Το δηλητήριο του κροταλία βάση για ανάπτυξη ισχυρών αντιβιοτικών

Ερευνητές του Πανεπιστημίου Queensland στην Αυστραλία εντόπισαν ένα συστατικό στο δηλητήριο του κροταλία το οποίο όπως υποστηρίζουν μπορεί να αποτελέσει την βάση για την δημιουργία μιας νέας γενιάς αντιβιοτικών που θα αντιμετωπίζουν αποτελεσματικά τα βακτήρια που έχουν γίνει ανθεκτικά στα υπάρχοντα φάρμακα. 

Οι ερευνητές σε δημοσίευση τους στην επιθεώρηση «Journal of Biological Chemistry» περιγράφουν τον τρόπο με τον οποίο το πώς το δηλητήριο θα δρα στον ανθρώπινο οργανισμό χωρίς να προκαλεί ζημιές ή παρενέργειες. 

 «Πρόκειται για ένα πεπτίδιο (ένα κομματάκι μιας πρωτεΐνης) το οποίο προσδένεται στην επιφάνεια των βακτηρίων χάρις στην ηλεκτροστατική έλξη η οποία προκαλείται από τις ιδιότητες της μεμβράνης των βακτηρίων. Το πεπτίδιο έχει θετικό φορτίο ενώ τα βακτήρια αρνητικό γεγονός που επιτρέπει στο πεπτίδιο να διαπεράσει την μεμβράνη τους και τελικά να τα σκοτώσει. Επειδή τα κύτταρα του ανθρώπινου οργανισμού δεν έχουν φορτίου δεν θα ενοχληθούν από την παρουσία του πεπτιδίου, δηλαδή του δηλητηρίου. Αυτό είναι παράδειγμα του πώς μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε πράγματα που υπάρχουν φύση και φαινομενικά μοιάζουν εχθρικά προς εμάς προς όφελος μας και στην προκειμένη περίπτωση να προσθέσουμε ένα νέο εναλλακτικό όπλο στο φαρμακευτικό μας οπλοστάσιο», αναφέρει η καθηγήτρια Σόνια Ενρίκες, επικεφαλής της μελέτης. 

Τα τελευταία χρόνια η επιστημονική κοινότητα εξερευνά τον κόσμο των δηλητηρίων της φύσης και το πώς αυτά θα μπορούσαν να αλλάξουν προορισμό και από θανατηφόρα για τον άνθρωπο να του σώζουν την ζωή. Η βρετανική εταιρεία βιοτεχνολογίας «Venomtech» πειραματίζεται με δηλητήρια από σκορπιούς και αράχνες με στόχο όπως και στην περίπτωση του δηλητηρίου του κροταλία την ανάπτυξη φαρμάκων που θα αντιμετωπίζουν βακτήρια ανθεκτικά στα υπάρχοντα αντιβιοτικά.
Η ανάπτυξη νέων ισχυρών αντιβιοτικών είναι πολύ σημαντική αφού σύμφωνα με πρόσφατη έρευνα μέχρι το 2050, τα ανθεκτικά βακτήρια θα σκοτώνουν περίπου 10 εκατομμύρια ανθρώπους σε ετήσια βάση. Δεν είναι όμως τα αντιβιοτικά το πεδίο στο οποίο επικεντρώνονται οι έρευνες με τα δηλητήρια των διαφόρων ζώων αφού διερευνάται και η πιθανότητα να έχουν θετικές επιπτώσεις και σε άλλες παθήσεις. Το δηλητήριο μιας σαύρας για παράδειγμα, χρησιμοποιείται για να αναπτυχθεί μια θεραπεία κατά του διαβήτη. 

Πηγή : in.gr

Μικρόβια που «τρώνε» το πετρέλαιο, την ραδιενέργεια και που αλλάζουν μεταβολισμό

Ερευνητές του Πανεπιστημίου του Κεμπέκ υποστηρίζουν ότι εντόπισαν ένα μικρόβιο το οποίο μπορεί να απορροφά και να διαλύει το πετρέλαιο

Πολλές ερευνητικές ομάδες σε όλο τον κόσμο προσπαθούν τα τελευταία χρόνια να αναπτύξουν νέες αποτελεσματικότερες και ταυτόχρονα πιο φιλικές στο περιβάλλον μεθόδους καθαρισμού των πετρελαιοκηλίδων από τις θάλασσες. Στο πλαίσιο αυτό πολλοί ερευνητές έχουν στρέψει το ενδιαφέρον τους σε μικροοργανισμούς που θα μπορούσαν να βοηθήσουν σε αυτή την κατεύθυνση. Είναι γνωστό ότι πραγματοποιούνται πειράματα με χιλιάδες είδη μικροοργανισμών αναζητώντας εκείνους που μπορούν να συμβάλουν στην εξουδετέρωση των πετρελαιοκηλίδων.

Ερευνητές του Πανεπιστημίου του Κεμπέκ υποστηρίζουν ότι εντόπισαν ένα μικρόβιο το οποίο μπορεί να απορροφά και να διαλύει το πετρέλαιο. Πρόκειται για το μικρόβιο ψ το οποίο σύμφωνα με τους ερευνητές διαθέτει ένα ένζυμο το οποίο του επιτρέπει να διαλύει το πετρέλαιο και να το μετατρέπει σε νερό και άλλα φιλικά για το περιβάλλον υποπροϊόντα. Όπως είναι ευνόητο το μικρόβιο αυτό αν όντως έχει αυτές τις ιδιότητες μπορεί να αποτελέσει ένα πολύτιμο σύμμαχο για την προστασία του περιβάλλοντος και την σωτηρία οικοσυστημάτων στα οποία έχει εισβάλει πετρέλαιο.

