Další náročný rok je za námi. Politické, socioekonomické a klimatické změny každodenně podněcují rozvoj vědy a techniky a určují nové trendy. Za tu dobu se změnil i svět chemie.
Představujeme 10 zajímavých objevů a událostí, které v roce 2023 změnily svět chemie. 
Článek publikovaný na začátku března v Nature Chemistry informoval o syntéze nové sloučeniny dusíku. Výzkumníci z Velké Británie, Číny, Švédska a Německa získali aromatickou kruhovou strukturu se vzorcem K 9 N 56 . Sloučenina byla vytvořena reakcí dusíku s KN 3 v laserem vyhřívaném diamantovém kovadlinovém článku za podmínek vysokého tlaku (46 a 61 GPa) a teploty (přes 2000 K) {} . Pozorovaná struktura měla např. hexazinové kruhy ve formě {} 4- aniontů. Řídí se Hückelovým pravidlem aromaticity. Kromě toho makromolekulární sloučenina také obsahovala ploché N5 kruhy a N2 dimery. Šestičlenný dusíkový kruh zvaný hexazin byl zatím pouze teoreticky navržen jako řetězec. Aromatika tohoto prvku byla omezena na pentazolátovou formu {} - . Zmíněný tým vědců se jako první může pochlubit syntézou makromolekulární komplexní sloučeniny K 9 N 56 , která má ve své struktuře {} 4- aniont . .
Amanita phalloides, běžně známá jako smrtka, je jedním z nejtoxičtějších druhů hub pro člověka. Je zodpovědný za asi 90 %všech smrtelných otrav z konzumace hub. Nejúčinnějším toxinem houby, zodpovědným za trvalé poškození jater a dalších orgánů u lidí, je α-amanitin . I agresivní léčby požití této muchomůrky jsou někdy ve většině případů neúčinné. Přesto studie, publikovaná v květnu v Nature, přináší naději v budoucím boji proti otravě smrtkou. Tým výzkumníků pomocí metody CRISPR vytvořil soubor buněk s různými mutacemi a sledoval, jaké faktory mohou ovlivnit jejich rezistenci vůči α-amanitinu . Výsledky experimentu ukázaly, že buňky, ve kterých chyběl protein STT3B, nebyly zničeny toxinem. Ze známých schválených léčivých látek bylo jako specifický inhibitor STT3B navrženo barvivo - indocyaninová zeleň (ICG) . Sloučenina se typicky používá v lékařském zobrazování a mohla by být potenciálním specifickým protijedem pro otravu a-amanitinem . Experimenty na myších ukázaly, že podávání indocyaninové zeleně čtyři hodiny po požití houby významně zvýšilo přežití a chránilo je před toxinem, čímž zastavilo poškození jater {} .
Chemické vlastnosti prvku uhlíku byly v průběhu let předmětem mnoha výzkumů. Pozorování v této oblasti nás přibližuje k pochopení záhad vývoje života na Zemi a také možností jeho vývoje jinde ve Vesmíru. V červnu zveřejnil mezinárodní tým vědců snímek pořízený vesmírným teleskopem Jamese Webba NASA. Snímek znázorňoval novou, dříve nepozorovanou sloučeninu uhlíku - methylový kationt CH 3 + . Částice se nachází ve hvězdném systému vzdáleném asi 1350 světelných let od nás – v mlhovině Orion. UV záření ve vesmíru má degradační vliv na většinu organických struktur. Vědci však spekulují, že tato energie má důležitou roli při tvorbě methylových kationtů. Jakmile se iont vytvoří, podstoupí další chemické reakce, aby vytvořily složitější molekuly uhlíku – stopy života {} .
