Πείραμα για την Βαρύτητα

Πείραμα για επιβεβαίωση της θεωρίας του Αϊνστάιν
 

ΧΑΓΗ. Το μη επανδρωμένο διαστημικό εργαστήριο LISA Pathfinder εκτόξευσε χθες η Ευρωπαϊκή Υπηρεσία Διαστήματος ESA, με στόχο την πειραματική επιβεβαίωση της Θεωρίας της Σχετικότητας του Αϊνστάιν.

Ο πύραυλος Βέγκα, που εκτοξεύθηκε χθες με επιτυχία από τη διαστημική βάση του Κουρού στη Γαλλική Γουιάνα, μετέφερε το εργαστήριο σε τροχιά, με σκοπό την παρατήρηση βαρυτικών κυμάτων στο διάστημα.

Την ύπαρξη βαρυτικών κυμάτων είχε προβλέψει ο Αϊνστάιν στη Γενική Θεωρία της Σχετικότητας, που δημοσιεύθηκε στις 2 Δεκεμβρίου 1915. Η θεωρία του θέλει τα κύματα αυτά να εμφανίζονται σε κάθε σημείο του σύμπαντος και να προκαλούνται από γιγάντια επιταχυνόμενα αντικείμενα. Μέχρι στιγμής, τα βαρυτικά κύματα δεν έχουν εντοπισθεί, εξαιτίας της πολύ μικρής τους ισχύος.

«Τα κύματα που εκπέμπονται από δύο μαύρες τρύπες σε τροχιά η μία γύρω από την άλλη θα μετακινούσαν χάρακα μήκους ενός εκατομμυρίου χιλιομέτρων, κατά ένα και μόνον άτομο», αναφέρει στην ανακοίνωσή της η ESA.

Το κρίσιμο πείραμα του LISA Pathfinder θα πραγματοποιηθεί χάρη σε δύο μικρούς ομοιόμορφους επίχρυσους κύβους από πλατίνα, σε απόσταση 38 εκατοστών ο ένας από τον άλλο. Απομονωμένοι από κάθε εξωτερική και εσωτερική δύναμη, εκτός από τη βαρύτητα, οι κύβοι θα βρεθούν σε ελεύθερη πτώση, ώστε να διαπιστωθεί εάν η θέση τους θα μεταβληθεί λόγω των βαρυτικών κυμάτων.

Πηγή:  http://www.kathimerini.gr/

Ραδόνιο

Η αόρατη απειλή στα σπίτια μας, Ποιες περιοχές της Ελλάδας έχουν μεγαλύτερο πρόβλημα

Μπαίνει κρυφά στα σπίτια μας, κυρίως όταν αυτά χτίζονται πάνω στις υπόγειες… φωλιές του. Είναι άχρωμο, άοσμο, ραδιενεργό αέριο, το οποίο μπορεί να γίνει και καρκινογόνο. Στο εξωτερικό το πρόβλημα με το ραδόνιο είναι γνωστό εδώ και πολλά χρόνια ενώ στην Ελλάδα πολύ πρόσφατα άρχισε να απασχολεί τους ειδικούς.

Πότε το αέριο αυτό γίνεται επικίνδυνο; Πως θα προστατέψουμε την υγεία αλλά και το σπίτια μας; Σε ποιες περιοχές της Ελλάδας έχει ανιχνευθεί η μεγαλύτερη συσσώρευση ραδονίου;

Τι είναι το ραδόνιο

Το ραδόνιο είναι ένα ραδιενεργό αέριο. Είναι άοσμο, άγευστο και άχρωμο. Είναι ένα ευγενές αέριο και βρίσκεται σε όλον τον κόσμο σε διάφορες συγκεντρώσεις.

Το ραδόνιο, απελευθερώνεται από την ραδιενεργό διάσπαση του ουρανίου, που βρίσκεται στα πετρώματα και στο έδαφος. Όταν απελευθερωθεί, διαφεύγει από τους πόρους και τις ρωγμές των πετρωμάτων, και εισέρχεται στην ατμόσφαιρα. Άοσμο, αθέατο και χωρίς γεύση, το ραδόνιο δεν μπορεί να ανιχνευθεί από τις ανθρώπινες αισθήσεις.

Το πρόβλημα με το ραδόνιο, είναι γνωστό εδώ και πολλές δεκαετίες στο εξωτερικό. Σε πολλές πολιτείες των ΗΠΑ είναι υποχρεωτική η μέτρηση του ραδονίου, πριν την έκδοση της οικοδομικής άδειας. Η Τσεχία διαθέτει ένα κρατικό δίκτυο 300.000 μετρητών ραδονίου. Υπολογίζεται ότι 50.000 άτομα περίπου πεθαίνουν κάθε χρόνο στον πλανήτη μας από καρκίνο εξαιτίας του ραδονίου.

