Μπαταρίες από νάτριο

Οι μπαταρίες ιόντων λιθίου χρησιμοποιούνται από τα smartphone μέχρι τα ηλεκτρικά αυτοκίνητα, αλλά ερευνητές στην Ιαπωνία θέλουν να αντικαταστήσουν το λίθιο με ένα στοιχείο σε αφθονία στη φύση, το νάτριο. Για να μπορέσουν οι μπαταρίες νατρίου να απελευθερώσουν την ίδια ποσότητα ενέργειας με τις αντίστοιχες του λιθίου, έπρεπε να κατασκευαστεί ένα ηλεκτρόδιο από εντελώς νέα υλικά. Ένωσαν λοιπόν οξείδιο του σιδήρου, οξείδιο του νατρίου και οξείδιο του μαγγανίου σε ένα σβόλο. Ο σβόλος αυτός "ψήθηκε" στους 900 βαθμούς Κελσίου για 12 ώρες. Έπειτα, οι ερευνητές έφτιαξαν μία μπαταρία νατρίου χρησιμοποιώντας το νέο υλικό στο θετικό ηλεκτρόδιο και μεταλλικό νάτριο στο αρνητικό. Τα αποτελέσματα ήταν εντυπωσιακά, αν και οι επιστήμονες πρέπει να λύσουν το εξής πρόβλημα : η ενεργειακή πυκνότητα του νέου υλικού, αρχίζει και φθίνει μετά από ένα κύκλο 30 επαναφορτίσεων, πράγμα που σημαίνει πως το νέο υλικό συγκρατεί ολοένα και λιγότερη ενέργεια μετά από αυτό το στάδιο.

Όμως, η "εφεύρεση" του νέου υλικού από τους Ιάπωνες, θα επιτρέψει την κατασκευή μπαταριών νατρίου που θα είναι οικονομικότερες, ισχυρότερες, μικρότερες και πιο ελαφριές.

Πράγμα που σημαίνει πως ανοίγει ο δρόμος και για να αλλάξει δραματικά ο σχεδιασμός των συσκευών μας. 

Ολόκληρο το άρθρο : Ars Technica

Παγωτοχημεία …

    Μια από τις πιο αγαπημένες γεύσεις, ιδιαίτερα τώρα που ανοίγει ο καιρός, είναι το παγωτό. Η ιστορία του παγωτού ξεκινάει πολύ πριν ο Linde ανακαλύψει την ψύξη. Οι πρώτοι που ανέμιξαν φρούτα με πάγο, ήταν οι Κινέζοι, από τους οποίους πήραν την ιδέα οι Πέρσες.

Λέγεται μάλιστα ότι ο Μέγας Αλέξανδρος, όταν έφτασε μέχρι την Περσία, έστελνε στρατιώτες στα βουνά να κατεβάσουν χιόνι, που το έθαβαν βαθιά στη γη και το κάλυπταν με πυκνό στρώμα από άχυρα, ώστε να διατηρηθεί. Κατόπιν το αναμίγνυαν με φρούτα και μέλι.

Έπειτα, ο Marco Polo, γυρίζοντας από την περιπέτειά του στην Ανατολή, αποκάλυψε τη συνταγή για ένα γλυκό από παγωμένο γάλα, που διατηρούνταν κρύο, χάρη σ' ένα μίγμα νερού και νιτρικού νατρίου.

Ένα από τα πρώτα μαγειρικά βιβλία που περιγράφει παγωτά είναι γραμμένο γύρω στο 1700 από ένα Παριζιάνο ζαχαροπλάστη.

Εκείνη την εποχή, στις περισσότερες μεγάλες πόλεις της Ευρώπης το παγωτό ήταν αρκετά γνωστό. Η πρώτη φορά που η συγκεκριμένη φράση "ice cream" (παγωμένη κρέμα) εμφανίζεται σε γραπτό, είναι το 1744 στην Αμερική.

Η επανάσταση του παγωτού ήρθε το 1846 όταν εφευρέθηκε η πρώτη χειροκίνητη παγωτομηχανή.

Από τα υλικά ενός παγωτού, όλα παίζουν το ρόλο τους. Πιο συγκεκριμένα :

Τα φρούτα προσφέρουν τη γεύση, το άρωμα και τις βιταμίνες τους. Αρκεί βέβαια το άρωμα να μην είναι τεχνητό . . .

Η ζάχαρη συντελεί καθοριστικά στην υφή και στη σταθεροποίηση των αρωμάτων.