Οι έρευνες με τις μικροβιακές μορφές ζωής έχουν αποκαλύψει την ύπαρξη μικροβίων με πραγματικά πολύ εντυπωσιακές ικανότητες.

Ένα είδος βακτηρίου που βρέθηκε να ζει βαθιά στο υπέδαφος διαπιστώθηκε ότι έχει τη μοναδική ικανότητα να τρέφεται με… ραδιενέργεια! Το βακτήριο, με την ονομασία Desulforudis audaxviator, βρέθηκε να ζει σε ένα παλιό χρυσωρυχείο στη Νότια Αφρική, σε βάθος 2,8 χιλιομέτρων και διαπιστώθηκε αντλεί ενέργεια από τη ραδιενεργό διάσπαση του ουρανίου. Η ανακάλυψη μάλιστα οδήγησε κάποιους ειδικούς να διατυπώσουν την άποψη ότι η παρουσία του συγκεκριμένου μικροβίου αφήνει ανοικτό το ενδεχόμενο ύπαρξης εξωγήινων που τρέφονται με καθαρή ακτινοβολία.

Το μοβ βακτήριο Rhodopseudomonas palustris προσελκύει εδώ και χρόνια το ενδιαφέρον των βιοτεχνολόγων χάρη στη μοναδική ικανότητά του να αλλάζει μεταβολισμό ανάλογα με τις συνθήκες. Απαντάται σε πολλά διαφορετικά περιβάλλοντα, καθώς μπορεί να αντλεί ενέργεια είτε από το φως, μέσω της φωτοσύνθεσης, είτε από οργανικά ή ανόργανα μόρια. Παρόλο που το πλήρες γονιδίωμα του βακτηρίου είναι διαθέσιμο από το 2004, τα μεταβολικά κόλπα του δεν έχουν γίνει ακόμα κατανοητά. Στην τελευταία σχετική μελέτη ερευνητές του Χάρβαρντ αναφέρουν ότι αυτό το μικρόβιο μπορεί να αντλεί ηλεκτρόνια από ορυκτά του εδάφους, ακόμα και από ορυκτά που βρίσκονται αρκετά βαθιά κάτω από την επιφάνεια. Με λίγα λόγια το μικρόβια τρέφεται με φως και ηλεκτρισμό.

Πηγή

Σύστημα τεχνητής νοημοσύνης καθοδηγεί τη δημιουργία νέων μορίων

Η συνθετική οργανική χημεία είναι η επιστήμη της δημιουργίας νέων χημικών δομών από απλούστερα μέρη. Έως σήμερα, η γνώση και η εμπειρία των χημικών ήταν το "κλειδί" για να σχεδιάσουν και να συνδυάσουν πετυχημένα τις χημικές αντιδράσεις, έτσι ώστε να παράγουν το επιθυμητό αποτέλεσμα, όπως το μόριο ενός νέου φαρμάκου. Αλλά, εφεξής θα έχουν ένα πολύτιμο βοηθό, αν όχι οδηγό: την τεχνητή νοημοσύνη.

Γερμανοί επιστήμονες δημιούργησαν ένα νέο σύστημα τεχνητής νοημοσύνης που, αφού έχει αφομοιώσει σχεδόν κάθε χημική αντίδραση που έχει γίνει μέχρι σήμερα από τους ανθρώπους, μπορεί πια μόνο του να προτείνει τις χημικές αντιδράσεις και να σχεδιάσει τα διαδοχικά χημικά βήματα για να παραχθεί ένα νέο μόριο. Οι χημικοί έκαναν λόγο για μια εξέλιξη-ορόσημο, που μπορεί να μεταμορφώσει τη Χημεία και να τη βάλει σε μεγάλο βαθμό στον…αυτόματο πιλότο, μεταξύ άλλων επιταχύνοντας την ανάπτυξη νέων φαρμάκων, αλλά και μειώνοντας το κόστος.

Οι ερευνητές, με επικεφαλής τον ειδικό στην οργανική χημεία και στην τεχνητή νοημοσύνη Μάρβιν Ζέγκλερ του Πανεπιστημίου του Μίνστερ, που έκαναν τη σχετική δημοσίευση στο περιοδικό "Nature", χρησιμοποίησαν νευρωνικά δίκτυα βαθιάς μάθησης για να τροφοδοτήσουν και να «εκπαιδεύσουν» το λογισμικό τους με περίπου 12,4 εκατομμύρια γνωστές οργανικές χημικές αντιδράσεις, που έχουν συσσωρευτεί από τα μέσα του 19ου αιώνα μέσα από τη θεωρία και την πρακτική.

Στη συνέχεια, το σύστημα – που μαθαίνει και βελτιώνεται τελείως μόνο του- μπορεί να προβλέψει τις χημικές αντιδράσεις που μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε κάθε βήμα. Το «έξυπνο» λογισμικό σχεδιάζει μόνο του μια διαδικασία πολλαπλών σταδίων για τη σύνθεση ενός νέου μορίου, από την αρχή έως το τέλος.