Σύμφωνα με έρευνες, 12 σημεία του Ελληνικού χώρου ξεπερνούν κατά πολύ τα όρια ασφαλείας και 25 τα όρια κινδύνου. Παρά το γεγονός ότι το πρόβλημα ήταν γνωστό εδώ και πολλές δεκαετίες σε χώρες όπως η Σουηδία, οι ΗΠΑ και άλλες όπου ήδη έχουν ληφθεί σημαντικές αποφάσεις και έχουν γίνει ουσιαστικές ενέργειες στον τομέα αντιμετώπισής του.

Περιοχές με τη μεγαλύτερη συσσώρευση ραδονίου στην Ελλάδα: 

Νεράιδα Θεσπρωτίας 511 bq/m3

Μελιβοία Ξάνθης 460 bq/m3

Κέντρο Καβάλας Καβάλας 350 bq/m3

Σέλερο Ξάνθης 320 bq/m3

Πρασινάδα Δράμας 280 bq/m3

Μύκονος Κυκλάδων 280 bq/m3

Δεσκάτη Γρεβενών 279 bq/m3

Πεντάλοφο Κοζάνη 258 bq/m3

Νικίσιανη Καβάλας 237 bq/m3

Κέντρο Θεσ/νίκης Θεσσαλονίκης 220 bq/m3

Δοξάτο Δράμας 211 bq/m3

Γενισέα Ξάνθης 200 bq/m3

Η Υπηρεσία Προστασίας Περιβάλλοντος των ΗΠΑ (ΕΡΑ) έχει ορίσει ως ανώτερο επιτρεπτό όριο ραδονίου στο εσωτερικό των κατοικιών, των σχολείων και των χώρων εργασίας  τα 150 μπεκερέλ ανά κυβικό μέτρο.

Πως εισέρχεται στα κτήρια

Το ραδόνιο εισέρχεται στα υφιστάμενα κτίρια από τις ρωγμές στο σκυρόδεμα, η από τις οπές που διανοίγονται στο σκυρόδεμα του δαπέδου η στους τoίχους για να περάσουν οι σωληνώσεις των αποχετεύσεων και της ύδρευσης και δεν έχουν σφραγιστεί κατάλληλα.
 Αυτά συμβαίνουν σε χώρους που εφάπτονται με το έδαφος και όταν αυτοί οι χώροι δεν αερίζονται επαρκώς το ραδόνιο συσσωρεύεται και περνά στους χώρους διαβίωσης των κατοίκων.

Γιατί το ραδόνιο είναι επιβλαβές

Το ραδιενεργές αέριο ραδόνιο, που απελευθερώνεται από το φλοιό της γης και συγκεντρώνεται στα σπίτια, είναι υπεύθυνο για το 9% των θανάτων που προκαλούνται λόγω καρκίνου του πνεύμονα, είναι συνολικά υπεύθυνο για το 2% όλων των θανάτων που συμβαίνουν λόγω όλων των μορφών καρκίνου.

Οι καπνιστές κινδυνεύουν πολύ περισσότερο από όλους τους άλλους από το ραδόνιο.

Το ραδόνιο διασπάται και παράγει ραδιενεργά σωματίδια, τα σωματίδια αυτά με την εισπνοή εγκλωβίζονται στους ιστούς των πνευμόνων και με την πάροδο του χρόνου, καθώς ο άνθρωπος είναι εκτεθειμένος σε υψηλά επίπεδα ραδονίου, αυξάνεται ο κίνδυνος εμφάνισης καρκίνου του πνεύμονα. Χρειάζονται πολλά χρόνια από την έκθεση σε ραδόνιο, πριν από την εκδήλωση του καρκίνου του πνεύμονα.

Όσο υψηλότερη είναι η έκθεση στο ραδόνιο, τόσο μεγαλύτερος και γρηγορότερος είναι ο κίνδυνος.

 Ενδεικτικά όταν ζείτε σε χώρο με ραδόνιο ο κίνδυνος προσβολής με καρκίνο ισούται με τον κίνδυνο που διατρέχει ο καπνιστής που καπνίζει 20 τσιγάρα την ημέρα. Αν είστε και καπνιστής, ε! τότε.

Μέθοδοι για την μείωση του ραδονίου στα σπίτια

Ένα αποτελεσματικό πρόγραμμα για να μειωθεί ή να περιοριστεί ο κίνδυνος από το ραδόνιο στα σπίτια επικεντρώνεται στις εξής κύριες στρατηγικές:

1. Πιθανώς η πιο απλή μέθοδος μείωσης του ραδονίου είναι η αύξηση του αερισμού του σπιτιού, (μερικές φορές αυτό επαρκεί για να λύσουμε το πρόβλημα). Ο αερισμός του σπιτιού μπορεί να βελτιωθεί με τη διατήρηση περισσότερων ανοιχτών παραθύρων ή τη λειτουργία ανεμιστήρων.

2. Τα σημεία εισόδου του ραδονίου στα σπίτια πρέπει να εντοπιστούν και να σφραγιστούν.

3. Επιλογή μη ραδιενεργών κατασκευαστικών υλικών.

4. Η μόνωση των ρωγμών στα κτήρια μπορεί επίσης να μειώσει την είσοδο ραδονίου ιδιαίτερα όταν γίνει σε ειδικά σημεία όπου το ραδόνιο εισέρχεται στο σπίτι.

