετική, δραστική, παραισθησιογόνος ουσία που παράγεται από το λυσεργικό οξύ, το οποίο με τη σειρά του εξάγεται από το μύκητα ερυσίβη (Claviceps purpurea) που αναπτύσσεται συνήθως στη σίκαλη. Παρασκευάζεται χημικά και η βασική χημική δομή του είναι παρόμοια με αυτή των αλκαλοειδών της ερυσίβης, ενώ εμφανίζει επίσης ομοιότητες με άλλες ουσίες, όπως η ψιλοκυβίνη, με δυνατότητα δέσμευσης της δράσης της σεροτονίνης.
Παρασκευάστηκε για πρώτη φορά το Νοέμβριο του 1938 από τον Ελβετό χημικό Άλμπερτ Χόφμαν, στα εργαστήρια της φαρμακευτικής εταιρείας Sandoz, στη Βασιλεία, στα πλαίσια ενός γενικού ερευνητικού προγράμματος για τη μελέτη της ιατρικής χρήσης θεραπευτικών βοτάνων.
Η παραισθησιογόνος δράση του διαπιστώθηκε πέντε χρόνια αργότερα, το 1943, από τον ίδιο το Χόφμαν, όταν αυτός απορρόφησε κατά λάθος μια μικρή ποσότητα της ένωσης με τα δάχτυλά του και βίωσε ασυνήθιστες αισθήσεις.
Χρησιμοποιήθηκε πειραματικά στην ιατρική ως ένας ψυχωσιομιμητικός παράγοντας, προκειμένου να επιφέρει ψυχικές καταστάσεις παρόμοιες με αυτές που συνοδεύουν ψυχικές ασθένειες, όπως η σχιζοφρένεια, με σκοπό τη μελέτη τους. Στη δεκαετία του 1960, η χρήση του προτάθηκε για τη θεραπεία νευρώσεων, ειδικά σε ασθενείς που αρνούνταν να ακολουθήσουν άλλες θεραπευτικές μεθόδους, καθώς και για την αντιμετώπιση του αλκοολισμού. Μελετήθηκε ακόμα η αποτελεσματικότητά της στην αντιμετώπιση του αυτισμού ή της εξάρτησης από άλλες ψυχοτρόπες ουσίες, ωστόσο μέχρι τις αρχές της δεκαετίας του 1990 δεν αποδείχθηκε πως διέθετε κλινική αξία.
Ορισμένοι οργανισμοί συνεχίζουν να υποστηρίζουν και να χρηματοδοτούν την έρευνα για τις πιθανές ιατρικές χρήσεις του LSD, ωστόσο η θεραπευτική χρήση του παραμένει σε πειραματικό επίπεδο, με δεδομένο πως αποτελεί απαγορευμένη ουσία.
Κατά τη δεκαετία του 1960, η χρήση του LSD υπήρξε ιδιαίτερα διαδεδομένη και συνδέθηκε κυρίως με το κίνημα των χίπις στις Ηνωμένες Πολιτείες και στη δυτική Ευρώπη, αποτελώντας σύμβολο της ψυχεδελικής κουλτούρας της εποχής.
Όπως όλες οι παραισθησιογόνες ουσίες, το LSD προκαλεί αποκλίσεις από τη συνήθη συμπεριφορά του χρήστη, αλλοιώνοντας την αντίληψη της πραγματικότητας, προκαλώντας οπτικές και ακουστικές αντιληπτικές διαταραχές. Εμφανίζει διαφορές σε σχέση με άλλες ψυχοτρόπες ουσίες, μεταξύ αυτών το γεγονός πως δεν προκαλεί εθισμό και το ενδεχόμενο αναβίωσης της εμπειρίας της χρήσης μετά τη διακοπή της. Αξιοσημείωτη είναι η υψηλή δραστικότητα της ουσίας, καθώς δόσεις της τάξης των 25μg (μικρογραμμαρίων) είναι σε θέση να επενεργήσουν. Το LSD απορροφάται από το ανθρώπινο σώμα σε διάστημα περίπου μίας ώρας και η επίδρασή του διαρκεί περίπου οκτώ έως δώδεκα ώρες. Λαμβάνεται συνήθως από το στόμα, τυπικά σε χάπια, κάψουλες, κύβους ζάχαρης, στυπόχαρτο ή ειδικά αυτοκόλλητα. Σε υγρή μορφή χορηγείται με ενδομυϊκή ή ενδοφλέβια ένεση.