Από τη δεκαετία του 1960, οι χημικοί ξεκινάνε συχνά από το τέλος, δηλαδή με το μόριο που θέλουν να φτιάξουν, το οποίο βρίσκουν πια με τη βοήθεια υπολογιστών. Στη συνέχεια, πηγαίνοντας ανάποδα και χρησιμοποιώντας τόσο την ανάλυση άλλων μορίων που ήδη υπάρχουν όσο και τη διαίσθησή τους, καταλήγουν στις ουσίες (π.χ. στα πρόδρομα μόρια) και στις χημικές αντιδράσεις με τις οποίες πρέπει να ξεκινήσουν. Μια διαδικασία που μπορεί να πάρει στους ανθρώπους από μερικές ώρες έως αρκετές μέρες, αλλά την οποία τώρα πια είναι σε θέση να κάνει -και μάλιστα πολύ πιο γρήγορα- το νέο εργαλείο της τεχνητής νοημοσύνης.

Προς επιβεβαίωση, οι ερευνητές έδειξαν σε 45 χημικούς στη Γερμανία και στην Κίνα εννέα καταγεγραμμένα "μονοπάτια" σύνθεσης διαφορετικών μορίων, τα οποία είχαν σχεδιασθεί είτε από ανθρώπους χημικούς είτε από το σύστημα τεχνητής νοημοσύνης και τους κάλεσαν -αν μπορούσαν- να διακρίνουν ποια προέρχονταν από το μηχάνημα.

Οι χημικοί δεν ήσαν σε θέση να διακρίνουν τα μεν από τα δε και δεν είχαν προτίμηση για το ποια ήσαν τα καλύτερα, πράγμα που δείχνει ότι το σύστημα τεχνητής νοημοσύνης λειτουργεί πια όπως ένας έμπειρος χημικός. Δεν σημαίνει βέβαια ότι κάθε πρόταση του χημικού αλγόριθμου τελικά θα "δουλέψει" στο εργαστήριο, όπως όμως αποδεδειγμένα δεν φέρνει αποτελέσματα και κάθε ιδέα ανθρώπου χημικού.

Έχουν διεθνώς υπάρξει διάφορες προσπάθειες για να "παντρευτεί" η χημεία με την τεχνητή νοημοσύνη, αλλά το σύστημα του Ζέγκλερ είναι το πιο προχωρημένο, επειδή μαθαίνει τελείως μόνο του και δεν χρειάζεται καθόλου να του μάθουν οι άνθρωποι τους κανόνες που θα χρησιμοποιήσει.

Ήδη αρκετές φαρμακευτικές εταιρείες έχουν δείξει ενδιαφέρον για το νέο σύστημα. Ο Ζέγκλερ δήλωσε αισιόδοξος, ότι οι οργανικοί χημικοί δεν θα μείνουν χωρίς δουλειά στο μέλλον, απλώς το νέο εργαλείο θα αποτελέσει έναν πολύτιμο βοηθό τους. Όπως ανέφερε χαρακτηριστικά, "η συσκευή πλοήγησης GPS μπορεί να κατέστησε περιττούς τους χάρτινους χάρτες, αλλά όχι και τον οδηγό του αυτοκινήτου".

Δεν είναι πάντως σίγουρο ότι όλοι οι χημικοί θα το δουν με το ίδιο μάτι…

Πηγή : in.gr

Δημιουργήθηκε πλαστικό που είναι καλός αγωγός της θερμότητας

Χάρη στο νέο υλικό οι φορητοί υπολογιστές και τα κινητά στο μέλλον μπορεί να μην υπερθερμαίνονται

Τα πλαστικά είναι θαυμάσια μονωτικά υλικά, καθώς παγιδεύουν τη θερμότητα. Αυτή η ιδιότητα είναι ό,τι πρέπει αν κανείς θέλει να φτιάξει π.χ. ένα μονωτικό «δακτυλίδι» για να πιάνει άφοβα το καυτό ποτήρι του καφέ.

Αλλά είναι ανεπιθύμητη, όταν π.χ. αφορά το πλαστικό περίβλημα του φορητού υπολογιστή ή του κινητού τηλεφώνου που μπορεί να υπερθερμανθούν, ακριβώς επειδή παγιδεύουν τη θερμότητα που βγάζει το μηχάνημα, αντί να την αφήνουν να διαχέεται ελεύθερα.

Τώρα, οι ερευνητές από τα Τμήματα των Μηχανολόγων και των Χημικών Μηχανικών του Πανεπιστημίου ΜΙΤ των ΗΠΑ ανέπτυξαν ένα πολυμερές που είναι πολύ καλός αγωγός της θερμότητας. Πρόκειται για ένα πλαστικό υλικό που αφήνει τη θερμότητα να διασκορπίζεται στο περιβάλλον, αντί να τη «φυλακίζει».

Το νέο υλικό, που είναι ελαφρύ και εύκαμπτο, μπορεί να μεταφέρει δεκαπλάσια θερμότητα σε σχέση με τα πολυμερή υλικά του εμπορίου και μάλιστα προς όλες τις κατευθύνσεις.