Μια ποικιλία από κατασκευαστικές λύσεις είναι διαθέσιμες στους ιδιοκτήτες σπιτιών και περιλαμβάνουν, μεταξύ άλλων, συστήματα αερισμού στα θεμέλια του σπιτιού.

Τα καινούργια σπίτια μπορούν να χτιστούν με χαρακτηριστικά που εμποδίζουν την είσοδο ραδονίου και επιτρέπουν την αντιμετώπιση των προβλημάτων του ραδονίου, τα οποία θα μπορούσαν να εμφανισθούν στο μέλλον.

Αυτά κοστίζουν ελάχιστα εάν τοποθετηθούν κατά τη διάρκεια της κατασκευής του σπιτιού παρά σε ένα ήδη υπάρχον σπίτι. Αυτές οι επεμβάσεις διατηρούν τις τιμές του ραδονίου σε επίπεδα χαμηλότερα των 2pCi/L .Το κόστος των επισκευών για την μείωση του ραδονίου εξαρτάται από τον τρόπο κατασκευής του σπιτιού και από άλλους παράγοντες.

Πηγή:  http://www.iatropedia.gr/

Η Γη χάνει περισσότερο γλυκό νερό

 Το «αποτύπωμα» της ανθρωπότητας, όσον αφορά στην κατανάλωση γλυκού (πόσιμου και μη) νερού, είναι μεγαλύτερο έως 18% σε σχέση με τις έως τώρα εκτιμήσεις, σύμφωνα με μια νέα επιστημονική έρευνα, με επικεφαλής μια ελληνίδα επιστήμονα της διασποράς.

Η μελέτη δείχνει ότι η αρδευόμενη γεωργία, τα φράγματα και άλλες ανθρωπογενείς δραστηριότητες αυξάνουν περισσότερο από ό,τι είχε εκτιμηθεί μέχρι σήμερα τη συνολική παγκόσμια κατανάλωση γλυκού νερού, επειδή είχε υποτιμηθεί κυρίως η επίπτωση της εξατμισοδιαπνοής.

Το φαινόμενο αυτό αυξάνει τις απώλειες νερού, το οποίο εξατμίζεται στην ατμόσφαιρα, μειώνοντας έτσι τα διαθέσιμα για ανθρώπινη κατανάλωση αποθέματα και καθιστώντας λιγότερο βιώσιμα τα τωρινά επίπεδα κατανάλωσης νερού.

Οι ερευνητές, με επικεφαλής την καθηγήτρια Υδρολογίας, Υδρογεωλογίας και Υδάτινων Πόρων Γεωργία Δεστούνη του Τμήματος Φυσικής Γεωγραφίας του Πανεπιστημίου της Στοκχόλμης, που έκαναν τη σχετική δημοσίευση στο περιοδικό "Science", ανέλυσαν δεδομένα κλιματολογικά, υδρολογικά και χρήσης νερού για την τελευταία 30ετία σε όλο τον κόσμο.

Η ανάλυση οδηγεί σε μια νέα εκτίμηση, αυξημένη κατά 18% περίπου, για το «αποτύπωμα» της ανθρωπότητας στα αποθέματα γλυκού νερού του πλανήτη.

Η αύξηση των απωλειών του γλυκού νερού από την ξηρά προς την ατμόσφαιρα λόγω των ανθρωπίνων δραστηριοτήτων υπολογίζεται σε περίπου 4.370 κυβικά χιλιόμετρα ετησίως.

Η ποσότητα αυτή αντιστοιχεί στα δύο τρίτα της ετήσιας απορροής του ποταμού Αμαζόνιου.

Η ανθρωπογενής αύξηση των απωλειών ισοδυναμεί με έναν τεράστιο ποταμό γλυκού νερού που κυλά από την ξηρά στην ατμόσφαιρα.

Έχουμε αλλάξει πάρα πολύ το σύστημα γλυκού νερού, χωρίς να το συνειδητοποιούμε. Η μελέτη μας δείχνει ότι έχουμε ήδη ξεπεράσει το προτεινόμενο πλανητικό όριο για την κατανάλωση γλυκού νερού», προειδοποίησε η Δεστούνη.

Όπως είπε, "αυτό είναι σοβαρό, άσχετα από το αν όντως έχουμε ξεπεράσει ένα πραγματικό όριο ή αν το όριο αυτό έχει υποτιμηθεί".

Η Γ.Δεστούνη είναι σήμερα από τις κορυφαίες διεθνώς ειδικούς για το νερό και τους υδάτινους πόρους. Γεννήθηκε στα Ιωάννινα το 1961 και μετανάστευσε με την οικογένειά της στη Σουηδία, όταν ήταν εννέα ετών.

Σπούδασε πολιτικός μηχανικός στο Βασιλικό Ινστιτούτο Τεχνολογίας (ΚΤΗ) της Σουηδίας, όπου πήρε το διδακτορικό της στην υδραυλική μηχανική το 1991 και στο οποίο υπήρξε καθηγήτρια έως το 2005. Μετά το 2005 διδάσκει στο Πανεπιστήμιο της Στοκχόλμης.

