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 ;" 

Στην προσομοίωση των χημικών αντιδράσεων το Νόμπελ Χημείας 2013

Τρεις ερευνητές οι οποίοι έθεσαν τη βάση για το λογισμικό που χρησιμοποιείται σήμερα για τη μοντελοποίηση των χημικών διαδικασιών τιμώνται με το Νόμπελ Χημείας 2013.

Το βραβείο μοιράζονται ο Αυστροαμερικανός Μάρτιν Κάρπλους, ο Βρετανός Μάικλ Λέβιτ και ο Αμερικανοϊσραηλινός Άριεχ Ουάρσελ, ανακοίνωσε την Τετάρτη η επιτροπή των Νόμπελ στη Βασιλική Ακαδημία Επιστημών της Σουηδίας.

Οι υπολογιστές είναι σήμερα εξίσου σημαντικό εργαλείο για τη χημεία όσο ο δοκιμαστικός σωλήνας, επισημαίνει η ανακοίνωση της επιτροπής. Οι προσομοιώσεις είναι πια τόσο ρεαλιστικές ώστε προβλέπουν τα αποτελέσματα κλασικών πειραμάτων.

Για να δημιουργήσουν μοντέλα των μορίων, οι χημικοί περιορίζονταν κάποτε σε μπαλάκια που συνδέονταν μεταξύ τους με ράβδους. Σήμερα, οι υπολογιστές όχι μόνο δημιουργούν μοντέλα αλλά επιπλέον προσομοιώνουν χημικές αντιδράσεις που συμβαίνουν σε χιλιοστά του δευτερολέπτου.

Οι Κάρπλους, Λέβιτ και Ουάρσελ έφεραν επανάσταση τη δεκαετία του 1970 καθώς δημιούργησαν μοντέλα που συνδύαζαν δύο μάλλον ασύμβατους κόσμους της Φυσικής: από τη μία την κλασική μηχανική του Νεύτωνα, η οποία επιτρέπει τη μοντελοποίηση μεγάλων μορίων, από την άλλη την κβαντική μηχανική, η οποία κυβερνά τον κόσμο του πολύ μικρού, και επιπλέον προσφέρει τη μόνη ικανοποιητική εξήγηση για το πώς ξεκινούν οι χημικές αντιδράσεις.

Σε ένα σημερινό υπολογιστικό μοντέλο, για παράδειγμα, η νευτώνεια φυσική χρησιμοποιείται για την προσομοίωση μιας μεγάλης πρωτεΐνης στην οποία συνδέεται ένα φάρμακο. Ταυτόχρονα, η κβαντομηχανική επιτρέπει την προσομοίωση των μεμονωμένων ατόμων που εμπλέκονται στην αντίδραση ανάμεσα στο φάρμακο και την πρωτεΐνη.

Χάρη σε αυτά τα υπολογιστικά μοντέλα, η Ιατρική μπορεί να ελπίζει ότι τα φάρμακα του μέλλοντος θα σχεδιάζονται εξαρχής στον υπολογιστή, αντί να επιλέγονται επειδή τυχαίνει να έχουν την επιθυμητή δράση στο δοκιμαστικό σωλήνα.
O Μάικλ Λέβιτ (Michael Levitt), Αμερικανός και Βρετανός πολίτης, γεννήθηκε το 1947 στη Νότιο Αφρική. Είναι σήμερα καθηγητής του Πανεπιστημίου του Στάνφορντ.

Ο Μάρτιν Κάρπλους (Martin Karplus) γεννήθηκε το 1930 στην Αυστρία αλλά έχει και αμερικανική υπηκοότητα. Είναι σήμερα καθηγητής στα πανεπιστήμια του Στρασβούργου και του Χάρβαρντ.

Ο Άριεχ Ουάρσελ (Arieh Warshe), υπήκοος των ΗΠΑ και του Ισραήλ, γεννήθηκε το 1940 σε ισραηλινό κιμπούτς. Είναι σήμερα καθηγητής του Πανεπιστημίου της Νότιας Καλιφόρνια.