Τα γαλακτοκομικά προσδίδουν στο παγωτό τη βελουδένια αίσθηση. Οι κλασικές συνταγές για παγωτά είναι μισό γάλα - μισή κρέμα. Αυτό αυξάνει το κόστος παραγωγής και τα λιπαρά. Οπωσδήποτε ένα παγωτό δεν πρέπει να περιέχει λιγότερο από 7% λιπαρά.

Σ' ένα παγωτό με το μικροσκόπιο μπορούμε να ξεχωρίσουμε τέσσερις (4) διαφορετικές φάσεις : στερεά σταγονίδια από λίπος γάλακτος, κυψέλες αέρα (που δεν μπορούν να είναι μεγαλύτερες από 0,1 mm), μικρούς κρυστάλλους πάγου (που σχηματίζονται από την ψύξη καθαρού νερού) και η τέταρτη φάση το νερό που περιέχει διαλυμένα συμπυκνωμένα σάκχαρα, άλατα και αιωρούμενες πρωτεϊνες γάλακτος.

Ο πάγος ψύχεται σε τέτοια θερμοκρασία, που να καλύπτεται η ταπείνωση του σημείου πήξεως από τις διαλυμένες ουσίες.

Όταν ένα παγωτό περιέχει λιγότερο λίπος γάλακτος, τότε οι κρύσταλλοι του πάγου θα είναι μεγαλύτεροι, η μορφή πιο τραχειά και η γεύση πιο παγωμένη.

Η χαμηλή σε λίπη περιεκτικότητα καλύπτεται με τη χρήση γαλακτωματοποιητών και σταθεροποιητών.

Εξετάζοντας τα περιεχόμενα ενός παγωτού βρήκαμε σαν πρόσθετες ύλες τα εξής και ανατρέχοντας στον Κώδικα Τροφίμων και Ποτών εξηγούμε το καθένα :

     Ε401 (αλγινικό νάτριο),  Ε410 (άλευρο από κόκκους χαρουπιών),

     Ε412 (άλευρο από κόκκους γκουάρ - ένας σακχαρίτης με όνομα γαλακτοπυρανόζη),

     Ε407 (καραγενάνες - φυσικά προϊόντα από φύκια),

     Ε471 (εστέρες της γλυκερίνης με έλαια και λίπη των τροφών).

    Aυτά δρουν σαν γαλακτωματοποιητές, δηλαδή ομογενοποιούν το μίγμα ή σταθεροποιητές, δηλαδή συντηρούν την υφή και εμποδίζουν την κρυσταλλοποίηση του μίγματος.

    Αν τα παγωτά δεν αποθηκευτούν κατάλληλα, οι μικροί κρύσταλλοι λιώνουν και η απόψυξη κάνει τους μεγαλύτερους κρυστάλλους να μεγαλώνουν. Αυτή η εκτράχυνση της υφής από μερικό ξεπάγωμα, μπορεί να συμβεί και από την κρυστάλλωση της λακτόζης (σάκχαρο του γάλακτος), που έχει πολύ μικρότερη διαλυτότητα από τη σακχαρόζη.

Και ο σαστισμένος καταναλωτής ; Πώς θα καταλάβει το κάθε πρόσθετο Ε ή πώς θα βεβαιωθεί ότι η ψύξη και η συντήρηση του παγωτού έγιναν στις συνθήκες που πρέπει ;

Ο καταναλωτής δεν έχει κανένα μέσο άσκησης ελέγχου, αλλά γενικά οι μεγάλες βιομηχανίες σέβονται το νόμο. Το πρόβλημα υπάρχει με μικρές βιοτεχνίες, οι οποίες πολλές φορές παραβαίνουν τους κανόνες, για να ανταπεξέλθουν τον ανταγωνισμό.

Και κάτι τελευταίο, άσχετο με τη χημεία του παγωτού :

Το παγωτό σερβίρεται σε παγωμένο μπολ ή ποτήρι.

Προσοχή λοιπόν, στη λεπτομέρεια . . .

Περισσότερα για το παγωτό (Βικιπαίδεια) εδώ

Όταν τα στοιχεία ήταν ακόμα ζωντανά . . . (στα χρόνια της αλχημείας)