Είναι μέλος της Βασιλικής Ακαδημίας Επιστημών της Σουηδίας και της Βασιλικής Σουηδικής Ακαδημίας Επιστημών Μηχανικής, καθώς επίσης από το 2013 γενική γραμματέας του Σουηδικού Συμβουλίου Ερευνών FORMAS.

Μεταξύ άλλων, της έχει απονεμηθεί (2013) το Μετάλλιο Henry Darcy της Ευρωπαϊκής Ένωσης Γεωεπιστημών (EGU) και έχει διατελέσει αντιπρόεδρος της Διεθνούς Ένωσης Υδρολογικών Επιστημών (IAHS).

Πηγή:  http://www.amna.gr/

Απλή καινοτομία για παραγωγή βιοαερίου

Σε ένα μικρό εβραϊκό χωριό που δεν απέχει πολύ από την Ιεριχώ, και το μόνο που υπάρχει γύρο του είναι έρημος.

Οι κάτοικοι δεν έχουν καθόλου ηλεκτρικό ρεύμα και ως μόνη πηγή ενέργειας ήταν μόνο ο ήλιος, αλλά τώρα είναι και το αέριο.

Και όσον αφορά το αέριο, όλα προέρχονται από ένα πρόσφατα εγκατεστημένο λευκό κουτί, που παράγει βιοαέριο. Δεν είναι μια καινούργια διαδικασία, αλλά είναι η πρώτη φορά που παράγεται από μια τόσο απλή και φτηνή συσκευή.

Μια αγρότισσα μας εξηγεί πώς λειτουργεί:

«Αυτός ο κάδος περιέχει περιττώματα ζώων. Το μόνο που έχω να κάνω είναι να προσθέσω νερό και να τα ανακατέψω καλά. Ρίχνουμε το μίγμα στη μηχανή και ανακατεύουμε για να φτάσει στον πάτο».
Από αυτή την οργανική ένωση, η μηχανή παράγει αέριο που μπορεί να τροφοδοτήσει ένα κουζινάκι για δύο ώρες την ημέρα. Πριν εγκατασταθεί η μηχανή, οι χωρικοί μαγείρευαν το φαγητό τους με καυσόξυλα.

Η αγρότισσα τονίζει: «Όταν μαγειρεύαμε προηγούμενα, έβγαινε πολύς καπνός. Μύριζε άσχημα και υπήρχε πιθανός κίνδυνος, γιατί όταν έβρεχε, έπρεπε να ανάψουμε τις φωτιές μέσα στο σπίτι. Χρειαζόταν πολύς χρόνος για να μαγειρέψουμε. Τώρα έχουμε φλόγα, όποτε θέλουμε, απλά το μόνο που χρειαζόμαστε είναι μια μικρή σπίθα».

Η μηχανή σχεδιάστηκε από τον παλαιστίνιο μηχανικό, Αμέρ Ραμπάγια, ο οποίος αυτή τη στιγμή εγκαθιστά το σύστημα σε πολλά απομονωμένα χωριά της Δυτικής Όχθης:

«Η βασική ιδέα είναι να δημιουργήσουμε ένα είδος στομάχου όπου να ρίχνουμε τα περιττώματα, ένα στομάχι που μοιάζει με το δικό μας. Μέσα υπάρχουν βακτήρια που τρώνε τα περιττώματα. Από αυτή τη διαδικασία παράγεται αέριο, που μπορεί να χρησιμοποιηθεί στο σπίτι».

Το να δημιουργούμε αέριο από απόβλητα είναι πλέον κάτι συνηθισμένο, αλλά μέχρι σήμερα τα μηχανήματα ήταν μεγάλα και πολύ δύσκολο να τα φτιάξεις και να τα τροφοδοτήσεις. Αυτό το μηχάνημα έρχεται σε ένα μικρό κουτί και μπορείς να το συναρμολογήσεις στο σπίτι σου.

Βρήκαμε έναν τρόπο να βάλουμε τεχνολογία βιοαερίου σε κάθε σπίτι. Σήμερα, έχουμε πλέον καταλάβει ότι τα περιττώματα των ζώων μπορεί να είναι μια πηγή ενέργειας και αυτό σίγουρα αλλάζει τους κανόνες του παιχνιδιού. Αν είναι ορατά τα κέρδη από τη χρήση βιοαερίου και αντιληφθούμε ότι τα περιττώματα δεν είναι για πέταμα, τότε όλα αλλάζουν, δήλωσε ο Ρον Γιαρίβ, διευθυντής πωλήσεων της Homebiogas.