Οι ερευνητές, που έκαναν τη σχετική δημοσίευση στο επιστημονικό έντυπο "Science Advances", δήλωσαν ότι εργάζονται ήδη για να βελτιώσουν κι άλλο το υλικό, ώστε να βρει πρακτικές εφαρμογές στις ηλεκτρονικές συσκευές, στα περιβλήματα μπαταριών κ.α.

Το άρθρο στο περιοδικό 

Επίπεδο γάλλιο- ένα νέο υλικό δύο διαστάσεων

Επιστήμονες του Rice University και του Ινδικού Ινστιτούτου Επιστημών στη Μπανγκαλόρ ανακάλυψαν μέθοδο δημιουργίας επίπεδου γαλλίου (σε επίπεδο ατόμου), το οποίο εμφανίζεται πολλά υποσχόμενο ως προς νέες εφαρμογές στον χώρο των ηλεκτρονικών.

Αναλυτικότερα, ο επιστήμονας υλικών Πουλικέρλ Ατζαγιάν του Rice και συνεργάτες του και συνάδελφοί τους στην Ινδία δημιούργησαν το δισδιάστατο «γαλλινένιο» (gallenene), ένα λεπτό στρώμα αγώγιμου υλικού που είναι για το γάλλιο ό,τι είναι το γραφένιο για τον άνθρακα. Το νέο αυτό υλικό φαίνεται να έχει μια τάση να δημιουργεί δεσμούς με ημιαγωγούς όπως το πυρίτιο, και θα ήταν ιδιαίτερα χρήσιμο με ηλεκτρονικές συσκευές δύο διαστάσεων, σύμφωνα με τους ερευνητές.

Το γάλλιο είναι ένα μέταλλο με πολύ χαμηλό σημείο τήξης: Αντίθετα με το γραφένιο και πολλές άλλες δομές διαστάσεων, δεν είναι δυνατή ακόμα η «καλλιέργειά» του με παρεμφερείς μεθόδους. Επιπλέον έχει μια τάση να οξειδώνεται γρήγορα. Και ενώ πρώιμα στάδια γραφενίου απομακρύνονταν από τον γραφίτη με κολλητική ταινία, οι δεσμοί μεταξύ των στρωμάτων γαλλίου είναι πολύ ισχυροί για μια τόσο απλή προσέγγιση- οπότε και χρησιμοποιήθηκε θερμότητα αντί για δύναμη. Το αποτέλεσμα ήταν η επιτυχής «απολέπιση» γαλλινενίου σε υποστρώματα, επιβεβαινώνοντας ότι διαφορετικοί συνδυασμοί έχουν διαφορετικές ηλεκτρονικές ιδιότητες και υποδεικνύοντας ότι αυτές μπορούν να διαμορφωθούν ανάλογα για εφαρμογές.

Οι ιδιότητες του γαλλινενίου διερευνώνται. Όπως σημειώνει ο Ατζαγιάν, «τα σχεδόν δισδιάστατα μέταλλα είναι δύσκολο να εξαχθούν, καθώς πρόκειται κυρίως για υψηλής δύναμης δομές χωρίς στρώματα- και το γαλλινένιο είναι μια εξαίρεση που θα μπορούσε να “γεφυρώσει” την ανάγκη για μέταλλα στον δισδιάστατο κόσμο».

Πηγή

Η Apple θέλει να έχει επαρκή αποθέματα κοβαλτίου για τα iPhone

Πρώτη φορά στην ιστορία της, η Apple προσπαθεί να προμηθευτεί κοβάλτιο για τα πέντε επόμενα χρόνια, παρακάμπτοντας τους κατασκευαστές μπαταριών και ερχόμενη σε άμεση επαφή με τις εξορυκτικές εταιρείες. Η αυξημένη ζήτηση κοβαλτίου από τους κατασκευαστές ηλεκτρικών αυτοκινήτων μπορεί να προκαλέσει ελλείψεις στο μέλλον και μεγάλη άνοδο της αξίας τού εν λόγω μετάλλου. Η Apple, θέλοντας να αποσοβήσει έναν τέτοιο κίνδυνο, αποφάσισε να αναλάβει η ίδια την ευθύνη της προμήθειας κοβαλτίου, ώστε να μην επηρεαστεί η παραγωγή των φορητών συσκευών της.

Η κατασκευάστρια του iPhone είναι από τους μεγαλύτερους χρήστες κοβαλτίου για τις μπαταρίες των συσκευών της. Έως σήμερα, όμως, την ευθύνη για την προμήθεια κοβαλτίου την είχαν οι κατασκευαστές των μπαταριών, όχι η Apple. Υπολογίζεται ότι το ένα τέταρτο της παγκόσμιας παραγωγής κοβαλτίου καταλήγει στα κινητά μας τηλέφωνα. Έτσι, η Apple θέλει να εξασφαλίσει την προμήθεια μερικών χιλιάδων τόνων κοβαλτίου ανά έτος για πέντε έτη ή περισσότερο, σύμφωνα με ανώνυμη δήλωση στο Bloomberg ατόμου που παίρνει μέρος στις διαπραγματεύσεις. Οι πρώτες επαφές με τα ορυχεία έγιναν πριν από έναν χρόνο, αλλά μπορεί να μην καταλήξουν σε συμφωνία, είπε κάποιο άλλο πρόσωπο. Η Apple έχει αρνηθεί να σχολιάσει την πληροφορία. Ο διευθύνων σύμβουλος της Glencore, μιας εκ των μεγαλύτερων εταιρειών εξόρυξης και εμπορίου πρώτων υλών, είχε δηλώσει πριν από έναν χρόνο ότι η Apple είναι ανάμεσα στις εταιρείες με τις οποίες είχε διερευνητικές επαφές η Glencore.

