Πώς ήταν ο αέρας που ανέπνεαν οι δεινόσαυροι ;

Μπορεί το κεχριμπάρι να μην κρύβει το DNA των δεινοσαύρων, όπως συνέβαινε στη γνωστή ταινία Τζουράσικ Παρκ, σίγουρα όμως κρύβει πολύτιμα στοιχεία για τον αέρα που ανέπνεαν τα γιγάντια ζώα.

Ειδικότερα, από αναλύσεις που διεξήγαγαν ορυκτολόγοι σε 538 δείγματα κεχριμπαριού και ρητίνης δέντρων από την Τριαδική περίοδο, πριν 220 εκατομμύρια χρόνια, ως την τρέχουσα Τεταρτογενή περίοδο, προέκυψε ότι ο αέρας που ανέπνεαν οι δεινόσαυροι είχε πολύ λιγότερο οξυγόνο συγκριτικά με τη σύγχρονη ατμόσφαιρα.

Το Τεταρτογενές είναι το σημερινό στάδιο ανάπτυξης της Γης, που περιλαμβάνει την εποχή των παγετώνων και την ιστορία της ανθρωπότητας.

Σήμερα, στο Τεταρτογενές, οι άνθρωποι γεμίζουν τα πνευμόνια τους με αέρα με περιεκτικότητα οξυγόνου στο 21%.

Ωστόσο, όπως προέκυψε από αναλύσεις κεχριμπαριού από την εποχή των δεινοσαύρων, ο αέρας που ανέπνεαν τα γιγάντια ζώα είχε πολύ χαμηλότερη περιεκτικότητα σε οξυγόνο, η οποία δεν ξεπερνούσε το 10 με 15%.

Προηγούμενες μελέτες που δημοσιεύτηκαν στα επιστημονικά περιοδικά "Nature" και "PNAS" υποστήριζαν ότι υψηλά επίπεδα οξυγόνου πυροδότησαν την ανάπτυξη γιγάντιων εντόμων και άλλων μορφών ζωής στον πλανήτη μας.

Ωστόσο, η νέα μελέτη αποδεικνύει πως δεν ήταν τα υψηλά επίπεδα οξυγόνου που έδωσαν τη δυνατότητα στους δεινοσαύρους να «γιγαντώνονται».

«Με τη μελέτη μας δεν θέλουμε να εκμηδενίσουμε τον ρόλο του οξυγόνου στην εξέλιξη της ζωής γενικότερα, ωστόσο αυτές οι θεωρίες δεν μπορούν να εξηγήσουν τον γιγαντισμό των δεινοσαύρων», δήλωσε ο επικεφαλής της μελέτης Ralf Tappert, από το πανεπιστήμιο του Ίνσμπρουκ.

Το κεχριμπάρι και η ρητίνη μπορεί να καταγράψει τις μεταβολές στα επίπεδα του οξυγόνου, επειδή η πρόσληψη διοξειδίου του άνθρακα από τα δέντρα εξαρτάται από τις συγκεντρώσεις οξυγόνου στην ατμόσφαιρα.

Όταν τα επίπεδα οξυγόνου μεταβάλλονται, τα δέντρα συγκεντρώνουν διαφορετικές ποσότητες άνθρακα-13, μιας συγκεκριμένης μορφής άνθρακα.

Πηγή : econews

Συνθετικά κύτταρα «μιμούνται την εμφάνιση ζωής στη Γη»

Οι πρώτοι οργανισμοί στη Γη πιστεύεται ότι χρησιμοποιούσαν RNA ως γενετικό υλικό

  (Φωτογραφία :  Wikimedia Commons )

Συνθετικά «κύτταρα» που περιέχουν μόρια RNA ως γενετικό υλικό και μπορούν να αναπαράγονται δημιουργήθηκαν από ερευνητές στις ΗΠΑ σε μια προσπάθεια να προσομοιωθεί η εμφάνιση των πρώτων ζωντανών οργανισμών του πλανήτη.

«Βρήκαμε τη λύση σε ένα παλιό πρόβλημα που αφορά την προέλευση της κυτταρικής ζωής» υποστηρίζει ο Τζακ Ζόστακ του Γενικού Νοσοκομείου της Μασαχουσέτης, επικεφαλής της μελέτης που δημοσιεύεται στο Science.