Chemická sloučenina s molekulárním vzorcem BO byla poprvé navržena ve 40. letech 20. století. Přesto nebylo možné určit jeho strukturu kvůli omezenému přístupu k technologiím v té době. Současný vědecký zájem o ploché struktury bóru opět přitáhl pozornost k oxidu popsanému téměř před stoletím. Pokročilé analytické metody NMR (nukleární magnetická rezonance) pomohly týmu Frédérica A. Perrase určit nejpravděpodobnější orientaci částic oxidu boritého. Vědci z Ames pozorovali, že prekurzorové molekuly se v reakci vzájemně paralelně uspořádaly a vytvořily takzvané 2D „nanovrstvy“ složené z prstenců B 4 O 2 s kyslíkovými můstky. V důsledku studií práškové difrakce se dále předpokládalo, že tyto jednotky tvoří vrstvy s nepravidelným vrstvením. Podle FA Perrase - uspořádání připomíná stoh papíru pohozený na stole - mírně neuspořádaný, ale zůstává ve své formě. Provedená měření se shodují s předběžnými předpoklady o struktuře BO odhadnuté v roce 1961 {} .
Obor organokovové chemie se zaměřuje na organické sloučeniny, které mají alespoň jednu vazbu mezi kovem a atomem uhlíku. Mezi různými strukturami existují komplexy, které se vrství specifickým způsobem. První takovou objevenou sloučeninou byl ferrocen. Na jeho příkladu lze snadno pochopit strukturu organokovových komplexů, centrální atom – kov – je obklopen skupinou na něj navázaných ligandů. V roce 2023 tým Petera Roeskyho z Karlsruher Institut für Technologie vyvinul a popsal nový typ komplexů nazývaných „cyklocény“. Tyto sloučeniny mohou obsahovat až 18 vrstev. Cyklocény mají cyklooktatetraenové (COT) ligandy, z nichž každá je připojena ke dvěma silanovým skupinám. Ligandy COT obklopují kovová (např. stroncium) centra tak, že se uspořádají v charakteristickém kruhu kolem atomu. Vědci vkládají své naděje do užitečnosti nových sloučenin v budoucnosti organokovové chemie {} .
Hydrofobnost znamená schopnost materiálu odpuzovat molekuly vody. Vodotěsné nátěry jsou široce používány v mnoha oblastech života. Aby bylo možné vyhovět rostoucím materiálovým požadavkům, výzkum v oblasti nanotechnologií v posledních třech desetiletích přispěl k vývoji mnoha pokročilých hydrofobních struktur. Pomocí specializovaného reaktoru navrhl tým výzkumníků z univerzity Aalto ve Finsku zcela novou formu „kapalinových omnifobních povrchů“. Jejich práce představuje první příklad experimentů v této oblasti na extrémně detailní úrovni nanočástic. Výše uvedené povrchy mají kovalentně vázané molekulární vrstvy vázané na substrát se současnou schopností být vysoce mobilní. Jejich vlastnosti lze přirovnat k vrstvě maziva mezi kapkami vody a samotným povrchem. Mezi ostatními existujícími strukturami – tato z hlediska vlastností představuje nejkluznější a nejplynulejší povrch na světě. Odhaduje se, že omnifobní nanočástice by mohly najít uplatnění např. v procesech přenosu tepla v potrubích a systémech, odmrazování povrchů a prevenci vypařování. Slibný potenciál pro vyvinuté povrchy lze spatřovat také v oblasti mikrofluidiky {} .
Leonardo da Vinci se proslavil jako jedna z nejznámějších postav žijících během renesance. Umělec měl mnoho talentů, které přetavil v nadčasová umělecká díla či vynálezy. Nedávné analýzy mikrovzorků barev použitých v jeho dílech, Mona Lisa a Poslední večeře, ukazují, že da Vinci nejen krásně maloval, ale také efektivně experimentoval při získávání nejlepších vlastností svých komponent. Mezinárodní tým vědců poukázal na přítomnost toxických sloučenin olova v základní vrstvě obou obrazů . Malíř se pravděpodobně pokusil nanést silné pruhy bílého olovnatého pigmentu dodatečným nasycením oleje použitého na plátno oxidem olovnatým (PbO). Pomocí technik rentgenové difrakce a infračervené spektroskopie vědci zjistili, že malby obsahují nejen olovnatou bělobu, ale také mnohem vzácnější sloučeninu: plumbonakrit (Pb 5 {}O{} 2 ) – který je stabilní pouze v alkalickém prostředí. Tento objev může naznačovat, že Leonardo byl průkopníkem této malířské techniky {} .