Η κίνηση της Apple δεν είναι πρωτοφανής. Και άλλες εταιρείες, όπως η Samsung, η BMW και η Volkswagen, αγωνίζονται να κλείσουν συμβόλαια μακράς διαρκείας για να διασφαλίσουν την επαρκή προσφορά κοβαλτίου, ώστε να επιτύχουν φιλόδοξους στόχους παραγωγής ηλεκτρικών αυτοκινήτων. H ΒΜW είναι κοντά στο κλείσιμο μιας συμφωνίας δεκαετούς προμήθειας, σύμφωνα με τη γερμανική εφημερίδα FAZ. Το κοβάλτιο είναι σημαντικό συστατικό στις μπαταρίες ιόντων λιθίου. Τα μεγέθη χρήσης μεταξύ κινητών τηλεφώνων και ηλεκτρικών αυτοκινήτων είναι δυσανάλογα. Ενώ οι φορητές συσκευές χρησιμοποιούν περίπου οκτώ γραμμάρια κοβαλτίου, η μπαταρία ενός ηλεκτρικού αυτοκινήτου χρειάζεται πάνω από οκτώ κιλά. Μέσα σε ενάμιση χρόνο, η τιμή του κοβαλτίου έχει τριπλασιαστεί και έχει φτάσει τις 64.000 ευρώ ανά τόνο. O μεγαλύτερος παραγωγός του μετάλλου με μερίδιο 66% είναι το Κονγκό, όπου ποτέ δεν έχει υπάρξει αναίμακτη διαδοχή στην εξουσία της χώρας και η παιδική εργασία αποτελεί ακόμη πρακτική για μέρος της εξορυκτικής βιομηχανίας.

Τα τελευταία χρόνια, η Apple έχει ενισχύσει την εποπτεία της στους παραγωγούς κοβαλτίου, επειδή οργανώσεις ανθρωπίνων δικαιωμάτων έθεσαν υπό αμφισβήτηση την «ηθική προέλευση» του μεταλλεύματος. Στις αρχές του 2016, η Διεθνής Αμνηστία ισχυρίστηκε ότι η Apple και η Samsung αγόραζαν κοβάλτιο από ορυχεία που βασίζονται στην παιδική εργασία. Πέρυσι, η Apple έδωσε τον κατάλογο των ορυχείων που την προμηθεύουν, λέγοντας ότι δεν θα συνεργαζόταν με ορυχεία που εφαρμόζουν αμφίβολες εργασιακές πρακτικές. Η Apple, πάντως, τηρεί μυστικοπάθεια ως προς τα σχέδιά της για την αγορά του ηλεκτρικού αυτοκινήτου. To Project Titan της εταιρείας πιστεύεται ότι δεν αφορά την παραγωγή ηλεκτρικών αυτοκινήτων αλλά την ανάπτυξη τεχνολογίας πίσω από την αυτόνομη οδήγηση. Επαφές με την Αρχή Εθνικής Οδικής Προστασίας και αδειοδοτήσεις για δοκιμές αυτόνομων οχημάτων στην Καλιφόρνια ενισχύουν αυτήν την εκδοχή. Τον Ιούνιο, μάλιστα, του 2017 ο διευθύνων σύμβουλος Τιμ Κουκ είχε δηλώσει ότι η εταιρεία επικεντρώνεται στα «αυτόνομα συστήματα». Τα αυτόνομα οχήματα αντιμετωπίζονται από την εταιρεία ως η κορωνίδα της τεχνητής νοημοσύνης.

Πηγή : Καθημερινή

Ξύλο γερό σαν ατσάλι δημιούργησαν ερευνητές στις ΗΠΑ

Ο Λιανγμπίνγκ Χου (αριστερά) και ο Τενγκ Λι (δεξιά) από το Πανεπιστήμιο του Μέριλαντ δημιούργησαν συμπιεσμένο ξύλο το οποίο είναι 11,5 φορές πιο ανθεκτικό από το φυσικό

Αναπτύσσοντας μια νέα τεχνική, επιστήμονες από τις Ηνωμένες Πολιτείες δημιούργησαν λεπτά φύλλα ξύλου τα οποία είναι πιο ανθεκτικά από πολλά κράματα μετάλλων. Τις τελευταίες δεκαετίες αρκετές ερευνητικές ομάδες πειραματίζονται προσπαθώντας να ενισχύσουν το ξύλο με στόχο τη δημιουργία νέων υλικών τα οποία θα μπορούσαν να αντικαταστήσουν τα μέταλλα ή να προσφέρουν μια «φυσική» λύση στη μάστιγα των πλαστικών.

Η νέα ερευνητική εργασία προσφέρει μακράν τα καλύτερα – και πιο εντυπωσιακά – αποτελέσματα.