Με κόστος λίγο κάτω από τα 500 Ευρώ αυτές οι συσκευές βιοαερίου λειτουργούν ήδη σε 100 σπίτια στο Ισραήλ. Ένα από αυτά ανήκει στην Καρίν και στον Όμερ που είναι χορτοφάγοι.
Καθώς το ζευγάρι τρώει μόνο λαχανικά καθημερινά, παράγουν πολλά κιλά απόβλητα, από τα κατάλοιπά τους. Αυτά είναι εξαιρετική πρώτη ύλη για βιοαέριο. Αυτό που τους ενδιαφέρει περισσότερο είναι το άλλο προϊόν που παράγει η μηχανή: δηλαδή λίπασμα εξαιρετικής ποιότητας. Οι αγρότες αυτοί πλέον είναι αυτάρκεις, χάρις σ’ αυτό το κουτί.

Είναι ένας ολοκληρωμένος κύκλος. Ένα κλειστό κύκλωμα και αυτό είναι πολύ σημαντικό για μένα. Σημαίνει ότι μια σειρά από εργασίες που κανείς δεν θέλει να κάνει, γίνονται. Δηλαδή το καθάρισμα των σκουπιδοτενεκέδων και ο διαχωρισμός σκουπιδιών. Δεν χρειάζεται να τα κάνουμε όλα αυτά πλέον. Το ίδιο ισχύει και με το λίπασμα. Ήταν πανάκριβο και έπρεπε κάποιος να το φέρει μέχρι εδώ.

Τώρα είναι διαθέσιμο για μας. Είναι πολύ ικανοποιητικό το αίσθημα, γιατί σου δίνει τη χαρά ότι βοηθάς τον κόσμο μας να γίνει ένα καλύτερο μέρος, τόνισε ο Ομέρ.

Η ισραηλινή startup που ανακάλυψε το κουτί ετοιμάζεται να βγει στις αγορές για να βρει κεφάλαια, ώστε να προωθήσει την εφεύρεσή της σε όλο τον κόσμο. Οι κατασκευαστές της ελπίζουν ότι οι καταναλωτές θα αγκαλιάσουν αυτό το φιλικό προς το περιβάλλον σύστημα.

Πηγή : http://gr.euronews.com/sci-tech/

Μυστήρια μορφή ζωής γεμίζει τους Ωκεανούς

Φυτοπλαγκτόν και επιπλέοντες μικροοργανισμοί γεμίζουν τον Βόρειο Ατλαντικό, παρά τις προβλέψεις των επιστημόνων περί του αντίθετου, με φόντο και την μόλυνση του περιβάλλοντος.

Εδώ και πολλά χρόνια οι επιστήμονες θεωρούσαν ότι η μόλυνση των ωκεανών του πλανήτη θα οδηγούσε σε μείωση τις μορφές ζωής σε αυτούς, όμως οι επιστήμονες διαπίστωσαν ότι εδώ και 40 χρόνια τα ήδη του πλαγκτόν που ζουν στους ωκεανούς όχι μόνο δεν μειώθηκαν αλλά αυξήθηκαν κιόλας, ιδιέτερα ένα άγνωστο είδος πλακτόν.

Ο καθηγητής Johns Hopkins που ηγείται της έρευνας παρουσίασε στοιχεία που αποδεικνύουν ότι ο αριθμός μονοκύτταρων φυτοπλαγκτονικών οργανισμών και της άλγης έχουν από το 1965 έως το 2010 σημειώσει δραστική άνοδο.

Κάτι περίεργο συμβαίνει εδώ, και γίνεται πιο γρήγορα από ότι νομίζαμε ότι θα μπορούσε να συμβεί, αναφέρει ο Anand Gnanadesikan, βοηθός καθηγητής στο Morton K. Blaustein Department of Earth and Planetary Sciences του Johns Hopkins και ένας από τους επιστήμονες που υπογράφουν την έρευνα.

Κατά την διάρκεια της μελέτης αποδείχτηκε ότι η αύξηση του διοξειδίου του άνθρακα στους ωκεανούς, αυξάνει τους οργανισμούς των κοκκολιθοφόρων που ζουν σε αυτούς.

Αν και παλαιότερες μελέτες υποστήριζαν ότι η αύξηση του διοξειδίου του άνθρακα θα μειώσει το πλαγκτόν, στην ουσία φαίνεται ότι το αυξάνει.

Βέβαια σύμφωνα με καλοκαιρινή έρευνα η αύξηση της οξύτητας των ωκεανών θα οδηγήσει στον θάνατο πολλά ήδη πλαγκτόν τα επόμενα 85 χρόνια.

Για την ώρα οι μοναδικοί που μπορούν να χαίρονται είναι οι οργανισμοί που τρώνε κοκκολιθοφόρους, αν και στην πραγματικότητα ακόμα δεν γνωρίζει κανείς πια θα είναι η βλάβη που θα προκληθεί στον πλανήτη από την αύξηση του πληθυσμού των μονοκύτταρων φυτοπλαγκτονικών οργανισμών.

"Αυτό αποδεικνύει πόσο λίγο ξέρουμε για το πως λειτουργεί το οικοσύστημα", σημειώνει ο καθηγητής.