Nobelovu cenu za chemii za rok 2023 získali Moungi G. Bawendi, Louis E. Brus a Alexej I. Ekimov . Byla to 115. Nobelova cena za chemii udělená Královskou švédskou akademií věd, která ocenila vědce „za objev a syntézu kvantových teček“. Kvantové tečky jsou součástí skupiny nanočástic, jejichž velikost je dostatečně malá na to, aby určila jejich charakteristické vlastnosti. Funkce kvantových teček je založena převážně na emisi a absorpci záření. Jedinečné elektronické, ale i optické vlastnosti těchto nanočástic umožňují širokou škálu aplikací, včetně fotovoltaických zařízení, obrazovek některých televizorů nebo LED svítidel. Poté, co jsme zmínili pár informací o kvantových tečkách, je nyní čas vyprávět příběh nositelů Nobelovy ceny. Vědec Alexej Ekimov z Nanocrystals Technology Inc . poprvé syntetizoval kvantové tečky ve skleněné matrici v roce 1981 . O dva roky později získal Louis Brus z Kolumbijské univerzity stejnou strukturu, ale v koloidní suspenzi. Na druhou stranu Moungi G. Bawendi z Massachusettského technologického institutu spolu s týmem výzkumníků vyvinuli jednu z nejpopulárnějších a nejrozšířenějších metod syntézy kvantových teček za účelem produkce téměř dokonalých molekul {} .
Ceny Nadace pro polskou vědu byly v roce 2023 uděleny po 32. ročník . Cena je často označována jako „polská Nobelova cena“, protože je považována za nejvýznamnější vědecké ocenění v Polsku. Uděluje se „vynikajícím vědcům za zvláštní vědecké úspěchy a objevy, které posouvají hranice poznání, otevírají nové výzkumné perspektivy, významně přispívají k civilizačnímu a kulturnímu pokroku naší země a zajišťují její přední místo při řešení nejambicióznějších výzev. moderního světa." Letošní cenu v oblasti chemických a materiálových věd získal prof. Marcin Stępień z katedry chemie na univerzitě ve Wroclawi. Cena byla udělena „za návrh a získání nových aromatických sloučenin s unikátní strukturou a vlastnostmi“. Pojem „aromatičnost“ je v chemii znám od druhé poloviny 19. století a neustále se rozvíjel díky vědcům, jako byl profesor Stępień. Plodem jeho vědecké práce byl návrh a syntéza nových aromatických a antiaromatických molekul, které se vyznačovaly jedinečnou strukturou a neobvyklými, často trojrozměrnými tvary. To jsou důležité úspěchy z kognitivního hlediska, ale také otevírají nové aplikace pro tyto sloučeniny jako funkční organické materiály. Molekuly syntetizované oceněným profesorem mohou inspirovat k hledání nových organických materiálů (zejména funkčních barviv), které mohou najít uplatnění mimo jiné ve fotovoltaických a LED zařízeních nebo ve fototerapii a lékařské diagnostice {} .
Listopad 2023 přinesl dobré zprávy od týmu vědců z Austrálie, kteří zjistili, že tekuté kovy lze použít k výrobě katalyzátorů. Dosud se většinou vyráběly z pevných materiálů, včetně kovů nebo organokovových sloučenin. Přesto jejich použití vyžadovalo vysoké teploty, což mělo za následek zvýšenou spotřebu energie a emise skleníkových plynů. Skupina výzkumníků vedená profesorem Kouroshem Kalantar-Zadehem studovala proveditelnost použití tekutých kovů (jako je gallium), které mohou být katalyzátory při nižších teplotách. Tím by se snížila spotřeba energie a tím i emise skleníkových plynů v chemickém sektoru. To je velmi důležité, protože průmysl je zodpovědný za významnou část globálních emisí. Navíc větší flexibilita tekutých kovů ve srovnání s pevnými kovy poskytuje možnost zlepšit výkon katalyzátorů. Australští vědci plánují ve výzkumu pokračovat. Pokud by byl jejich objev proveditelný, mohlo by to vést k zavedení nových, ekologičtějších procesů v chemické výrobě {} .