Οι ερευνητές από το Πανεπιστήμιο του Μέριλαντ στο Κόλετζ Παρκ με επικεφαλής τους Τενγκ Λι και Λιανγκμπίνγκ Χου υιοθέτησαν μια νέα προσέγγιση, επιδιώκοντας να αλλάξουν την πορώδη δομή του φυσικού ξύλου. Αρχικά έβρασαν διάφορα είδη ξύλου, μεταξύ των οποίων και ξύλο από δρυ, σε ένα διάλυμα υδροξειδίου του νατρίου και θειώδους νατρίου επί επτά ώρες. Με τον τρόπο αυτόν η κυτταρίνη του ξύλου έμεινε ανέπαφη αλλά κάποια άλλα συστατικά – όπως π.χ. η λιγνίνη, η οποία συγκρατεί την κυτταρίνη – διαλύθηκαν σε μεγάλο βαθμό δημιουργώντας κενά.

Στη συνέχεια οι επιστήμονες έβαλαν το ξύλο σε καυτή πρέσα, σε θερμοκρασία 100 βαθμών Κελσίου, επί μια ημέρα. Το συμπιεσμένο φύλλο ξύλου που προέκυψε είχε πάχος όσο το ένα πέμπτο του αρχικού, αλλά η πυκνότητά του ήταν τρεις φορές μεγαλύτερη από του φυσικού ξύλου, με αποτέλεσμα να είναι 11,5 φορές πιο ανθεκτικό.

Όπως περιγράφεται στο σχετικό άρθρο στην επιθεώρηση «Nature», σε δοκιμές που έγιναν με ειδικό βαλλιστικό αεροβόλο όπως αυτά που χρησιμοποιούνται στις δοκιμές στρατιωτικών οχημάτων, το νέο υλικό αποδείχθηκε εξαιρετικά «σκληροτράχηλο». Πέντε φύλλα συγκολλημένα μεταξύ τους σε μια στρωματοποιημένη πλάκα πάχους μόλις 3 χιλιοστών μπορούσαν να αποκρούσουν χωρίς κανένα πρόβλημα ατσάλινα βλήματα βάρους 46 γραμμαρίων τα οποία κινούνταν με ταχύτητα περίπου 30 χιλιομέτρων την ώρα.

Η ταχύτητα αυτή είναι κατά πολύ μικρότερη από αυτή με την οποία κινούνται οι πραγματικές σφαίρες, όμως η δύναμη πρόσκρουσης των ατσάλινων βλημάτων στη στρωματοποιημένη πλάκα είναι παρόμοια με εκείνη που δημιουργείται κατά τη σύγκρουση δυο αυτοκινήτων. Για τον λόγο αυτόν οι ερευνητές από το Μέριλαντ θεωρούν ότι το συμπιεσμένο ξύλο μπορεί να αποτελέσει ιδανικό υλικό για την αυτοκινητοβιομηχανία.

Ορισμένοι επιστήμονες οι οποίοι δεν συμμετείχαν στη μελέτη επεσήμαναν ότι ενδεχομένως και άλλες, ήδη υπάρχουσες τεχνικές θα μπορούσαν να επιτύχουν ανάλογα αποτελέσματα αφαιρώντας τη λιγνίνη από το ξύλο με μικρότερο κόστος. Οι ερευνητές από το Μέριλαντ δεν διαφωνούν: αντιτείνουν ότι το σημαντικό εύρημα στην έρευνά τους είναι η ανακάλυψη ότι η ποσότητα της λιγνίνης που αφαιρείται είναι καθοριστική για τις επιδόσεις του υλικού.

Στα πειράματά τους είδαν ότι όταν αφαιρούσαν περισσότερη λιγνίνη το ξύλο αποκτούσε μικρότερη πυκνότητα και γινόταν εύθραυστο, γεγονός το οποίο υποδηλώνει ότι κάποια ποσότητα λιγνίνης είναι απαραίτητη προκειμένου να συγκρατεί την κυτταρίνη κατά τη συμπίεση.

Πηγή : in.gr

PHBV : βιοδιασπώμενο πλαστικό

Ο πολυ(3-υδροξυβουτυρικός- συν -3-υδροξυβαλερικός εστέρας), κοινώς γνωστός ως ΡΗΒV , είναι ένα συμπολυμερές πολυυδροξυαλκανικού τύπου. 

Είναι βιοαποικοδομήσιμο, μη τοξικό, βιοσυμβατό πλαστικό που παράγεται φυσικά από βακτήρια.

Το PHBV παρασκευάστηκε για πρώτη φορά το 1983 από την Imperial Chemical Industries (ICI). Κυκλοφόρησε στο εμπόριο με την ονομασία Biopol . Η ICI (Zeneca) το πούλησε στη Monsanto το 1996. Στη συνέχεια, το πήρε η Metabolix το 2001.  Biomer-L είναι η εμπορική ονομασία του PHBV από τη Biomer.

Το PHBV συντίθεται από βακτήρια ως ενώσεις αποθήκευσης υπό συνθήκες περιορισμού ανάπτυξης. Μπορεί να παραχθεί από γλυκόζη και προπανικό οξύ από τα ανασυνδυασμένα στελέχη Escherichia coli . Πολλά άλλα βακτηρίδια είναι επίσης ικανά να τα παράγουν.

Το PHBV είναι ένα συμπολυμερές από 3-υδροξυβουτανικό και 3-υδροξυπεντανικό οξύ. 