Ο Ζόστακ πειραματίζεται εδώ και καιρό με κούφια σφαιρίδια των οποίων τα τοιχώματα αποτελούνται από λιπίδια, παρόμοια με τα λιπίδια από τα οποία αποτελούνται οι εξωτερικές μεμβράνες όλων των ζωντανών κυττάρων.

Τα σφαιρίδια αυτά, ή «πρωτοκύτταρα» όπως τα περιγράφουν οι ερευνητές, μπορούν να διαιρούνται, ή να «αναπαράγονται», στο δοκιμαστικό σωλήνα υπό κατάλληλες χημικές συνθήκες. «Αυτό που λείπει [από τα σφαιρίδια] είναι γενετικό υλικό που μπορεί να αντιγράφεται» λέει ο Δρ Ζόστακ.

Στη νέα μελέτη, η ομάδα του ερευνητή αναφέρει ότι εισήγαγε σε αυτά τα πρωτοκύτταρα μόρια RNA. Οι πρώτοι οργανισμοί στη Γη πιστεύεται ότι χρησιμοποιούσαν ως γενετικό υλικό το RNA επειδή το μόριο αυτό είναι απλούστερο από το DNA και επιπλέον μπορεί θεωρητικά να δημιουργεί αντίγραφα του εαυτού του χωρίς τη βοήθεια ξεχωριστών ενζύμων.
Η θεωρία των ερευνητών θα μπορούσε να γίνει πιο πειστική αν κατάφερναν να αντικαταστήσουν το κιτρικό οξύ με αμινοξέα ή πρωτεΐνες που δημιουργούνται από αμινοξέα -τα μόρια αυτά είναι γνωστό ότι σχηματίζονται από αβιοτικές διαδικασίες και ανιχνεύονται ακόμα και στο Διάστημα.

Πράγματι, τα «πρωτοκύτταρα» του Ζόστακ μπορούν να διαιρούνται και να δίνουν δύο θυγατρικά κύτταρα, καθένα από τα οποία φέρει ένα αντίγραφο του αρχικού RNA.

Οι ερευνητές στη Μασαχουσέτη δεν είναι οι πρώτοι που πειραματίζονται με αυτή την προσέγγιση, είναι όμως οι πρώτοι που κατάφεραν να δημιουργήσουν αντίγραφα των μορίων RNA χωρίς να καταστρέψουν τη μεμβράνη των πρωτοκυττάρων.

Τα αντίγραφα του RNA συναρμολογούνται από δομικές μονάδες που ονομάζονται νουκλεοτίδια και συνδέονται στη σειρά ένα προς ένα πάνω στο πρωτότυπο μόριο RNA. Η διαδικασία αυτή απαιτεί ιόντα μαγνησίου, τα οποία όμως έχουν την τάση να αντιδρούν με τα λιπίδια της μεμβράνης και τα καταστρέφουν.

Η λύση ήταν να προστεθεί στο μείγμα ένα άλας του κιτρικού οξέος, το οποίο υπάρχει μεταξύ άλλων στο χυμό του λεμονιού. Κάθε μόριο κιτρικού συνδέεται με ένα ιόν μαγνησίου έτσι ώστε να εμποδίζει την αντίδραση με τα λιπίδια χωρίς όμως να εμποδίζει την αλληλεπίδραση με το RNA.

Η ζωή στη Γη θα ,μπορούσε ενδεχομένως να είχε ακολουθήσει την ίδια προσέγγιση, κανείς όμως δεν ξέρει αν το κιτρικό οξύ υπήρχε πράγματι στον πλανήτη πριν από 4 δισεκατομμύρια χρόνια.

Όπως το θέτει ο Δρ Ζόστακ, «ακόμα δεν έχουμε βρει κάποια απλή πρωτεΐνη που να λειτουργεί εξίσου αποτελεσματικά με το κιτρικό. Συνεχίζουμε όμως την αναζήτηση».