Δείτε την ανακοίνωση της επιτροπής για την απονομή εδώ

Σπάνια περίπτωση ασθενή που παρασκεύαζε αλκοόλ στο έντερό του

Χρειάστηκαν πέντε χρόνια εξετάσεων μέχρι να διαπιστωθεί γιατί ένας άνδρας 61 ετών στο Τέξας ήταν μόνιμα μεθυσμένος, ακόμα κι όταν δεν είχε πιει σταγόνα αλκοόλ.

Ο μεθυσμένος ασθενής έπασχε από το σύνδρομο εντερικής ζύμωσης, «ένα μάλλον άγνωστο φαινόμενο στη Δυτική ιατρική», αναφέρουν οι γιατροί που έλυσαν το μυστήριο στο «International Journal of Clinical Medicine».

«Ελάχιστα άρθρα έχουν γραφεί για αυτό το σύνδρομο και τα περισσότερα είναι ανεκδοτολογικά» γράφουν οι ερευνητές στο Κολέγιο Panola του Τέξας. Το περιστατικό που εξετάζουν είναι το πρώτο που μελετάται επιστημονικά.

Για αρκετά χρόνια, ο άτυχος άνδρας δυσκολευόταν να πείσει τους γιατρούς ότι δεν ήταν αλκοολικός και δεν έπινε κρυφά.

Η σύζυγος του ασθενή, νοσοκόμα στο επάγγελμα, τον υπέβαλλε συχνά σε αλκοτέστ. Ακόμα κι αν δεν είχε πιει καθόλου, η συγκέντρωση στο αίμα του έφτανε το 0,40, πέντε φορές πάνω από το νόμιμο όριο για τους οδηγούς.

Το μυστήριο λύθηκε τελικά το 2010, όταν οι γιατροί τον έθεσαν υπό 24ωρη παρακολούθηση, χωρίς να επιτρέπουν καν τους επισκέπτες. Το μπαράζ εργαστηριακών εξετάσεων αποκάλυψε τελικά ότι το πεπτικό σύστημα του ασθενή λειτουργούσε ως ζυθοποιείο.

Το έντερό του διαπιστώθηκε ότι φιλοξενούσε έναν τεράστιο πληθυσμό του σακχαρομύκητα Saccharomyces cerevisiae, περισσότερο γνωστού ως μαγειρική μαγιά. Η μονοκύτταρη αυτή ζύμη χρησιμοποιείται ευρέως στη ζυθοποιία, την οινοποιία και την αρτοποιεία, χάρη στην ικανότητά της να ζυμώνει τους υδατάνθρακες και να τους μετατρέπει σε αιθανόλη.

Έπειτα από τη χορήγηση αντιμυκητιακών φαρμάκων, το πρόβλημα υποχώρησε και τα επίπεδα αιθανόλης στο αίμα του ασθενή μηδενίστηκαν.

Οι ερευνητές καλούν τώρα τους γαστρεντερολόγους να έχουν υπόψη τους το φαινόμενο. «Πρόκειται για ένα σπάνιο σύνδρομο, το οποίο όμως θα πρέπει να είναι δυνατό να αναγνωριστεί, καθώς έχει κοινωνικές συνέπειες όπως απόλυση, δυσκολίες στις σχέσεις, στίγμα, πιθανώς ακόμα και σύλληψη και φυλάκιση» γράφουν.

Πηγή : in.gr

Διαβάστε το αναλυτικό άρθρο εδώ

Η πρώτη εικόνα του δεσμού υδρογόνου

Αριστερά, δεσμοί υδρογόνου ανάμεσα σε μόρια υδροξυκινολίνης.

Δεξιά, οι αντίστοιχες αναπαραστάσεις (Πηγή: J Zhang et al, Science)  

Ο δεσμός υδρογόνου, ένα είδος έλξης που εμφανίζεται ανάμεσα σε ορισμένα μόρια, παίζει κρίσιμο ρόλο για τη χημεία της ζωής. Τώρα, ερευνητές στην Κίνα αναφέρουν ότι κατάφεραν για πρώτη φορά να τον δουν από κοντά - τα μοναδικά πορτρέτα παρουσιάζονται στο περιοδικό "Science".