Μπορεί επίσης να συντεθεί από βουτυρολακτόνη και βαλερολακτόνη παρουσία αργιλοξάνης ως καταλύτη . 

Τα μονομερή, το 3-υδροξυβουτανικό οξύ και το 3-υδροξυπεντανικό οξύ ενώνονται με δεσμούς εστέρων . Το τελευταίο τμήμα του πολυμερούς αποτελείται από άτομα άνθρακα και οξυγόνου. Η ιδιότητα του ΡΗΒν εξαρτάται από την αναλογία αυτών των δύο μονομερών σε αυτό. Το 3-υδροξυβουτανικό οξύ παρέχει δυσκαμψία, ενώ το 3-υδροξυπεντανικό οξύ προάγει την ευκαμψία. Έτσι, το PHBV μπορεί να φτιαχτεί για να μοιάζει είτε με πολυπροπυλένιο είτε με πολυαιθυλένιο αλλάζοντας την αναλογία μονομερών. 

Το PHBV βρίσκει εφαρμογές σε ελεγχόμενη απελευθέρωση φαρμάκων, ιατρικών εμφυτευμάτων και επισκευών, ειδικής συσκευασίας, ορθοπεδικών συσκευών και φιάλες παρασκευής για καταναλωτικά αγαθά. 

Είναι βιοαποικοδομήσιμο, βιοσυμβατό και ανανεώσιμο και αποτελεί μια καλή εναλλακτική λύση για τα συνθετικά μη βιοαποικοδομήσιμα πολυμερή που παρασκευάζονται από πετρέλαιο. Αλλά έχει τα μειονεκτήματά του που είναι ότι είναι ακριβό, έχει χαμηλή θερμική σταθερότητα, είναι εύθραυστο και είναι δύσκολο στην επεξεργασία.

Όταν αποτίθεται, το PHBV αποικοδομείται σε διοξείδιο του άνθρακα και νερό, μέσω βακτηριακής αποικοδόμησης. Το PHBV, όπως τα λίπη για τον άνθρωπο, αποτελεί πηγή ενέργειας για τους μικροοργανισμούς. Έχει χαμηλή θερμική σταθερότητα και η διάσπαση λαμβάνει χώρα στον εστερικό δεσμό. Η υδρολυτική αποικοδόμηση γίνεται μόνο αργά καθιστώντας το χρήσιμο σε ιατρικές εφαρμογές.

Πηγή : wikipedia

Πώς έφτιαχναν το φημισμένο μπλε χρώμα στην αρχαία Αίγυπτο ;

Ο Ραμσής ο 3ος

Πρόκειται για την αρχαιότερη γνωστή τεχνητή χρωστική ουσία που χρησιμοποιήθηκε από τον άνθρωπο. Το αρχαιότερο εύρημα είναι 5.000 ετών και βρίσκεται σε έναν τάφο κατά τη βασιλεία του Ka-se, του τελευταίου Φαραώ της 1ης Δυναστείας. Άλλοι υποστηρίζουν ότι συνδέεται με την 4η Δυναστεία περίπου 4.500 χρόνια πριν. Το αιγυπτιακό μπλε χρησιμοποιήθηκε ευρέως στη ζωγραφική, σε αγάλματα, σε τάφους και σε σαρκοφάγους. Χρησιμοποιήθηκε επίσης σαν λούστρο σε κεραμικά είδη, το γνωστό Αιγυπτιακό σμάλτο. Για τους Αιγύπτιους το μπλε χρώμα είναι το χρώμα του ουρανού και κατ´ επέκταση του σύμπαντος. Συμβόλιζε επίσης το νερό και τον Νείλο. Ήταν το χρώμα της ζωής, της γονιμότητας και της αναγέννησης.

Το αιγυπτιακό μπλε (irtiu, sbedj) παραγόταν συνδυάζοντας τα οξείδια σιδήρου και χαλκού με πυριτικά άλατα και άλατα του ασβεστίου. Οι Αιγύπτιοι είχαν έναν ημιπολύτιμο λίθο, το lapis lazuli, που το έκαναν εισαγωγή από την περιοχή του σημερινού Αφγανιστάν και πολλές φορές τον άλεθαν για να φτιάξουν τη χρωστική ουσία. Επειδή όμως ήταν σχεδόν είδος πολυτελείας έψαχναν τρόπο παρασκευής συνθετικής χρωστικής ουσίας. Έτσι κατέληξαν στο χαλκό. Το χαρακτηριστικό μπλε χρώμα προκύπτει από το βασικό συστατικό του, τα άλατα του χαλκού και ποικίλει από το ανοιχτό γαλάζιο μέχρι το βαθύ μπλε ανάλογα με την επεξεργασία. Αν είναι χοντροκομμένος τότε το χρώμα που βγαίνει είναι πλούσιο, σκούρο μπλε, ενώ αν έχει τριφτεί καλά βγαίνει ένα απαλό γαλάζιο. Στη συνέχεια ένα μείγμα από άλατα ασβεστίου, χαλκού και πυριτικό νάτριο ή κάλιο θερμαινόταν στους 850-950 βαθμούς Κελσίου, οπότε προέκυπτε η τελική μορφή πυριτικού χαλκού και ασβεστίου.