Πηγή: http://www.hopkinsmedicine.org

Αόρατα ψάρια και αορατότητα

Οι επιστήμονες έχουν λύσει ένα μυστήριο που υπήρχε από πολύ καιρό, σχετικά με το πώς μερικά ψάρια φαίνεται να εξαφανίζονται από τα αρπακτικά που τα κυνηγούν στα ανοιχτά νερά του ωκεανού. Η ανακάλυψη αυτή θα μπορούσε να βοηθήσει τους επιστήμονες των υλικών και τους στρατιωτικούς τεχνολόγους να δημιουργήσουν πιο αποτελεσματικές μεθόδους καμουφλάζ στον ωκεανό.

Στη μελέτη που δημοσιεύθηκε αυτή την εβδομάδα στο περιοδικό Science, η ομάδα με επικεφαλείς ερευνητές από το Πανεπιστήμιο του Τέξας στο Austin, αναφέρει ότι ορισμένα ψάρια χρησιμοποιούν μικροσκοπικές δομές, που ονομάζονται αιμοπετάλια στα κύτταρα, του δέρματός τους για να αντανακλούν το πολωμένο φως, πράγμα που επιτρέπει τα ψάρια φαινομενικά να εξαφανίζονται από τους κυνηγούς του.

Το πολωμένο φως είναι κύματα φωτός που ταξιδεύουν όλα στο ίδιο επίπεδο, όπως το εκτυφλωτικό φως που μερικές φορές βλέπει κάποιος, όταν το φως του ήλιου ανακλάται από την επιφάνεια του νερού. Κάτω από την επιφάνεια του νερού, το φως τείνει να είναι πολωμένο. Πολλά ψάρια-και εξελιγμένοι σύγχρονοι δορυφόροι-έχουν την ικανότητα να ανιχνεύουν μεταβολές σε τέτοιο πολωμένο φως.

«Τα ψάρια έχουν αναπτύξει τα μέσα να ανιχνεύουν το πολωμένο φως», είπε η Molly Cummings, καθηγήτρια βιολογίας στο College of Natural Sciences. «Με αυτό ως δεδομένο, εισηγηθήκαμε ότι έχουν πιθανώς αναπτύξει τα μέσα για να κρύβονται στο πολωμένο φως. Αν μπορέσουμε να προσδιορίσουμε αυτή τη διαδικασία, τότε μπορούμε να βελτιώσουμε την δική μας τεχνολογία καμουφλάζ για το συγκεκριμένο περιβάλλον».

Είτε πρόκειται για ένα αρπακτικό που καταδιώκει ένα ψάρι ή ένας δορυφόρος που ψάχνει έναν αντίπαλο, τα μοτίβα φωτός βοηθούν την ανίχνευση των στόχων στον ανοιχτό ωκεανό με τρεις τρόπους: μέσω της αντίθεσης της φωτεινότητας, της αντίθεσης του χρώματος και της αντίθεσης της πόλωσης. Από τα τρία, η αντίθεση της πόλωσης θεωρείται πιο αποτελεσματική για την ανίχνευση στον ανοιχτό ωκεανό.

Το Πολεμικό Ναυτικό των ΗΠΑ, καθώς ερευνά το πώς μπορεί να υπάρξει καμουφλάζ σε ανοιχτή θάλασσα, υποστήριξε το έργο της Cummings και των συνεργάτες της να εξερευνήσουν πώς ψάρια αποφεύγουν τον εντοπισμό τους στον ανοιχτό ωκεανό. Σε μια προηγούμενη μελέτη, οι ερευνητές απέδειξαν στο εργαστήριο ότι ένα ψάρι που ονομάζεται πλατυκοκάλι (lookdown) ήταν ικανό να χειριστεί το πολωμένο φωτός προς όφελός του. Η νέα μελέτη, που διεξήχθη στον πραγματικό ωκεανό, όχι μόνο σε ελεγχόμενα περιβάλλοντα, δείχνει ότι τα πλατυκοκάλια και άλλα ψάρια που ζουν στον ανοιχτό ωκεανό καμουφλάρονται με αυτό τον τρόπο.

Ο Parrish Brady, ένας συνεργάτης της Cummings και επικεφαλής συγγραφέας της νέας μελέτης, κατασκεύασε ένα πολωσίμετρο μαγνητοσκόπησης που μπορεί να καταγράψει το πολωμένο φως σε πραγματικό χρόνο, επιτρέποντας στους ερευνητές ουσιαστικά να δουν το πολωμένο φως, όπως κάνουν τα ψάρια. Ο Brady και η Cummings συνεργάστηκαν με επιστήμονες από άλλα πανεπιστήμια και άλλα ιδρύματα για να κατασκευάσουν μια αυτοματοποιημένη περιστρεφόμενη πλατφόρμα που θα κρατούσε το ψάρι στη θέση του μέσα στο νερό, ενώ το πολωσίμετρο του Brady έπαιρνε συνεχώς μετρήσεις.