Πηγή : in.gr

Νανοσωματίδια ίσως επιτρέπουν την ανάπτυξη ινσουλίνης σε χάπι

Η ινσουλίνη και πολλά άλλα φάρμακα που περιέχουν πρωτεΐνες δεν μπορούν να λαμβάνονται από το στόμα επειδή καταστρέφονται από τα υγρά του στομάχου. Τη λύση θα μπορούσε να δώσει το πακετάρισμα αυτών των φαρμάκων σε νανοσωματίδια, δείχνει μελέτη που πραγματοποιήθηκε σε ποντίκια.

Νανοσωματίδια που περιβάλλουν τα μόρια φαρμάκων υποβάλλονται ήδη σε κλινικές δοκιμές κατά του καρκίνου και άλλων ασθενειών, πρέπει όμως κι αυτά να χορηγούνται με ένεση.

Στη νέα μελέτη, η οποία δημοσιεύεται στο "Science Translational Medicine", αμερικανοί ερευνητές αναφέρουν ότι ανέπτυξαν νανοσωματίδια τα οποία όχι μόνο δεν καταστρέφονται στο στομάχι αλλά επιπλέον μπορούν να συνδέονται με υποδοχείς στο έντερο ώστε να περνούν ταχύτερα στην κυκλοφορία του αίματος.

Τα νανοσωματίδια, αποτελούμενα από τα βιοσυμβατά πολυμερή PEG και PLA (πολυαιθυλενογλυκόλη και πολυγαλακτικό οξύ) χρησιμοποιήθηκαν για τη χορήγηση ινσουλίνης σε ποντίκια, τα οποία πράγματι εμφάνισαν πτώση των επιπέδων σακχάρου στο αίμα.

Τα νανοσωματίδια, φορτωμένα μόρια ινσουλίνης, πέρασαν ταχύτατα στην κυκλοφορία του αίματος επειδή ήταν καλυμμένα με αντισώματα που συνδέονται σε συγκεκριμένους υποδοχείς.

Οι υποδοχείς αυτοί, με την ονομασία FcRN, υπάρχουν στην εσωτερική επένδυση του εντέρου και κανονικά επιτρέπουν την απορρόφηση αντισωμάτων του μητρικού γάλακτος.

 «Θα μπορούσαμε να χρησιμοποιήσουμε τους υποδοχείς για να περάσουμε στο αίμα νανοσωματίδια που μπορούν να μεταφέρουν σχεδόν οτιδήποτε. Οποιοδήποτε μόριο [φάρμακο] δυσκολεύεται να περάσει στο αίμα θα μπορούσε να φορτωθεί στα νανοσωματίδια και να περάσει το εμπόδιο» σχολιάζει ο Ρόχιτ Κάρνικ του MIT, μέλος της ερευνητικής ομάδας.

Επόμενος στόχος των ερευνητών θα είναι να αναπτύξουν αντίστοιχα νανοσωματίδια που περνούν τον αιματοεγκεφαλικό φραγμό ώστε να μεταφέρουν φάρμακα στον εγκέφαλο.

Πηγή : in.gr

«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

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) 

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) 

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

Σπάνια μορφή του άνθρακα «είναι το ισχυρότερο υλικό του κόσμου»

Το «καρβύνιο», μια ακριβοθώρητη μορφή του άνθρακα που έχει παρατηρηθεί μόνο στο εργαστήριο, είναι ακόμα πιο ανθεκτικό από το διαμάντι ή το θαυματουργό γραφένιο, δείχνουν οι τελευταίοι θεωρητικοί υπολογισμοί. 

Το καρβύνιο, ή γραμμικός ακετυλενικός άνθρακας, είναι μακριές αλυσίδες από άτομα άνθρακα που συνδέονται εναλλάξ με διπλούς και τριπλούς δεσμούς.

Δεδομένου ότι κάθε τέτοια αλυσίδα έχει πάχος ενός μόλις ατόμου, το καρβύνιο είναι ουσιαστικά ένα μονοδιάστατο υλικό -σε αντίθεση με το γραφένιο, το οποίο αποτελείται από δισδιάστατα φύλλα με πάχος ενός ατόμου.

Οι πρώτες αναφορές για την ύπαρξη του καρβυνίου ήρθαν τη δεκαετία του 1960, μέχρι σήμερα όμως κανένας ισχυρισμός για τη δημιουργία του στο εργαστήριο δεν έχει επιβεβαιωθεί πέραν πάσης αμφιβολίας. Η περίεργη μορφή του άνθρακα, όμως, έχει ανιχνευτεί στο Διάστημα.