   O Αριστοτέλης στο τέλος του τρίτου και κυρίως στο τέταρτο βιβλίο των  "Μετεωρολογικών", για να εξηγήσει τις διαφορές ανάμεσα στα μέταλλα και τα ορυκτά, θεώρησε ότι εκτός από τα τέσσερα βασικά στοιχεία - αέρας, φωτιά, γη, νερό - τα άμεσα συστατικά τους ήταν δύο "αναθυμιάσεις" που σχηματίζονταν κάτω από τη γη : ένας "γήινος καπνός" κι ένας "υδάτινος ατμός". Οι αλχημιστές απέδωσαν τις ιδιότητες αυτές στο θείο και τον υδράργυρο αναπτύσσοντας τη θεωρία ότι ένα "ιδανικό" είδος θείου και υδραργύρου, συνδυασμένων σε διαφορετικές αναλογίες και βαθμούς καθαρότητας, σχημάτιζε τα διάφορα ορυκτά και μέταλλα. Αυτή η αρχή φαινόταν να προσφέρει εύλογη εξήγηση για το γεγονός ότι όλα τα γνωστά μέταλλα έλιωναν και γίνονταν σαν το μόνο φυσιολογικά ρευστό, τον υδράργυρο.

   Αν και ήταν γνωστό ότι το κοινό θείο και ο συνηθισμένος υδράργυρος ενώνονται για να σχηματίσουν συγκεκριμένη ένωση, οι αλχημιστές τα είχαν εξιδανικεύσει σε "φιλοσοφικά". Μάλιστα, ο Τhomas Norton στο έργο του "Τυπικό της Αλχημείας", αναφερόμενος στο θείο και τον υδράργυρο τα παρομοιάζει σαν την "ωραία Λευκή Γυναίκα παντρεμένη με τον Κόκκινο Άνδρα". Αυτό είναι και ένα παράδειγμα του τρόπου, με τον οποίο αντιλαμβάνονταν οι αλχημιστές τον περιβάλλοντα κόσμο.

   Τα μέταλλα και τα ορυκτά γεννιόνταν, μεγάλωναν, παντρεύονταν, είχαν συναισθήματα και επιθυμίες, γεννούσαν και πέθαιναν.

   "Αν μπορέσεις να ρυθμίσεις τον υδράργυρο και το θείο", συμβουλεύει ένας αλχημιστής, "έτσι ώστε το πνεύμα και το σώμα να ενωθούν αδιαχώριστα μέσω της μεταλλικής ψυχής, θα αποκατασταθεί η αλυσίδα του έρωτα και θα ετοιμαστεί το ανάκτορο για τη στέψη" ("Ερμητικό Μουσείο").

    Η "στέψη" σαφώς είναι μια αλληγορία για το τελευταίο στάδιο του αλχημιστικού έργου, όπου η "φιλοσοφική λίθος" το θαυματουργό αυτό μείγμα, θα μετέτρεπε όλα τα μέταλλα σε χρυσό, αλλά και θα λειτουργούσε και σαν ελιξίριο ζωής.

    Η θεωρία θείου-υδραργύρου επέζησε, με μερικές προσθήκες και τροποποιήσεις, μέχρι τον 18ο αιώνα. Τότε ο Dalton με την ατομική του θεωρία και ο Lavoisier τη γκρέμισαν και έβαλαν τα θεμέλια για μιαν άλλη, ορθολογιστικότερη, Χημεία.

    Όμως, η αλχημεία μπορεί να συγκριθεί με τον άνθρωπο που είπε στους γιους του πως τους έχει αφήσει χρυσάφι σε κάποιο μέρος του αμπελιού. Όπου κι αν έσκαψαν, δεν βρήκαν χρυσάφι, αλλά το σκάψιμο του αμπελιού έφερε μεγάλη σοδειά.

    Έτσι, η έρευνα και οι προσπάθειες για την κατασκευή χρυσού, οδήγησαν σε πολλές χρήσιμες επινοήσεις και πολλά εποικοδομητικά πειράματα είδαν το φως.  

Περισσότερα για την αλχημεία (Βικιπαίδεια) εδώ

Η Νορβηγία εγκαινιάζει το μεγαλύτερο εργαστήριο δέσμευσης διοξειδίου του άνθρακα

Ένα πείραμα για το κλίμα

Μεγάλες πετρελαϊκές εταιρείες συνεργάζονται σε μια μεγάλη πειραματική εγκατάσταση που εγκαινιάστηκε στη Νορβηγία με στόχο τη δοκιμή τεχνολογιών για τη δέσμευση του διοξειδίου του άνθρακα σε μονάδες ορυκτών καυσίμων, μια σχετικά νέα προσέγγιση που έχει προταθεί για το μετριασμό του φαινομένου του θερμοκηπίου.

Οι τεχνολογίες δέσμευσης του CO₂, εκτιμούν οι εταιρείες, θα επέτρεπαν να συνεχιστεί η χρήση ορυκτών καυσίμων, χωρίς μεγάλες συνέπειες για το κλίμα.