Ο δεσμός έχει υπερβολικά μικρό μήκος για να μπορεί να γίνει ορατός σε οποιοδήποτε οπτικό ή ηλεκτρονικό μικροσκόπιο. Ο άθλος βασίστηκε στο λεγόμενο μικροσκόπιο ατομικής δύναμης (AFM), το οποίο χρησιμοποιεί μια μικροσκοπική ακίδα για να σαρώσει το δείγμα και να συμπεράνει έτσι τις ιδιότητές του.

Στη συγκεκριμένη μελέτη, η ακίδα δεν άγγιζε τα μόρια αλλά ταλαντωνόταν δίπλα τους σε πολύ μικρή απόσταση. Η επιφάνεια του δείγματος άλλαζε τη συχνότητα ταλάντωσης, και η αλλαγή αυτή επέτρεψε την απεικόνιση του δείγματος σε ατομική ακρίβεια.

Η ίδια τεχνική είχε χρησιμοποιηθεί και για την πρώτη άμεση απεικόνιση του ομοιοπολικού δεσμού αλλά και την πρώτη απεικόνιση μορίων πριν και μετά μια χημική αντίδραση.

Τα αποτελέσματα του πειράματος δείχνουν ξεκάθαρα ότι η μικροσκοπία ατομικής δύναμης μπορεί να βοηθήσει στη μελέτη των δεσμών υδρογόνου, οι οποίοι είναι μεν πανταχού παρόντες, η φύση τους όμως παραμένει αμφιλεγόμενη.

Ο ηλεκτροστατικός δεσμός παίζει κρίσιμο ρόλο στα πιο σημαντικά μόρια που γνωρίζει ο άνθρωπος: είναι η δύναμη χάρη στην οποία το νερό είναι υγρό σε θερμοκρασία δωματίου, αλλά και η δύναμη που συγκρατεί μεταξύ τους τις δύο έλικες στο μόριο του DNA.

Δεσμοί υδρογόνου ανάμεσα στα άτομα υδρογόνου (γκρι) 

και τα άτομα οξυγόνου (κόκκινο) στα μόρια του νερού

Ο δεσμός αυτός είναι μια διαμοριακή έλξη ανάμεσα σε μόρια που περιέχουν υδρογόνο και εμφανίζουν έντονα ασύμμετρη κατανομή των φορτίων τους. Για παράδειγμα, στο μόριο του νερού τα ηλεκτρόνια έλκονται περισσότερο από τα άτομα οξυγόνου από ό,τι από τα άτομα υδρογόνου, οπότε η μια πλευρά του μορίου έχει μερικό θετικό φορτίο και η άλλη πλευρά αρνητικό. Η "θετική" πλευρά ενός μορίου νερού έλκει την "αρνητική" πλευρά ενός δεύτερου μορίου, οπότε ανάμεσά τους σχηματίζεται ένας δεσμός υδρογόνου.

Για να διευκολύνουν το έργο τους οι ερευνητές στο Εθνικό Κέντρο Νανοεπιστήμης και Τεχνολογίας δεν χρησιμοποίησαν μόρια νερού αλλά την ουσία 8-υδροξυκινολίνη, της οποίας το μόριο έχει το πλεονέκτημα ότι είναι επίπεδο, με τον δεσμό υδρογόνου να προεξέχει και να ξεχωρίζει πιο εύκολα.

Η μελέτη περισσότερων μορίων με δεσμούς υδρογόνου θα μπορούσε στο μέλλον να δώσει οριστικές απαντήσεις για αυτή τη σημαντική διαμοριακής έλξης. "Η φύση του δεσμού υδρογόνου παραμένει αντικείμενο συζήτησης" επισημαίνει ο Δρ Κι, επικεφαλής της μελέτης.