Σύμφωνα με τη νέα μελέτη που δημοσιεύεται στο ACS Nano, μια επιθεώρηση της Αμερικανικής Χημικής Εταιρείας, η αντοχή του καρβυνίου στον εφελκυσμό, δηλαδή η αντοχή του στο τέντωμα, είναι διπλάσια του γραφενίου και ξεπερνά «κάθε άλλο γνωστό υλικό».

Επιπλέον, το γραφένιο έχει εξαιρετικά μεγάλη ακαμψία εφελκυσμού, καθώς είναι δύο φορές πιο άκαμπτο από το γραφένιο και τους νανοσωλήνες άνθρακα και τρεις φορές πιο άκαμπτο από το διαμάντι όταν κανείς επιχειρεί να το τεντώσει.

Οι επιδόσεις αυτές είναι ακραίες -προηγούμενες μελέτες έχουν δείξει ότι για να σπάσει ένα φύλλο γραφενίου θα έπρεπε να ακουμπήσει πάνω του ένας ελέφαντας που ισορροπεί πάνω σε ένα μολύβι.

Την τελευταία μελέτη υπογράφουν ερευνητές του Πανεπιστημίου του Ράις, οι οποίοι εκτιμούν ότι το καρβύνιο μπορεί να μετατραπεί σε μαγνητικό υπεραγωγό -αρκεί να περιστρέψει κανείς το ένα άκρο του μορίου κατά 90 μοίρες.

Ακόμα, η ερευνητική ομάδα υπολογίζει ότι το καρβύνιο είναι σταθερό σε θερμοκρασία δωματίου και δεν σχηματίζει χημικούς δεσμούς με τα διπλανά άτομα καρβυνίου -αυτό όμως έρχεται σε αντίθεση με προηγούμενες εκτιμήσεις, σύμφωνα με τις οποίες τα μόρια καρβενίου είναι ασταθή και εκρήγνυνται όταν έρθουν σε επαφή μεταξύ τους.

Σε κάθε περίπτωση, οι νέες θεωρητικές εκτιμήσεις θα είναι δύσκολο να επιβεβαιωθούν, αφού κανείς δεν μπορεί να παράξει καρβύνιο σε επαρκείς ποσότητες για να είναι δυνατή η μελέτη του.

Η μελέτη πραγματοποιήθηκε με συγχρηματοδότηση της αμερικανικής πολεμικής αεροπορίας, ενώ οι υπολογισμοί πραγματοποιήθηκαν στον υπερυπολογιστή DaVinCI του Πανεπιστημίου Ράις.

Πηγή : in.gr

"Βροχή διαμαντιών" στο μετεωρολογικό δελτίο του Δία και του Κρόνου

Αν ταξιδέψετε στον Δία ή τον Κρόνο, καλύτερα να πάρετε μαζί σας απόχη αντί για ομπρέλα: σωματίδια κάπνας τα οποία σχηματίζονται ψηλά στις ατμόσφαιρες των δύο γιγάντιων πλανητών δεν αποκλείεται να μετατρέπονται σε διαμάντια που πέφτουν ως βροχή, εκτιμούν Αμερικανοί ερευνητές. Άλλοι συνάδελφοί τους, όμως, δεν φαίνονται θαμπωμένοι από την υποθετική χλιδή.

Ο άνθρακας είναι γνωστό ότι μετατρέπεται σε διαμάντι σε συνθήκες ακραίας πίεσης και υψηλής θερμοκρασίας, όπως για παράδειγμα στο εσωτερικό της Γης. 

Σύμφωνα μάλιστα με προηγούμενες θεωρητικές μελέτες, γιγάντια διαμάντια ίσως κρύβονται στις καρδιές μακρινών πλανητών ή ακόμα και στους πυρήνες νεκρών άστρων.

Τέτοια κοσμικά διαμάντια δεν αποκλείεται όμως να κρύβονται και στο Ηλιακό Σύστημα, και συγκεκριμένα στις παχιές ατμόσφαιρες του Ποσειδώνα και του Ουρανού, όπως έχουν προτείνει ορισμένοι ερευνητές.