Η νέα ερευνητική μονάδα, κόστους 780 εκατ. ευρώ ονομάζεται Κέντρο Τεχνολογίας του Μόνγκσταντ και βρίσκεται εντός των εγκαταστάσεων ενός διυλιστηρίου στις δυτικές ακτές της Νορβηγίας. Στόχος του ερευνητικού προγράμματος είναι η τελειοποίηση των τεχνολογιών που απαιτούνται προκειμένου οι εκπομπές του διυλιστηρίου να δεσμεύονται και να αποθηκεύονται μόνιμα στο υπέδαφος.

Όμως το φιλόδοξο σχέδιο έχει συναντήσει σημαντικές καθυστερήσεις και η υλοποίηση αυτού του στόχου δεν αναμένεται πριν από το 2020.

Η νέα εγκατάσταση "είναι το μεγαλύτερο εργαστήριο του κόσμου για τη δοκιμή τεχνολογιών δέσμευσης του διοξειδίου του άνθρακα" δήλωσε ο Νορβηγός πρωθυπουργός Γιενς Στόλτενμπεργκ εγκαινιάζοντας το κέντρο χθες.

Όπως αναφέρει το Γαλλικό Πρακτορείο, οι τεχνολογίες που θα δοκιμαστούν αναπτύσσονται από την γαλλική Alstom και τη νορβηγική Aker Solutions, ενώ το κέντρο ανήκει κατά τα τρία τέταρτα στην κρατική Gassnova, κατά 20% στη νορβηγική Statoil, και κατά το υπόλοιπο ποσοστό στην αγγλο-ολλανδική Shell και τη νοτιοαφρικανική Sasol.

 Πηγή : in.gr

"ΧΗΜΙΚΑ ΧΡΟΝΙΚΑ"

Το περιοδικό της Ένωσης Ελλήνων Χημικών εκδίδεται πια μόνο σε ηλεκτρονική μορφή.
Δείτε τα τεύχη της ηλεκτρονικής έκδοσης εδώ

Aυτοκαθαριζόμενο γυαλί από το MIT

Ερευνητές του MIT κατασκεύασαν ένα νέο είδος “αυτοκαθαριζόμενου” γυαλιού, με μεγάλη προστασία έναντι στους υδρατμούς και τη θαμπάδα, το οποίο θα μπορούσε μελλοντικά να χρησιμοποιηθεί σε συσκευές smartphones, σε tablets, στα αυτοκίνητα ή ακόμη και σε κτίρια για την αποφυγή αντανακλάσεων. Αναφέρεται ότι οι σταγόνες νερού που προσπίπτουν στη γυάλινη αυτή επιφάνεια αναπηδούν και συμπεριφέρονται ως “μικροσκοπικές μπάλες από καουτσούκ”.

Η επιφάνεια του γυαλιού αποτελείται από κώνους νανομετρικών διαστάσεων, 1.000 με 100.000 φορές μικρότερους από τη διάμετρο μιας τρίχας από τα μαλλιά ενός ανθρώπου. Αυτού του είδους η “νανοδομή” χαράσσεται μέσα στο γυαλί όπου στη συνέχεια περνά από μια διαδικασία εναπόθεσης ατμού. Με αυτό τον τρόπο δημιουργούνται θύλακες αέρα ελαχιστοποιώντας έτσι την επαφή μεταξύ των σταγόνων νερού και της γυάλινης επιφάνειας. Έπειτα οι σταγόνες νερού ουσιαστικά “αναπηδούν” στην επιφάνεια, αντί να κολλάνε σε αυτή.

Δείτε τη σχετικό άρθρο και το αντίστοιχο βίντεο εδώ

To μυστικό του κόκκινου κρασιού

Σίγουρα θα έχετε ακούσει ότι το κόκκινο κρασί κάνει καλό στην καρδιά. Δύο νέες έρευνες καταλήγουν σε δύο διαφορετικές προσεγγίσεις ως προς τον τρόπο με τον οποίο το κόκκινο κρασί επιδρά στην υγεία της καρδιάς.

Στην πρώτη από τις δύο μελέτες, που δημοσιεύτηκε στο περιοδικό American Journal of Clinical Nutrition, οι επιστήμονες από το Πανεπιστήμιο του Ulm, στη Γερμανία, διερεύνησαν τη βιολογική συμπεριφορά της ρεσβερατρόλης.

Η ρεσβερατρόλη βρίσκεται στο δέρμα των κόκκινων σταφυλιών και έχει αποδειχθεί ότι αποτελεί έναν δραστικό βιολογικό παράγοντα που μπορεί να προσφέρει προστασία από τα καρδιαγγειακά νοσήματα, τον καρκίνο, το διαβήτη τύπου 2 και τις νευροεκφυλιστικές παθήσεις, όπως η νόσος Αλτσχάιμερ.