Πηγή : Wikipedia

Περισσότερες πληροφορίες εδώ (Η χημική ένωση του μήνα από το Χημικό τμήμα του Πανεπιστημίου Αθήνας) 

16 Νοε 2013

Καφεΐνη


Η καφεΐνη είναι ένα πικρό, λευκό κρυσταλλικό αλκαλοειδές της ξανθίνης το οποίο είναι ένα ψυχοενεργό διεγερτικό ναρκωτικό. Η καφεΐνη ανακαλύφθηκε από το Γερμανό χημικό Φρίντριχ Φέρντιναντ Ρούνγκε το 1819. Αυτός επινόησε τον όρο kaffein, μιας χημικής ένωσης του καφέ, η οποία στην ελληνική γλώσσα έγινε καφεΐνη.
Η καφεΐνη βρίσκεται σε ποικίλες ποσότητες στους κόκκους, στα φύλλα, και στους καρπούς ορισμένων φυτών, όπου δρα ως φυσικό φυτοφάρμακο που παραλύει και σκοτώνει ορισμένα έντομα που τρέφονται από τα φυτά. Καταναλώνεται συνηθέστερα από τον άνθρωπο σε εγχύσεις που προέρχονται από τους κόκκους του φυτού καφές (Coffea Arabica) και τα φύλλα του τσαγιού (Καμέλια η σινική - Camellia sinensis), καθώς και από διάφορα τρόφιμα και ποτά που περιέχουν προϊόντα που προέρχονται από το φιστίκι κόλα. Άλλες πηγές περιλαμβάνουν το Μάτε (Yerba maté), μούρα γκουαρανά (guarana), και το Ilex vomitoria.
Στον άνθρωπο η καφεΐνη δρα ως διεγερτικό του κεντρικού νευρικού συστήματος (ΚΝΣ), έχοντας ως αποτέλεσμα την προσωρινή αποτροπή της υπνηλίας και την αποκατάσταση της εγρήγορσης. Ποτά που περιέχουν καφεΐνη, όπως ο καφές, το τσάι, ορισμένα αναψυκτικά και ενεργειακά ποτά είναι πολύ δημοφιλή. Η καφεΐνη είναι η πιο ευρείας καταναλώσεως ψυχοδραστική ουσία στον κόσμο, αλλά, σε αντίθεση με πολλές άλλες ψυχοδραστικές ουσίες, η χρήση της είναι νόμιμη και μη ρυθμιζόμενη σε σχεδόν όλες τις χώρες. Στη Βόρεια Αμερική το 90% των ενηλίκων καταναλώνει καφεΐνη ημερησίως. Ο οργανισμός Food and Drug Administration των ΗΠΑ καταλογίζει την καφεΐνη ως «πολλαπλών σκοπών γενικά αναγνωριζόμενη ως ασφαλής ουσία τροφίμων».
Η καφεΐνη έχει διουρητικές ιδιότητες, τουλάχιστον όταν χορηγείται σε επαρκείς δόσεις και σε άτομα που δεν έχουν ανοχή σε αυτήν. Οι τακτικοί χρήστες, ωστόσο, αναπτύσσουν μια ισχυρή ανοχή προς αυτό το φαινόμενο  και μελέτες γενικά έχουν αποτύχει να υποστηρίξουν την κοινή αντίληψη ότι η τακτική κατανάλωση των ποτών που περιέχουν καφεΐνη συμβάλλει σημαντικά στην αφυδάτωση