Από την Αίγυπτο στην Ελλάδα και την Πομπηία

Η τέχνη και τα μυστικά της χρωστικής ουσίας πέρασαν τα σύνορα της Αιγύπτου. Τη συναντούμε σε όλη τη Μεσόγειο. Βρέθηκε σε πολλά αρχαία ελληνικά και ρωμαϊκά αντικείμενα, σε αγάλματα στον Παρθενώνα και σε τοιχογραφίες στην Πομπηία. Παρά την ευρεία χρήση της, η μπλε αυτή χρωστική ουσία έπαψε σταδιακά να χρησιμοποιείται μετά το τέλος της Ρωμαϊκής εποχής. Τον 19ο αιώνα, το Αιγυπτιακό μπλε ήρθε πάλι στο προσκήνιο. Οι ανασκαφές στην Πομπηία αποκάλυψαν ότι πολλές τοιχογραφίες είχαν αυτή την ουσία και αυτό κίνησε την περιέργεια των επιστημόνων να ερευνήσουν την ακριβή σύσταση της ουσίας. Πειράματα έδειξαν ότι είχε μία μοναδική ιδιότητα να αντανακλά υπέρυθρες ακτίνες όταν πέφτει πάνω του κόκκινο φως. Αυτό δεν είναι ορατό με γυμνό μάτι επειδή η ανθρώπινη όραση δεν μπορεί να δει τις υπέρυθρες ακτίνες. Γι' αυτό οι μοναδικές του ιδιότητες κάνουν το αιγυπτιακό μπλε κατάλληλο για πολλές εφαρμογές στη σύγχρονη επιστήμη, όπως στις τηλεπικοινωνίες και τη βιοϊατρική. Όλα αυτά είναι ακόμα σε πρώιμο στάδιο, αλλά φαίνεται ότι η αρχαιότερη χρωστική ουσία στον κόσμο έχει λαμπρό μέλλον.

Πηγή : webexhibits

Νέα στοιχεία για τον ρόλο της πρωτεΐνης της μακροζωίας

Πηγή σχήματος: Yale University  

Είναι ήδη γνωστό ότι η πρωτεΐνη Κλωθώ παίζει καθοριστικό ρόλο στην ρύθμιση της μακροζωίας και του μεταβολισμού. Αμερικανοί ερευνητές τώρα αποκαλύπτουν την τρισδιάστατη δομή της β-Κλωθούς, φωτίζοντας έτσι τον περίπλοκο μηχανισμό της και τις θεραπευτικές της δυνατότητες.

Σύμφωνα με άρθρο που δημοσιεύεται στο Nature, τα νέα στοιχεία ενδεχομένως να αλλάξουν πολλές θεραπείες που αφορούν στη διαχείριση παθήσεων, όπως ο διαβήτης, η παχυσαρκία και διάφορες μορφές καρκίνου.

Η Κλωθώ, που έχει πάρει το όνομά της από την πρώτη από τις τρεις Μοίρες (τις δυνάμεις που σύμφωνα με την ελληνική μυθολογία ευθύνονται για τα καλά και τα κακά της ζωής κάθε θνητού από τη γέννηση μέχρι τον θάνατό του) είναι μια οικογένεια δύο υποδοχέων-πρωτεϊνών στην επιφάνεια των κυττάρων συγκεκριμένων ιστών. Οι πρωτεΐνες προσδένονται σε μια οικογένεια ορμονών, τις ενδοκρινικές FGFs, που ρυθμίζουν καίριας σημασίας μεταβολικές διαδικασίες στο ήπαρ, τους νεφρούς και τον εγκέφαλο, μεταξύ άλλων οργάνων.

Για να κατανοήσουν καλύτερα τη δράση της β-Κλωθούς, οι ερευνητές από το Πανεπιστήμιο του Γέιλ, χρησιμοποίησαν κρυσταλλογραφία, μια τεχνική υψηλής ευκρίνειας για να μελετήσουν την τρισδιάστατη δομή των πρωτεϊνών αυτών.

Οι ειδικοί παρατήρησαν ότι, η β-Κλωθώ είναι ο κύριος υποδοχέας που προσδένεται στην FGF21, την ορμόνη που παράγεται σε συνθήκες πείνας. Όταν προσδένεται στην β-Κλωθώ η FGF21 διεγείρει την ευαισθησία στην ινσουλίνη και τον μεταβολισμό της γλυκόζης, προκαλώντας απώλεια βάρους. Η νέα αυτή πληροφορία για τη σχέση β-Κλωθούς και FGF21 μπορεί να συντελέσει στην ανάπτυξη θεραπειών για τον διαβήτη τύπου 2 στα παχύσαρκα άτομα.

Επίσης, η μελέτη έδειξε ότι ένα σχετικό ένζυμο, η γλυκοσιδάση, που διασπά τα σάκχαρα, εξελίχθηκε σε υποδοχέα μιας ορμόνης που μειώνει το σάκχαρο του αίματος.

Στόχος των ερευνητών είναι να παράγουν εργαστηριακά καλύτερες ορμόνες και αναστολείς, να κάνουν πειραματικές μελέτες και τελικά να σχεδιάσουν κλινικές δομικές που μακροπρόθεσμα θα οδηγήσουν σε αποτελεσματικότερες θεραπείες σοβαρών παθήσεων, όπως ο καρκίνος του ήπατος και τα οστικά προβλήματα, μεταξύ άλλων. 

Πηγή : health.in.gr