Οι ερευνητές υπέθεσαν ότι η ρεσβερατρόλη μπορεί να μειώσει την παχυσαρκία με την αποτροπή της πλήρους ωρίμανσης των ανώριμων κυττάρων λίπους και επίσης να βοηθήσει στην ενεργοποίηση της σιρτουίνης 1 (Sirt 1), μιας πρωτεΐνης που προστατεύει την καρδιά από τη φλεγμονή.

Εργαστηριακές δοκιμές που έγιναν in vitro στα ανθρώπινα κύτταρα έδειξαν ότι η ρεσβερατρόλη επηρέασε τη μορφή και τη λειτουργία των κυττάρων λίπους. Η ρεσβερατρόλη μπλόκαρε τα ανώριμα κύτταρα λίπους από την ανάπτυξη και τη διαφοροποίηση, κάτι που με τη σειρά του επηρέασε την ικανότητα των λιποκυττάρων να λειτουργήσουν.

Αρκετές μελέτες έχουν χρησιμοποιήσει ζώα για να εξετάσουν τις επιπτώσεις της ρεσβερατρόλης αλλά το συγκεκριμένο είναι ένα από τα πρώτα πειράματα, που χρησιμοποιούν ανθρώπινα κύτταρα λίπους.

Διαπιστώθηκε επίσης ότι η ρεσβερατρόλη τόνωσε την πρόσληψη γλυκόζης στα ανθρώπινα λιπώδη κύτταρα και μπλόκαρε τη μετατροπή της σε λίπος. Επιπλέον η ρεσβερατρόλη είχε θετικές επιδράσεις στη σιρτουίνη 1.

Τα συμπεράσματα έδειξαν ότι η ρεσβερατρόλη μπορεί να συμβάλει στην πρόληψη της παχυσαρκίας και άλλων μεταβολικών συμπτωμάτων, που αυξάνουν τον κίνδυνο καρδιαγγειακών νοσημάτων.

Σύμφωνα με την Παγκόσμια Οργάνωση Υγείας  περίπου 1,6 δισεκατομμύρια άτομα ηλικίας 15 ετών και άνω είναι υπέρβαροι - που σημαίνει ότι έχουν δείκτη μάζας σώματος (BMI) 25 ή υψηλότερο - και τουλάχιστον 400 εκατομμύρια άνθρωποι  είναι παχύσαρκοι –δηλαδή έχουν ΔΜΣ  30 ή υψηλότερο. Οι επιστήμονες εκτιμούν ότι μέσα στα επόμενα πέντε χρόνια θα υπάρχουν 2,3 δισεκατομμύρια υπέρβαροι ενήλικες και πάνω από 700 εκατομμύρια παχύσαρκοι ενήλικες.
Οι ερευνητές υποστηρίζουν ότι η ρεσβερατρόλη μπορεί να βοηθήσει στην αντιμετώπιση της παχυσαρκίας. Η μείωση των ποσοστών παχυσαρκίας μπορεί επίσης να συμβάλει στη βελτίωση της υγείας της καρδιάς.
Οι συμμετέχοντες έδωσαν δείγματα αίματος στην αρχή και στο τέλος καθεμιάς από τις τρεις εβδομάδες, έτσι ώστε να μπορεί να αξιολογηθεί η λειτουργία των αιμοφόρων αγγείων.
Οι ερευνητές ανέφεραν ότι "η καθημερινή κατανάλωση κόκκινου κρασιού για 21 συνεχόμενες ημέρες ενισχύει σημαντικά την αγγειακή ενδοθηλιακή λειτουργία", που σημαίνει ότι βελτιώνει την υγεία των αιμοφόρων αγγείων, η οποία βελτιώνει τη ροή του αίματος και την υγεία της καρδιάς.
"Η συχνότητα των καρδιαγγειακών νοσημάτων πέφτει σε πληθυσμούς που καταναλώνουν μεγάλες ποσότητες κόκκινου κρασιού", επεσήμανε η ερευνητική ομάδα. "Η μέτρια κατανάλωση κόκκινου κρασιού κάνει καλό στην καρδιά αν και οι μηχανισμοί που αποτελούν τη βάση αυτής της προστασίας παραμένουν ασαφείς".

"Τα ευρήματά μας ανοίγουν μια νέα προοπτική για το ρόλο που θα μπορούσε να παίξει  η ρεσβερατρόλη στην πρόληψη ή τη θεραπεία της παχυσαρκίας και των μεταβολικών παθήσεων", δήλωσε χαρακτηριστικά η ερευνητική ομάδα.