Στην πλατφόρμα, ένα ψάρι συγκρατείται στη θέση του σε έναν καθρέφτη, ενώ ένας ρυθμιζόμενος βραχίονας κρατά το πολωσίμετρο-καταγραφέα ένα μέτρο μακριά. Μόλις ξεκίνησε, η πλατφόρμα πήρε τρία λεπτά για να περιστραφεί 360 μοίρες, με το πολωσίμετρο να καταγράφει όλη την ώρα. Μετά από κάθε περιστροφή οι ερευνητές έκαναν μια ρύθμιση, όπως μετακινώντας το πολωσίμετρο σε μια ελαφρώς διαφορετική γωνία ή προσαρμόζοντας το πόσο πολύ έγερνε το ψάρι και στη συνέχεια η συσκευή ξεκινούσε άλλη μια περιστροφή.

Περισσότερες από 1500 διαφορετικές γωνιακές διαμορφώσεις καταγράφηκαν με αυτό τον τρόπο για κάθε ψάρι, λαμβάνοντας υπόψη την θέση της κάμερας, τη γωνία του ήλιου από πάνω και τη θέση των ψαριών. Οι εγγραφές έγιναν σε Florida Keys και Curaçao, για πέντε είδη ψαριών. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι τα δύο ψάρια από τον ανοιχτό ωκεανό είχαν πολύ καλύτερο καμουφλάζ στο πολωμένο φως από ότι είχε ένας καθρέφτης. Αναμίχθηκαν επίσης καλύτερα από ότι δύο ψάρια που ζουν σε ύφαλο και ένα ψάρι επιφάνειας, που όλα τους ζουν σε περιβάλλοντα όπου πολωμένο φως δεν είναι τόσο σημαντικό.

Αξίζει να σημειωθεί ότι, τα ψάρια ανοιχτού ωκεανού ήταν πιο καμουφλαρισμένα σε ότι ονομάζεται «γωνίες κυνηγιού», που εκτείνονται από 45 μοίρες προς όλες τις κατευθύνσεις από την ουρά ή το κεφάλι. Αυτές είναι οι κατευθύνσεις από τις οποίες ένα αρπακτικό θα κυνηγήσει το ψάρι ή από τις οποίες το ψάρι θα ακολουθήσει το δικό του θήραμα.

Όσο για το πώς τα ψάρια επιτυγχάνουν αυτή την απόκρυψη, το εργαστήριο της Cummings βρήκε ότι η ικανότητα των ψαριών να καμουφλάρονται στο πολωμένο φως οφείλεται στη δομή των αιμοπεταλίων στα κύτταρα του δέρματος, τα οποία σκεδάζουν το πολωμένο φως διαφορετικά, ανάλογα με τη γωνία. Οι ερευνητές σε επόμενη έρευνα θα εξετάσουν εάν τα ψάρια μπορούν να χειριστούν ενεργά αυτή την ικανότητα, ίσως αλλάζοντας τη γωνία με την οποία κολυμπούν ή ρυθμίζοντας με κάποιο τρόπο τα αιμοπετάλια στο δέρμα τους.

«Θεωρώ ότι είναι ένα πολύ καλό παράδειγμα για το πώς τα ανθρώπινες εφαρμογές μπορούν να επωφεληθούν από τις εξελικτικές λύσεις και την αξία της εξελικτικής βιολογίας», δήλωσε η Cummings.

Πολλά ψάρια που ζουν στον ανοιχτό ωκεανό είναι ασημί, πράγμα που τους επιτρέπει να αντανακλούν το φως, όπως κάνει ένας καθρέφτης. Για πολλά χρόνια, οι ειδικοί υπέθεταν ότι αυτό ήταν το κύριο μέσο καμουφλάζ μεταξύ αυτών των ψαριών, αλλά αυτή η προσέγγιση του καμουφλάζ λειτουργεί καλά μόνο αν το νερό που τα περιβάλλει εμφανίζεται ομοιογενές, όπως συμβαίνει με τα ανθρώπινα μάτια. Το πολωμένο φως αποδείχτηκε ότι είναι ένα σημαντικό συστατικό του υποβρύχιου πεδίου φωτός και δεν είναι ομοιόμορφο αλλά έντονα μεταβλητό. Χρησιμοποιώντας καθρέφτες για καμουφλάζ σε ένα τέτοιο περιβάλλον μπορεί στην πραγματικότητα αυτό να αποτύχει και να κάνει ευκολότερο το να διακρίνονται στον ανοιχτό ωκεανό.

Πηγή: http://news.utexas.edu/

Νέα μορφή άνθρακα, πιο σκληρή από διαμάντι

Ράλει, Βόρεια Καρολίνα, Τι συμβαίνει αν βομβαρδίσουμε άτομα άνθρακα με έναν παλμό ακτινοβολίας λέιζερ για 200 δισεκατομμυριοστά του δευτερολέπτου; Ο άμορφος άνθρακας μετατρέπεται σε «άνθρακα Q», μια νέα μορφή κρυσταλλικού άνθρακα που είναι σκληρότερη από το διαμάντι και παρουσιάζει μια πληθώρα ασυνήθιστων -και υποσχόμενων- ιδιοτήτων.