{} https://www.nature.com/articles/s41557-023-01148-7
{} https://www.nature.com/articles/s41467-023-37714-3
{} https://www.nasa.gov/feature/goddard/2023/webb-makes-first-detection-of-crucial-carbon-molecule
{} https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/jacs.3c02070
{} https://www.nature.com/articles/s41586-023-06192-4
{} https://www.nature.com/articles/s41557-023-01346-3
{} https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.3c07000
{} https://www.nobelprize.org/prizes/chemistry/2023/press-release/
{} https://www.fnp.org.pl/rozmowy-z-laureatami-nagrod-fnp-2023/
{} https://www.nature.com/articles/s41565-023-01540-x
Zde představujeme 10 zajímavých objevů a událostí, které v roce 2022 změnily svět chemie. 
Existenci neutrina teoreticky předpověděl Wolfgang Pauli v roce 1930. Tato částice měla vyrovnávat energii tzv. radioaktivního beta rozpadu. Navzdory různým teoriím nebylo dlouhou dobu možné potvrdit existenci této částice, i když se jí časem říkalo neutrino . Vyznačuje se tím, že nemá elektrický náboj a velmi slabě interaguje s jinými částicemi . Někteří vědci předpokládali, že neutrino nemá žádnou hmotnost, stejně jako foton, zatímco jiní si mysleli, že je prostě velmi malé. Vážení neutrina by nám umožnilo ještě lépe porozumět vesmíru, a proto se stalo předmětem výzkumu mezinárodního projektu KATRIN, vedeného Karlsruhe Institute of Technology . Ve svých experimentech vědci využili fenomén beta rozpadu, ke kterému dochází v atomech izotopu vodíku (tzv. tritium) . KATRIN je specializovaný výzkumný přístroj , jeho délka je 70 m a jeho součástí je obrovský spektrometr, sloužící k měření vlastností elektronů vznikajících při radioaktivním rozpadu. Výzkum probíhá od roku 2019 a přináší stále lepší a lepší výsledky. Jedním z výsledků této práce je stanovení hmotnosti neutrina, která není větší než 0,8 eV . Pro srovnání, hmotnost elektronu je 0,511 MeV (milionů elektronvoltů) a hmotnost neutronu je 0,938 GeV (miliardy elektronvoltů). Je to poprvé, kdy měření uspělo pod hranicí elektronvoltů, a proto je to tak důležitý úspěch. {} Výzkum v rámci projektu KATRIN stále probíhá a očekává se, že bude probíhat minimálně do roku 2024. Vědci doufají, že získají ještě přesnější výsledek měření hmotnosti neutrina. {}
Masově vyráběné plasty dnes najdeme prakticky všude. Jedním ze známých produktů jsou plastové lahve, které se mohou skládat z více různých materiálů a jejich recyklace není nejjednodušší. Přestože je zpětné získávání plastů spojeno s náklady a jde o komplikovaný proces, a proto není stále příliš populární, vědci hledají aplikace pro zpětný materiál, které by mohly tento proces učinit ještě výhodnějším. Skupina chemiků z Rice University oznámila výsledky svého výzkumu, které dokazují, že použitý plast může být nápomocný v boji proti vysokým emisím oxidu uhličitého . Jak bylo uvedeno v časopise „ASC Nano “ {} , vědci prozkoumali proces pyrolýzy , což je rozklad chemikálií. Spočívá v zahřívání jednotlivých látek na velmi vysoké teploty, při zachování anaerobních podmínek. V současné době se pyrolýza využívá mimo jiné v petrochemickém průmyslu. Chemici z Rice University pyrolyzovali plast v přítomnosti octanu draselného, což vedlo k velmi specifickým molekulám, které mají mikroskopické póry a jsou skvělé v zachycování a vázání molekul CO 2 . Tento materiál by se dal využít jako ideální absorbér oxidu uhličitého např. ve formě filtrů do komínů elektráren spalujících fosilní paliva. Takový absorbér by se vyznačoval vlastnostmi, které umožňují vícenásobné použití a navíc by s ním bylo zachycení tuny CO 2 několikanásobně levnější než současné způsoby sekvestrace (zachycování) oxidu uhličitého. {}