Συγκεκριμένα, η μικροσκοπία AFM θα μπορούσε να απαντήσει στο ερώτημα του εάν ο δεσμός υδρογόνου είναι μια ηλεκτροστατική αλληλεπίδραση, όπως θεωρούνταν για πολύ καιρό, ή αν έχει χαρακτηριστικά ενός πραγματικού χημικού δεσμού, όπως υποδηλώνουν πειράματα περίθλασης ακτίνων Χ.

Πηγή : in.gr

Δείτε ακόμα : 

Μοναδικά πορτρέτα μορίων πριν και μετά τη χημική αντίδραση (με την τεχνική AFM) εδώ

Επαναστατικό υλικό "αυτοθεραπεύεται"

Κατάφερε να επιδιορθωθεί μόνο του όταν το έκοψαν στη μέση

Ομάδα ερευνητών στην Ισπανία δημιούργησε ένα επαναστατικό υλικό. Πρόκειται για ένα πλαστικό πολυμερές που έχει την ικανότητα να επιδιορθώνει μόνο του τις ζημιές που προκαλούνται σε αυτό. Το πλαστικό πολυμερές ανέπτυξαν ερευνητές του Κέντρου Ηλεκτροχημικών Τεχνολογιών στο Σαν Σεμπαστιάν.

Σε ένα από τα πειράματα που έκαναν οι ερευνητές έκοψαν στη μέση το πολυμερές που δημιούργησαν και στη συνέχεια ακούμπησαν το ένα κομμένο τμήμα πάνω στο άλλο. Δύο ώρες αργότερα το υλικό είχε καταφέρει να επιδιορθώσει τη ζημιά και να γίνει πάλι μια ενιαία συμπαγής μάζα. Μάλιστα η επιδιόρθωση έγινε σε απλές συνθήκες. δηλαδή σε θερμοκρασία και φωτεινότητα δωματίου. Η ανακάλυψη δημοσιεύεται στην επιθεώρηση "Materials Horizons".

Οι ερευνητές ονόμασαν το υλικό που δημιούργησαν «Εξολοθρευτή» προς τιμήν του τρομερού ρομπότ Τ-1000 που εμφανίστηκε στο δεύτερο μέρος της διάσημης κινηματογραφικής τριλογίας. Το Τ-1000 αποτελούνταν από ένα υλικό που κατάφερνε άμεσα να αυτο-επιδιορθώνεται και να επουλώνει τις "πληγές" του ρομπότ.

Πηγή : in.gr

Παρακολουθείστε το βίντεο με τα δύο κομμάτια που κολλούν πάλι μεταξύ τους εδώ

Πώς ένας χαλασμένος φελλός μπορεί να μπλοκάρει την όσφρηση

Την επόμενη φορά που θα επιστρέψετε ως ακατάλληλο ένα κρασί στο σερβιτόρο, πείτε του ότι ανιχνεύσατε υψηλά επίπεδα ΤCA. Είναι μια διαβόητη ουσία του φελλού που χαλάει το κρασί, και η οποία αποκαλύπτεται τώρα ότι έχει την ιδιότητα να μπλοκάρει την όσφρηση και να παραμορφώνει τις οσμές.

Προηγούμενες μελέτες είχαν δείξει ότι το μόριο TCA (2,4,6-τριχλωροανισόλη) που υπάρχει στο φελλό είναι ο κύριος ένοχος για τη «χαλασμένη» μυρωδιά που φοβούνται όλοι οι οινοποιοί.

Η ουσία παράγεται από μύκητες ή βακτήρια που έχουν μολύνει το φελλό και έχει μια χαρακτηριστική μυρωδιά που θυμίζει βρεγμένο σκύλο, μουχλιασμένο σφουγγαρόπανο ή υγρό υπόγειο.

Μέχρι σήμερα οι επιστήμονες υπέθεταν ότι η TCA ενεργοποιεί τους οσφρητικούς υποδοχείς της μύτης και καλύπτει με τη δυνατή οσμή του τα αρώματα του κρασιού.