Περισσότερες πληροφορίες εδώ (wikipedia

13 Νοε 2013

Το πιο αδιάβροχο υλικό

Το πιο αδιάβροχο... αδιάβροχο υλικό υποστηρίζουν ότι ανέπτυξαν επιστήμονες από το Εθνικό Εργαστήριο Μπρουκχέιβεν του αμερικανικού υπουργείου Ενέργειας. Το απόλυτα υδροφοβικό, όπως το αποκαλούν, υλικό «διώχνει» τις σταγόνες του νερού ακόμη και όταν αυτές πέφτουν στην επιφάνειά του υπό πίεση. Παρόμοια υλικά έχουν αναπτυχθεί ως τώρα, οι ερευνητές του Μπρουκχέιβεν όμως ανέπτυξαν μια μέθοδο για την ευκολότερη κατασκευή τους σε ακόμη πιο μικροσκοπική κλίμακα και σε μεγαλύτερες επιφάνειες, εξασφαλίζοντας παράλληλα καλύτερα αποτελέσματα και ανοίγοντας τον δρόμο για ευρύτερες εφαρμογές.
«Η ιδέα ότι οι μικροσκοπικές δομές μπορούν να προσδώσουν σε ένα υλικό υδατοαπωθητικές ιδιότητες έχει τις ρίζες της στη φύση» εξήγησε σε δελτίο Τύπου ο επικεφαλής της σχετικής μελέτης Αντόνιο Κέκο του Ινστιτούτου Μπρουκχέιβεν. «Για παράδειγμα, τα φύλλα του λωτού και οι εξωσκελετοί ορισμένων εντόμων έχουν μικροσκοπικής κλίμακας δομές σχεδιασμένες ώστε να απωθούν το νερό παγιδεύοντας αέρα. Η ιδιότητα αυτή, η οποία ονομάζεται "υπερυδροφοβικότητα", κάνει τα σταγονίδια του νερού να κυλάνε μακριά, μεταφέροντας μαζί τους τα σωματίδια σκόνης και τη βρωμιά».
Μιμούμενοι τη φύση 
Οι επιστήμονες προσπαθούν να μιμηθούν με διάφορους τρόπους αυτούς τους μηχανισμούς αυτοκαθαρισμού της φύσης καθώς είναι χρήσιμοι σε πολλές εφαρμογές προσφέροντας επιφάνειες που αυτοκαθαρίζονται, δεν παγώνουν και δεν μολύνονται από βακτήρια. Η μίμηση αυτή ωστόσο δεν είναι εύκολη - οι κυριότερες δυσκολίες που συναντούν οι ειδικοί εντοπίζονται στην ανάπτυξη υλικών του είδους που να μπορούν να λειτουργήσουν σε υψηλές θερμοκρασίες, πιέσεις και υγρασία (ώστε να μπορούν να χρησιμοποιηθούν π.χ. στα παρμπρίζ των αυτοκινήτων και των αεροπλάνων η στις ατμογεννήτριες) καθώς και στην παραγωγή των πιο μικροσκοπικών δομών - οι οποίες είναι και οι πιο «λειτουργικές» - σε μεγάλης κλίμακας επιφάνειες. 
Και τους δύο αυτούς σκοπέλους ξεπέρασαν οι ερευνητές του Μπρουκχέιβεν αναπτύσσοντας μια νέα μέθοδο κατασκευής του υπερ-υδροφοβικού υλικού τους. «Αναπτύξαμε μια κατασκευαστική προσέγγιση που βασίζεται στην αυτοσυναρμολόγηση των νανοδομών και η οποία μας επιτρέπει να ελέγχουμε επακριβώς τη γεωμετρία της δομής της επιφάνειας σε όσο μεγάλη κλίμακα θέλουμε - καταρχήν ακόμη και σε μεγέθη τετραγωνικών μέτρων» δήλωσε ο δρ Κέκο. Η προσέγγιση αυτή εκμεταλλεύεται την τάση των λεγόμενων «αδρομερών συμπολυμερών» υλικών να αυτo-οργανώνονται μέσω ενός μηχανισμού ο οποίος είναι γνωστός ως «αποχωρισμός μικροφάσης».
Κύλινδροι και κώνοι 
Με αυτή την τεχνική οι ερευνητές του Μπρουκχέιβεν δημιούργησαν και δοκίμασαν υλικά με διαφορετικές δομές στην επιφάνειά τους - κυρίως με δομές που αποτελούνταν είτε από κυλινδρικούς στύλους με επίπεδη επιφάνεια είτε από «ακίδες» σε σχήμα κώνου με μυτερές κορυφές, σε κλίμακες των 20 νανομέτρων ή μικρότερες. Δοκιμάζοντας το καθένα ξεχωριστά είδαν ότι η πιο αποτελεσματική στην απώθηση του νερού ήταν η επιφάνεια με τους νανοκώνους - κάτι το οποίο ήταν γνωστό από προηγούμενες μελέτες (τόσο του ίδιου του δρος Κέκο όσο και άλλων ερευνητών) αλλά δεν είχε αποδειχθεί σε τέτοιον βαθμό. Επιπλέον η νέα μελέτη, η οποία δημοσιεύθηκε στην επιθεώρηση «Advanced Materials», έδειξε για πρώτη φορά ότι οι νανοδομές με κωνικό σχήμα κάνουν τις σταγόνες του νερού να κυλάνε πιο εύκολα, κρατώντας την επιφάνεια πιο στεγνή. Στα πειράματα που έγιναν μάλιστα φάνηκε ότι οι νανοκώνοι που δημιούργησαν οι επιστήμονες του Μπρουκχέιβεν διατηρούν την υδατοαπωθητική ιδιότητά τους ακόμη και όταν το νερό ψεκάζεται επάνω τους με σύριγγα υπό πίεση.
Επόμενος στόχος τους είναι να επεκτείνουν την τεχνική τους και σε άλλα υλικά, όπως το γυαλί ή το πλαστικό, καθώς και να κατασκευάσουν ανάλογες επιφάνειες οι οποίες θα είναι «φοβικές» στο πετρέλαιο. 

Πηγή : Βήμα Science