Δύο ποτήρια κόκκινο κρασί την ημέρα για γερή καρδιά

Στη δεύτερη μελέτη ερευνητές από το Ισραηλινό Institute of Technology στη Χάιφα διαπίστωσαν ότι το κόκκινο κρασί βελτίωσε την υγεία των κυττάρων σε αιμοφόρα αγγεία. Η ερευνητική ομάδα μελέτησε 15 υγιείς ενήλικες με μέσο όρο ηλικίας 29 ετών, οι οποίοι συμφώνησαν να καταναλώνουν δύο ποτήρια κόκκινο κρασί καθημερινά για 3 συνεχόμενες εβδομάδες.

Περισσότερα για τη ρεσβερατρόλη (Wikipedia)

Περισσότερα για τις πολυφαινόλες από τον καθηγητή Ιατρικής Θεσσαλονίκης Ηλία Καστανά

Άρθρο για τις σιρτουίνες SIRT 1 και SIRT 6

Το "υπερψυχρό" νερό δεν παγώνει στους μηδέν βαθμούς

Κάτω από ειδικές συνθήκες, το νερό δεν παγώνει στους μηδέν βαθμούς Κελσίου, γνωρίζουν εδώ και καιρό οι επιστήμονες. Τώρα, μοριακές προσομοιώσεις στον υπολογιστή αποκαλύπτουν για πρώτη φορά την απόλυτη θερμοκρασία στην οποία το νερό υποχρεωτικά γίνεται πάγος : - 48 βαθμοί Κελσίου.

H θερμοκρασία πήξης του νερού γενικά εξαρτάται από διάφορους παράγοντες, όπως η καθαρότητά του και η ατμοσφαιρική πίεση.

Σε αντίθεση με τα περισσότερα άλλα υγρά, τα οποία παγώνουν πιο εύκολα σε υψηλή πίεση, το νερό παγώνει σε θερμοκρασία λίγο χαμηλότερη από τους μηδέν βαθμούς Κελσίου όταν εκτεθεί σε πίεση πάνω από μία ατμόσφαιρα.

Η θερμοκρασία πήξης μπορεί όμως να κατέβει και πολύ χαμηλότερα αν το νερό είναι απόλυτα καθαρό.

Ο λόγος είναι ότι ο σχηματισμός πάγου ξεκινά από σωματίδια σκόνης ή άλλων προσμείξεων, τα οποία λειτουργούν ως "πυρήνας" πάνω στον οποίο εμφανίζονται οι πρώτοι παγοκρύσταλλοι.

Έτσι, το απόλυτα καθαρό νερό μπορεί να παραμείνει σε μια υγρή "υπερψυχρή" (supercooled) κατάσταση πολύ κάτω από το μηδέν.

Μέχρι σήμερα, η χαμηλότερη θερμοκρασία που είχε μετρηθεί σε αυτό το υπερψυχρό υγρό νερό ήταν  - 41 βαθμοί Κελσίου. Οι φυσικοί, ωστόσο, υποψιάζονταν ότι το νερό μπορεί να παραμείνει στην υγρή φάση σε ακόμα χαμηλότερες θερμοκρασίες.
Αυτό όμως είναι δύσκολο να επιβεβαιωθεί πειραματικά λόγω των ασυνήθιστων θερμοδυναμικών ιδιοτήτων του νερού. Επιπλέον, σε τόσο χαμηλές θερμοκρασίες το νερό μετατρέπεται σε πάγο τόσο γρήγορα ώστε είναι δύσκολο να καταγραφεί με ακρίβεια η στιγμή της μετάβασης.

Η Βαλέρια Μολινέρο και η Έμιλι Μουρ, και οι δύο χημικοί στο Πανεπιστήμιο της Γιούτα, προσομοίωσαν τη συμπεριφορά 32.768 μορίων νερού, λαμβάνοντας υπόψη τη θερμοκρασία, τη θερμοχωρητικότητα του νερού, την πυκνότητα και το περιθώριο συμπίεσής του.

Χρειάστηκαν χιλιάδες ώρες υπολογισμών μέχρι η προσομοίωση να δώσει την τελική απάντηση: η θερμοκρασία στην οποία το νερό δεν μπορεί σε καμία περίπτωση να παραμείνει στην υγρή φάση είναι  - 48 βαθμοί.