Το περίεργο όμως είναι ότι η μυρωδιά της TCA γίνεται αντιληπτή ακόμα και σε αστρονομικά μικρές συγκεντρώσεις, μόλις μερικά μέρη ανά τρισεκατομμύριο, οι οποίες θα ήταν δύσκολο να ενεργοποιήσουν αρκετούς υποδοχείς της μύτης.

Για να λύσει το μυστήριο, η Χιρόκο Τακεούτσι στο Πανεπιστήμιο της Οσάκα πειραματίστηκαν με οσφρητικούς υποδοχείς που απομονώθηκαν από τρίτωνες, αμφίβια που θυμίζουν σαλαμάνδρα. Οι υποδοχείς του τρίτωνα είναι πολύ μεγαλύτεροι από τους ανθρώπινους, δίνοντας στους ερευνητές τη δυνατότητα να μετρούν απευθείας την ενεργοποίησή τους.

Το πείραμα έδειξε ότι η TCA δεν προκαλεί ηλεκτρική διέγερση των υποδοχέων, όπως θα περίμενε κανείς από μια ουσία που μυρίζει τόσο έντονα. Το μόριο όμως μπλόκαρε τα κανάλια ασβεστίου των υποδοχέων, εμποδίζοντας έτσι τη λειτουργία τους.

Το συμπέρασμα, αναφέρουν οι ερευνητές στην επιθεώρηση PNAS, είναι ότι η TCA δεν ενεργοποιεί άμεσα την αίσθηση της όσφρησης αλλά την παραμορφώνει, κάνοντας το κρασί να μυρίζει «μουχλιασμένο».

Δεδομένου ότι η TCA υπάρχει σε μικρές συγκεντρώσεις και σε άλλα προϊόντα, όπως τα μήλα, οι σταφίδες, τα φιστίκια και το ουίσκι, τα αποτελέσματα της μελέτης θα μπορούσαν να βοηθήσουν τη βιομηχανία τροφίμων να αποφύγει τις ανεπιθύμητες οσμές.

Πηγή : in.gr

Δείτε το αναλυτικό άρθρο (PNAS) εδώ

Περισσότερα για την TCA(2,4,6-τριχλωρο-ανισόλη εδώ (wikipedia)

Tο λεπτότερο φύλλο γυαλιού έχει πάχος δύο ατόμων

Στο δεξί τμήμα της εικόνας, η διάταξη των ατόμων στο φύλλο γυαλιού όπως φαίνεται στο ηλεκτρονικό μικροσκόπιο. Δεξιά, απεικόνιση της ίδιας διάταξης σε υπολογιστή (Kavli Institute at Cornell for Nanoscale Science)  

Στο Βιβλίο των Ρεκόρ Guinness καταχωρείται μια τυχαία ανακάλυψη που ανακοίνωσαν πέρυσι αμερικανοί και γερμανοί ερευνητές: δημιούργησαν το λεπτότερο φύλλο γυαλιού στον κόσμο, μια επιφάνεια με πάχος μόλις δύο ατόμων, η οποία μπορεί να θεωρηθεί ουσιαστικά δισδιάστατη.

Ερευνητές του Πανεπιστημίου Κορνέλ και του Πανεπιστημίου της Ουλμ δημιούργησαν κατά λάθος το υπέρλεπτο γυαλί στη διάρκεια ενός πειράματος για τη μελέτη του γραφενίου, του υλικού που κατέχει σήμερα το ρεκόρ μικρότερου πάχους.

Το γραφένιο, μια μορφή του άνθρακα συγγενική με το γραφίτη, αποτελείται από φύλλα άνθρακα πάχους ενός μόλις ατόμου.

Η μελέτη του λεπτότερου υλικού του κόσμου οδήγησε τελικά στη δημιουργία του λεπτότερου φύλλου γυαλιού. Οι ερευνητές προσπαθούσαν να δημιουργήσουν μια επίστρωση από γραφένιο σε φύλλα χαλκού που θερμαινόταν σε έναν κλίβανο από χαλαζία.