Η νέα μελέτη αφήνει τώρα ανοιχτό το ενδεχόμενο να βρέχει διαμάντια και στον Άρη και τον Δία, τους δύο μεγαλύτερους πλανήτες της γειτονιάς μας. Ερευνητές της αμερικανικής εταιρείας California Specialty Engineering και του Πανεπιστημίου του Ουισκόνσιν στο Μάντισον παρουσίασαν τις εκτιμήσεις τους σε συνέδριο της Αμερικανικής Αστρονομικής Εταιρείας στο Ντένβερ του Κολοράντο.

Συνδυάζοντας τα νεότερα δεδομένα για τη συμπεριφορά του άνθρακα σε συνθήκες υψηλής πίεσης και θερμοκρασίας με τα τελευταία μοντέλα για τις ατμόσφαιρες των γιγάντιων πλανητών, η ερευνητική ομάδα παρουσίασε ένα σαφές σενάριο για τη βροχή διαμαντιών.

Όλα αρχίζουν όταν μόρια μεθανίου ψηλά στην ατμόσφαιρα διασπώνται από κεραυνούς και δίνουν άτομα άνθρακα, τα οποία ενώνονται και δίνουν σωματίδια αιθάλης (καπνιάς). Η αιθάλη βυθίζεται σε κατώτερα, θερμότερα στρώματα της ατμόσφαιρας όπου συμπιέζεται και μετατρέπεται πρώτα σε γραφίτη και τελικά σε διαμάντια.

Τα διαμάντια συνεχίζουν το ταξίδι τους όλο και πιο βαθιά στην ατμόσφαιρα, μέχρι που η θερμοκρασία φτάνει τους 8.000 βαθμούς Κελσίου και κυριολεκτικά τα λιώνει.

Στην περίπτωση του Κρόνου, τα διαμάντια εκτιμάται ότι σχηματίζονται σε βάθος 6.000 χιλιομέτρων μέσα στην ατμόσφαιρα και πέφτουν ως βροχή για ακόμα 30.000 χιλιόμετρα.

Η ερευνητική ομάδα εκτιμά ότι ο πλανήτης διαθέτει γύρω στους 10 εκατομμύρια τόνους διαμαντιών σε διάφορα μεγέθη, από ένα χιλιοστό μέχρι 10 εκατοστά.

Οι εκτιμήσεις, όμως, δεν βρίσκουν σύμφωνους άλλους επιστήμονες. Το γεγονός ότι τα διαμάντια μπορούν θεωρητικά να σχηματίζονται στις ατμόσφαιρες του Δία και του Κρόνου δεν σημαίνει απαραίτητα ότι αυτό συμβαίνει στην πραγματικότητα, σχολίασε στο "New Scientist" ο Λούκα Γκιρινγκέλι του Ινστιτούτου "Φριτς Χάμπερ" στη Γερμανία, ο οποίος έχει επίσης αμφισβητήσει τα διαμάντια του Ουρανού και του Ποσειδώνα.

Εξίσου επιφυλακτικός είναι ο Ντέιβιντ Στίβενσον του Ινστιτούτου Τεχνολογίας στην Καλιφόρνια, ο οποίος επισήμανε στο "Nature" ότι το μεθάνιο αντιστοιχεί μόλις στο 0,2 έως 0,5% των ατμοσφαιρών του Δία και του Κρόνου αντίστοιχα. Και, επειδή ο άνθρακας της ατμόσφαιρας είναι πολύ αραιός, τα σωματίδια αιθάλης θα διαλύονταν αμέσως μετά το σχηματισμό τους, πριν μετατραπούν σε διαμάντια.

Πηγή : in.gr

Η ανθρώπινη μύτη «αναγνωρίζει μόνο δέκα κατηγορίες οσμών»

Καθημερινά μυρίζουμε γύρω μας χιλιάδες μυρωδιές αλλά η πλούσια αυτή «υπερπαραγωγή» οσμών μπορεί να χωριστεί μόλις σε 10 βασικές κατηγορίες, με τον ίδιο τρόπο που η γεύση κατηγοριοποιείται σε πέντε βασικές γεύσεις. Αυτό υποστηρίζει νέα μελέτη η οποία προσέγγισε το μυστήριο της όσφρησης με μαθηματικό τρόπο προκαλώντας ποικίλες αντιδράσεις. Οι κατηγορίες περιλαμβάνουν «αναμενόμενους» χαρακτηρισμούς αρωμάτων –όπως π.χ. φρουτώδη ή λεμονάτα– αλλά και απρόσμενες μυρωδιές, όπως αυτή του ποπ κορν.