Δημιουργήσαμε μια νέα στερεά φάση του άνθρακα», η οποία έρχεται να προστεθεί στις γνώριμες στερεές φάσεις του διαμαντιού και του γραφίτη, καμαρώνει ο Τζέι Ναράιαν, καθηγητής Επιστήμης Υλικών στο Πολιτειακό Πανεπιστήμιο της Βορείου Καρολίνας.

Στη φύση, εκτιμά η ερευνητική ομάδα, ο άνθρακας Q μπορεί να σχηματίζεται μόνο σε συνθήκες ακραίας πίεσης και θερμοκρασίας. Το μόνο μέρος όπου ενδέχεται να υπάρχει στον φυσικό κόσμο είναι ίσως οι πυρήνες ορισμένων πλανητών» λέει ο Ναράιαν.

Ο άνθρακας Q έχει ασυνήθιστα χαρακτηριστικά. Είναι για παράδειγμα μαγνητικό, σε αντίθεση με άλλες μορφές στερεού άνθρακα. Δεν πιστεύαμε καν ότι αυτό είναι δυνατόν» σχολίασε ο Ναράιαν, επικεφαλής της μελέτης.

Επιπλέον, ο άνθρακας Q είναι πιο σκληρός από το διαμάντι -το σκληρότερο υλικό που γνωρίζουμε στη φύση- και λάμπει όταν δεχθεί ακόμα και χαμηλές δόσεις ενέργειας. «Η αντοχή και το χαμηλό έργο εξόδου του άνθρακα Q, δηλαδή η προθυμία του να απελευθερώνει ηλεκτρόνια, τον καθιστούν άκρως υποσχόμενο για την ανάπτυξη ηλεκτρονικών οθονών σύγχρονης τεχνολογίας» εξηγεί ο Ναράιαν.

Για να δημιουργήσουν το νέο υλικό, οι ερευνητές καλύπτουν ένα υπόστρωμα από γυαλί ή πλαστικό με άμορφο άνθρακα -στοιχειακό άνθρακα του οποίου τα άτομα δεν έχουν συγκεκριμένη διάταξη όπως συμβαίνει στους κρυστάλλους. Ο άμορφος άνθρακας δέχεται στη συνέχεια έναν παλμό λέιζερ που διαρκεί μόλις 200 nanosecond, οπότε θερμαίνεται σχεδόν ακαριαία στους 3.700 βαθμούς Κελσίου και μετά ψύχεται απότομα. Όλη αυτή η διαδικασία πραγματοποιείται σε θερμοκρασία δωματίου και σε πίεση μίας μόνο ατμόσφαιρας.

Το τελικό αποτέλεσμα είναι ένα φύλλο άνθρακα Q με πάχος από 20 έως 500 νανόμετρα ή δισεκατομμυριοστά του μέτρου.

Επιπλέον, μια παραλλαγή της ίδιας διαδικασίας μπορεί να μετατρέπει τον άνθρακα Q σε διαμάντι: ανάλογα με το υπόστρωμα και τη διάρκεια του παλμού λέιζερ, οι ερευνητές μπορούν να ελέγχουν το ρυθμό ψύξης του άνθρακα Q, έτσι ώστε ένα μέρος του να μετατραπεί σε μικροσκοπικό διαμάντι.

Μπορούμε να δημιουργήσουμε διαμαντένιες νανοβελόνες, νανοκουκίδες ή μεμβράνες διαμαντιού, υλικά που μπορούν να βρουν εφαρμογή στη χορήγηση φαρμάκων, σε βιομηχανικές διαδικασίες και στη δημιουργία διακοπτών και ηλεκτρονικών κυκλωμάτων που λειτουργούν σε υψηλές θερμοκρασίες» διαβεβαιώνει ο Ναράιαν.

Αν όμως ο άνθρακας Q είναι σκληρότερος από διαμάντι, γιατί θα ήθελε κανείς να τον μετατρέψει σε διαμάντι; Ο λόγος είναι ότι οι ερευνητές δεν έχουν μελετήσει επαρκώς το νέο υλικό, ενώ αντίθετα το διαμάντι έχει μελετηθεί σε βάθος και έχει σήμερα μεγάλο εύρος πρακτικών εφαρμογών.

Δεν γνωρίζουμε ακόμα πως να κατασκευάσουμε νανοκουκίδες ή νανοβελόνες από άνθρακα Q. Είναι κάτι που προσπαθούμε» παραδέχεται ο ερευνητής.

Ευελπιστώντας στην αξιοποίηση του νέου υλικού σε μεγάλη κλίμακα, το Πολιτειακό Πανεπιστήμιο της Βορείου Καρολίνας έχει υποβάλει δύο αιτήσεις για διπλώματα ευρεσιτεχνίας.

Η ανακάλυψη του άνθρακα Q περιγράφεται σε δύο μελέτες της ίδιας ερευνητικής ομάδας, μία στην επιθεώρηση APL Materials και άλλη μία στο Journal of Applied Physics.

Πηγή: http://news.in.gr/science-technology/article/?aid=1500043251