Παρατήρησαν όμως ότι το παραγόμενο γραφένιο ήταν καλυμμένο κατά τόπους από ένα περίεργο στρώμα «βρομιάς», η οποία αποδείχθηκε ότι αποτελούνταν από πυρίτιο και οξυγόνο, τα συστατικά του συνηθισμένου γυαλιού.

Οι ερευνητές κατέληξαν στο συμπέρασμα ότι μια διαρροή αέρα επέτρεψε στον άνθρακα να αντιδράσει με τον χαλαζία, ο οποίος επίσης αποτελείται από πυρίτιο και οξυγόνο, και έδωσε τελικά γυαλί.

Εκτός όμως του ότι κέρδισε ένα ρεκόρ Guinness, το πειραματικό ατύχημα δείχνει να προσφέρει απάντηση σε ένα ερώτημα 80 ετών σχετικά με τη φύση του γυαλιού.

Στα περισσότερα στερεά υλικά, τα άτομα βρίσκονται διατεταγμένα σε ένα άκαμπτο κρυσταλλικό πλέγμα. Το γυαλί όμως διαφέρει, αφού είναι ένα άμορφο υλικό με τα άτομά του να καταλαμβάνουν τυχαίες θέσεις, όπως συμβαίνει στα ρευστά.

Για το λόγο αυτό, το γυαλί μπορεί να θεωρηθεί ταυτόχρονα και στερεό και ρευστό.

Στην προσπάθειά τους να μελετήσουν με ηλεκτρονικό μικροσκόπιο τα υπέρλεπτα φύλλα γυαλιού, οι ερευνητές κατάφεραν για πρώτη φορά να απεικονίσουν τη διάταξη των ατόμων στο γυαλί. Και η διάταξη που βρήκαν παρουσίαζε εντυπωσιακή ομοιότητα με ένα θεωρητικό διάγραμμα για τη δομή του γυαλιού που είχε δημοσιεύσει το 1932.

 «Κοιτάζοντας προς τα πίσω την καριέρα μου, αυτή είναι η εργασία για την οποία είμαι πιο περήφανος» δηλώνει ενθουσιασμένος ο Ντέιβιντ Μούλερ, μέλος της ερευνητικής ομάδας στο Κορνέλ.

Η ανακάλυψη δημοσιεύτηκε το 2012 στην επιθεώρηση Nano Letters και το ρεκόρ θα δημοσιευτεί στην έκδοση του Guinness Book of World Records για το 2014.

Πηγή : in.gr

Διαβάστε το πρωτότυπο άρθρο εδώ
 

Γαϊδουράγκαθο : άχρηστο ή πολύτιμο φυτό ;

Όπου γυρίσουμε και κοιτάξουμε στην Ελληνική φύση, βλέπουμε κάποια ψηλά ακανθώδη φυτά, με όμορφο μωβ άνθη.

Το γαϊδουράγκαθο (Silybum marianum), είναι ένα συνηθισμένο φυτό πού ευδοκιμεί σε όλον τον κόσμο και είναι αυτόχθων στην περιοχή της Μεσογείου.

Ζει μέχρι δύο χρόνια, είναι ακανθώδες και έχει πράσινα σκληρά φύλλα με λευκά σημάδια σαν φλέβες.

Φτάνει μέχρι και τα 2 μέτρα σε ύψος, είναι αυτοφυές και φυτρώνει σε χερσότοπους και σε καλά στραγγιζόμενα εδάφη. 
Πολλαπλασιάζεται μόνο του από τους σπόρους του, δεν θέλει καθόλου νερό και προτιμά τα ηλιόλουστα μέρη.

Σύμφωνα με την παράδοση, τα λευκά σημάδια σαν φλέβες στα πράσινα φύλλα του, προκλήθηκαν όταν έπεσαν πάνω στο φυτό σταγόνες από το γάλα της Παρθένου Μαρίας και για αυτό πήρε το αγγλικό του όνομα milk thistle (γαλατοαγκάθι).