Όταν το νερό φτάνει αυτή τη θερμοκρασία, η πυκνότητά του μειώνεται, η δομή του αλλάζει και η συμπίεσή του είναι πιο εύκολη. Ως αποτέλεσμα, κάθε μόριο νερού σχηματίζει ασθενείς δεσμούς με τέσσερα άλλα μόρια και δημιουργεί έτσι ένα τετράεδρο.

Σύμφωνα με τους ερευνητές, στη θερμοκρασία των  - 48 βαθμών το απόλυτα καθαρό νερό υπάρχει ως "ενδιάμεσος πάγος" – μια κατάσταση ανάμεσα στο υγρό και το στερεό.
Πέρα όμως του ότι ικανοποιεί επιτέλους την επιστημονική περιέργεια, τα αποτελέσματα της μελέτης θα μπορούσαν να έχουν σημαντικές εφαρμογές.

Ο σχηματισμός παγοκρυστάλλων στην ατμόσφαιρα ενδιαφέρει για παράδειγμα τους επιστήμονες που μελετούν την κλιματική αλλαγή: υγρό νερό σε θερμοκρασίες μέχρι και   - 40 βαθμούς Κελσίου έχει βρεθεί στα σύννεφα.

Όπως σχολιάζει στο Γαλλικό Πρακτορείο η Δρ Μολινέρο, η απόλυτη θερμοκρασία που έδωσε η μελέτη είναι απαραίτητη "προκειμένου να προβλεφθεί πόσο από το νερό στην ατμόσφαιρα βρίσκεται σε υγρή μορφή και πόσο σε στερεή. Αυτό είναι σημαντικό για τις προβλέψεις της κλιματικής αλλαγής".

Πηγή : περιοδικό Nature

Tο ηλεκτρόνιο αποκαλύπτει την τριπλή του προσωπικότητα

Αν και αποτελούν θεμελιώδη σωματίδια, τα ηλεκτρόνια υπό πολύ συγκεκριμένες συνθήκες φαίνονται να επιδεικνύουν διχασμένη προσωπικότητα – χωρίζονται σε τρία ξεχωριστά σωματίδια με διαφορετικές ιδιότητες. Οι επιστήμονες είχαν εντοπίσει τα δυο "κρυφά" πρόσωπά τους, το τρίτο όμως τους διέφευγε πεισματικά. 

Επί δεκαετίες η θεωρία της Φυσικής υπαγόρευε ότι ένα ηλεκτρόνιο δεν μπορεί να υποδιαιρεθεί σε μικρότερες οντότητες –αυτός ακριβώς είναι και ο λόγος για τον οποίο έχει κερδίσει τον τίτλο του "θεμελιώδους σωματιδίου".

Στη δεκαετία του 1980 ωστόσο διατυπώθηκε η άποψη ότι τα ηλεκτρόνια μιας μονοδιάστατης αλυσίδας ατόμων μπορούν να υποδιαιρεθούν σε τρία είδη ημισωματιδίων (ή αλλιώς οιωνεί σωματιδίων), το καθένα εκ των οποίων "αποκτά" μια ξεχωριστή ιδιότητά τους: τα ολόνια (holons) φέρουν το ηλεκτρικό φορτίο των ηλεκτρονίων, τα σπινόνια (spinons) φέρουν την ιδιοστροφορμή τους (σπιν), ενώ τα ορμπιτόνια (orbitons) φέρουν την τροχιακή στροφορμή τους –δηλαδή την ενέργεια της τροχιάς τους γύρω από τον πυρήνα του ατόμου.

Αυτό συμβαίνει επειδή τα ηλεκτρόνια όταν περιορίζονται σε μια μόνο διάσταση μέσα σε ένα υλικό συμπεριφέρονται ως κύματα, υιοθετώντας "αλλόκοτες" συμπεριφορές. Όταν ένα ηλεκτρόνιο υπό τέτοιες συνθήκες διεγερθεί το κύμα του διαιρείται στα τρία, παράγοντας τρία διαφορετικά κύματα εκ των οποίων το καθένα παίρνει ένα διαφορετικό χαρακτηριστικό του αρχικού.

Το κάθε ημισωματίδιο έχει δηλαδή μια ιδιότητα του ηλεκτρονίου – την οποία και μπορεί να μεταφέρει στα γειτονικά σωματίδια – χωρίς όμως να διαθέτει τις άλλες. Αυτά τα τρία "πρόσωπα" του ηλεκτρονίου δεν μπορούν ωστόσο να υπάρξουν έξω από το υλικό στο οποίο δημιουργούνται και είναι πολύ δύσκολο να απομονωθούν.