Αναλύοντας τις αισθήσεις

Άλλες αισθήσεις, όπως η γεύση, η ακοή και η όραση, έχουν μελετηθεί διεξοδικά και αναλυθεί ποσοτικά από τους επιστήμονες, οι μηχανισμοί της όσφρησης παραμένουν όμως σε μεγάλο βαθμό μυστηριώδεις για τους ειδικούς. Ο Τζέισον Κάστρο από το Κολέγιο Μπέιτς και ο Τσάκρα Τσενουμπότλα από το Πανεπιστήμιο του Πίτσμπουργκ είδαν το ζήτημα από τη στατιστική-υπολογιστική πλευρά, αναλύοντας μια βάση δεδομένων που είναι γνωστή ως ο «Άτλας των προφίλ του χαρακτήρα των οσμών».

Τα προφίλ του Άτλαντα αυτού, ο οποίος συντάχθηκε το 1985 από τον Αντριου Ντράβνιεκς, περιλαμβάνουν μακροσκελείς περιγραφές εθελοντών για 144 διαφορετικές οσμές – όπως π.χ. «λουλουδάτη», «γλυκιά» ή «βαριά». Με μια τεχνική ανάλογη με αυτή που χρησιμοποιείται για τη συμπίεση ενός αρχείου, η οποία μειώνει το μέγεθός του χωρίς να παραποιεί χρήσιμες πληροφορίες που αυτό μπορεί να περιέχει, οι ερευνητές χρησιμοποίησαν ένα μαθηματικό μοντέλο για να προσδιορίσουν ποιοι συνδυασμοί χαρακτηρισμών ήταν οι πιο βασικοί.

Οι δέκα κατηγορίες

Η ανάλυση κατέληξε σε 10 βασικές κατηγορίες οσμών από τις οποίες «χτίζονται», όπως υποστηρίζουν οι ερευνητές, όλα τα οσφρητικά ερεθίσματά μας: ευωδιαστή, ξυλώδης/ρητινώδης, φρουτώδης (εκτός των εσπεριδοειδών), χημική, μέντας/δυόσμου, γλυκιά, λεμονάτη, ποπ κορν, ξινίλας και σήψης (οι δυο τελευταίες κρίνονται αηδιαστικές). 

 «Έχουμε αυτές τις δέκα βασικές κατηγορίες επειδή αντανακλούν σημαντικές ιδιότητες του κόσμου - κίνδυνος, τροφή και ούτω καθεξής» δήλωσε ο καθηγητής Κάστρο στο BBC. «Αν γνωρίζει κάποιος αυτές τις βασικές κατηγορίες τότε μπορεί να αρχίσει να εξετάζει πώς κατασκευάζονται οι οσμές».

Παρ’ όλα αυτά η μελέτη, η οποία δημοσιεύθηκε στην επιθεώρηση «PLoS ONE», έχει προκαλέσει αντιδράσεις – κάτι όχι σπάνιο στον χώρο της έρευνας γύρω από την όσφρηση.

Ορισμένοι την κατηγορούν για ελλείψεις, άλλοι λένε ότι προσφέρει «τροφή για σκέψη» ενώ άλλοι απλώς περιμένουν να δουν αν θα επαληθευτεί. Ο δρ Κάστρο και οι συνεργάτες του ασχολούνται αυτή τη στιγμή με το ζήτημα από την αντίθετη κατεύθυνση, εφαρμόζοντας τη θεωρία τους στην πράξη για να «προβλέψουν» οσμές. «Δεν έχουμε λύσει το πρόβλημα του να μπορεί κάποιος να προβλέψει μια οσμή με βάση τη χημική δομή της, ελπίζουμε όμως ότι θα το κάνουμε» τόνισε ο καθηγητής.

Πηγή : Βήμα Science

Δείτε ακόμη :
"Εισαγωγή στη χημεία της όσφρησης"
"Είναι η ανθρώπινη όσφρηση κβαντική ;"