Είναι κατάλληλο για να ενισχύσει την αναπαραγωγή κυττάρων του ήπατος. Συνιστάται η κατανάλωση του σε ασθενείς που πάσχουν από κίρρωση του ήπατος, ηπατίτιδα και ίκτερο και προστατεύει το ήπαρ  από τις χημειοθεραπείες

Χορηγείται σε όλα τα προβλήματα της χοληδόχου κύστης καθώς αυξάνει την έκκριση και την ροή της χολής από το ήπαρ και της χοληδόχου κύστης.

Είναι φυσικό αντίδοτο σε δηλητηριάσεις από μανιτάρια του γένους Amanita, καθώς και από άλλες τοξίνες του περιβάλλοντος.

Στη βοτανοθεραπευτική χρησιμοποιούνται οι σπόροι του, που συλλέγονται τέλη καλοκαιριού όταν ξεραθούν τελείως.

Το εκχύλισμα γαϊδουράγκαθου παρασκευάζεται από τους σπόρους του και αποτελείται από περίπου 65-80% σιλυμαρίνη (silymarin) και 20-35% λιπαρά οξέα. 

Η σιλυμαρίνη είναι ένα σύνθετο μίγμα πολυφαινολικών μορίων και συμπεριλαμβάνει επτά στενά συνδεόμενες φλαβονολιγνάνες (σιλιβίνη Α, σιλιβίνη Β, ισοσιλιβίνη Α, ισοσιλιβίνη Β, σιλυχριστίνη, ισοσιλυχριστίνη σιλυδιανίνη).

Άλλες ουσίες που περιέχει το εκχύλισμα είναι τυραμίνη, ισταμίνη, αιθέρια έλαια, λιπίδια, σάκχαρα, αλκαλοειδή, σαπωνίνες, κολλώδεις ουσίες, οργανικά οξέα, βιταμίνες C, E και K, όπως και άλλα φλαβονοειδή, όπως κερκετίνη, ταξιφολίνη και δεϋδροκεμφερόλη.

Η σιλυμαρίνη δεν είναι ευδιάλυτη στο νερό και έτσι δεν μπορεί να χορηγηθεί σε αφέψημα. Συνήθως χορηγείται σαν τυποποιημένο εκχύλισμα σε κάψουλες. 

Η σιλιβίνη ή σιλιβινίνη (silibinin), ένα κλάσμα της σιλυμαρίνης, είναι κυρίως ένα μίγμα δύο διαστερεοϊσομερών, της σιλιβίνης Α και σιλιβίνης Β, σε αναλογία περίπου 1:1.  

Τα τελευταία χρόνια η σιλυμαρίνη και ειδικότερα η σιλιβίνη, απέσπασαν την προσοχή λόγω άλλων δράσεων, όπως αντικαρκινικές και χημειοπροστατευτικές ιδιότητες καθώς και η μείωση της χοληστερίνης, η καρδιοπροστατευτική και η νευροπροστατευτική τους δράση. 

Η σιλιβίνη φαίνεται να είναι ευεργετική στη θεραπεία προβλημάτων του παγκρέατος, καθώς και στην εξισορρόπηση της υπεργλυκαιμίας, σε θεραπεία προβλημάτων των πνευμόνων και των νεφρών και διαφόρων προβλημάτων του προστάτη όπως το αδενοκαρκίνωμα.

Το γαϊδουράγκαθο δεν παρουσιάζει τοξικότητα στον άνθρωπο όσον αφορά την κατανάλωση του. Σε υψηλές και μακροχρόνιες δόσεις ίσως χρειαστεί συμπληρωματικά κάποιο σκεύασμα πλούσιο σε φυτικές ίνες, γιατί λόγω της δράσης του φυτού, μπορεί να ερεθιστεί ο εντερικός βλεννογόνος και να προκληθεί μικρή μάζα κοπράνων.

Βέβαια πάντοτε τα βότανα θα πρέπει να καταναλώνονται υπό την επίβλεψη κάποιου ειδικού και ποτέ κατά βούληση !

Πηγή : Wikipedia (Silybum_marianum)