Η ανακάλυψη ήταν σχετικά τυχαία: στόχος των φυσικών ήταν, όπως είπαν, να μελετήσουν τις διεγέρσεις των σπινονίων και το γεγονός ότι, δίπλα στα σπινόνια, είδαν για πρώτη φορά και τα ορμπιτόνια αποτέλεσε ένα παραπάνω από ευχάριστο "μπόνους". "Το επόμενο βήμα θα είναι να παραγάγουμε το ολόνιο, το σπινόνιο και το ορμπιτόνιο ταυτοχρόνως" δήλωσε ο Γερόεν φαν ντεν Μπρινκ από το Ινστιτούτο Θεωρητικής Φυσικής της Στερεάς Κατάστασης της Δρέσδης, εκ των επικεφαλής της μελέτης, μιλώντας στην ηλεκτρονική ειδησεογραφική έκδοση του "Nature".

Το 1996 οι επιστήμονες κατόρθωσαν να διαιρέσουν ένα ηλεκτρόνιο σε ένα ολόνιο και ένα σπινόνιο, επιβεβαιώνοντας ένα μέρος της θεωρίας. Τώρα μια ομάδα ερευνητών από τη Γερμανία και την Ελβετία κατόρθωσε να χωρίσει το θεμελιώδες σωματίδιο σε ένα σπινόνιο και ένα ορμπιτόνιο, αποκαλύπτοντας και το τρίτο πρόσωπο των ηλεκτρονίων.

Όπως περιγράφουν στη μελέτη τους, η οποία δημοσιεύθηκε στην επιθεώρηση "Nature", οι φυσικοί χρησιμοποίησαν τον ελβετικό επιταχυντή Swiss Light Source (SLS) για να "χτυπήσουν" με μια ισχυρή δέσμη φωτονίων ακτίνων Χ ένα μεμονωμένο ηλεκτρόνιο σε ένα δείγμα μονοδιάστατου οξειδίου του στροντίου – ενός υπεραγώγιμου υλικού. Η ανάλυση των μεταβολών που προέκυπταν στη δέσμη των φωτονίων τούς "έδειξε" το ορμπιτόνιο μέσω της επιρροής του στην τροχιά των γειτονικών του ηλεκτρονίων κατά μήκος ολόκληρης της αλυσίδας.

 

Το πρώτο ουίσκι που ωριμάζει σε συνθήκες μηδενικής βαρύτητας

Ουράνια γεύση

Ο Διεθνής Διαστημικός Σταθμός (ISS) είναι ανοιχτός σε έρευνες της βιομηχανίας, όμως οι εταιρείες που πραγματοποιούν πειράματα σε τροχιά δεν είναι πάντα αυτές που θα περίμενε κανείς. Ένα σκοτσέζικο αποστακτήριο έστειλε συστατικά για ουίσκι στο σταθμό και περιμένει να δει τι γεύση θα αποκτήσει με την ωρίμανσή του τα επόμενα χρόνια.

To πείραμα πραγματοποιείται με τη βοήθεια της αμερικανικής εταιρείας NanoRacks, η οποία μεσολαβεί στη NASA για την αποστολή ιδιωτικών πειραματικών φορτίων στον ISS.

Όπως εξήγησαν εκπρόσωποι της εταιρείας στο Διεθνές Κέντρο Επιστημών του Εδιμβούργου, το αποστακτήριο Ardbeg της Σκωτίας εκτόξευσε φιάλες που περιέχουν συστατικά του ανώριμου ουίσκι, μαζί με καρβουνιασμένο ξύλο βελανιδιάς, το οποίο δίνει στο ποτό ιδιαίτερη γεύση.

Οι φιάλες περιέχουν ένα μείγμα τερπενίων, μιας κατηγορίας φυτικών μορίων που συχνά έχουν έντονο άρωμα και αποτελούν συστατικά πολλών αιθέριων ελαίων.

 «Πραγματοποιώντας πειράματα σε περιβάλλον μικροβαρύτητας για την αλληλεπίδραση των τερπενίων και άλλων μορίων, θα μάθουμε πολύ περισσότερα για τις γεύσεις και τα αρώματα, ακόμα και για εφαρμογές όπως τα τρόφιμα και τα αρώματα» δήλωσε στο BBC ο Μάικλ Τζόνσον, τεχνικός διευθυντής της NanoRacks.

Ποιος ξέρει; Ίσως τελικά η Ardbeg αποφασίσει να αλλάξει τη διαδικασία που ακολουθεί εδώ και 300 χρόνια και να μεταφέρει την παραγωγή σε τροχιά.

Περισσότερα :

Space 4 everyone : NanoRacks

Αποστακτήριο Ardbeg