Kvantový nanomagnet s unikátními vlastnostmi je objevem vědců z Jagellonské univerzity. Tým výzkumníků vedený Dr. Dawidem Pinkowiczem, popsaný v časopise „Nature Communications“ {} , nový typ organokovového kvantového nanomagnetu , ve kterém je centrální magnetický iont obklopen pouze jinými kovovými ionty. Molekula se skládá z centrálního iontu erbia, který se kombinuje se třemi těžkými ionty rhenia. Tato kombinace umožnila přiblížit se vlastnostem již známých velkých makroskopických magnetů. Vědci zdůrazňují, že ačkoli molekulární magnety nebudou v blízké budoucnosti používány, mohou způsobit revoluci v budoucnosti a změnit takové obory, jako je elektronika a informatika. V současnosti známé molekulární magnety vyžadují silné chlazení; proto je pro praktickou aplikaci nanomagnetů nutné je vytvořit tak, aby mohly fungovat při pokojové teplotě. Vědci čekají na další výzkum v této oblasti. {}
Lithium-iontové baterie se používají ve většině běžných zařízení. Výroba takových zařízení vyžaduje vzácné kovy, jako je kobalt a lithium, což také není běžný prvek a má významný dopad na cenu výroby. Podle vědců by lithium mohlo být nahrazeno sodíkem , což by výrazně snížilo výrobní náklady. Sodíkové baterie by se navíc nabíjely mnohem rychleji a vybití baterie „na nulu“ by nemělo škodlivý účinek. Dosavadní práce však skončily fiaskem, protože sodík velmi rychle vytváří na elektrodě tenké kovové struktury – tzv. dendrity , což mělo za následek krátkou životnost takových baterií. Výzkumníci z Texaské univerzity v Austinu tento problém vyřešili tak, že pomocí počítačového modelu vytvořili nový materiál, který zabraňuje tvorbě dendritů a v důsledku toho zabraňuje poškození elektrody. Byl vyroben nanesením tenké vrstvy sodíku na telurid antimonu a jeho mnohonásobným přeložením, čímž vznikly střídající se vrstvy. Díky tomu je sodík velmi rovnoměrně rozložen a dendrity se na něm tvoří mnohem pomaleji a méně často. To umožňuje vytvořit sodíkovou baterii, která se bude rovnat té lithiové co do počtu nabíjecích a vybíjecích cyklů a bude mít také srovnatelnou energetickou hustotu. Sodíkové baterie se mohou stát budoucností průmyslu. {}
Královská švédská akademie věd letos udělila Nobelovu cenu za chemii třem lidem. Carolyn R. Bertozzi, Morten Meldal a K. Barry Sharpless jsou vítězi ceny, kteří byli oceněni „za vývoj technologie klikací chemie a bioortogonální chemie". „Klikací chemie" je proces, který lze přirovnat k budově vyrobené z kostek LEGO. Konkrétně lze specifické fragmenty molekul vzájemně kombinovat a vytvářet sloučeniny vysoké složitosti a rozmanitosti. Kombinace jednoduchých prvků, které můžeme nazvat „chemické stavební bloky“, umožňuje vytvářet téměř nekonečnou rozmanitost Bioortogonální chemie naproti tomu umožňuje sledovat chemické procesy, které probíhají v živých buňkách, aniž by je poškozovaly. To nabízí jedinečnou příležitost studovat nemoci uvnitř buněk i ve složitých organismech. Obě „klikací chemie“ technologie a bioortogonální chemie jsou významnými objevy především pro medicínu a farmacii, které mohou významně ovlivnit rozvoj obou těchto oborů. {} Více o vítězích a oceněných objevech se dočtete v článku „Nobelova cena za chemii“ , což je k dispozici také na blogu PCC Group.
Nadace pro polské vědy již po jednatřicáté udělila své ceny , které jsou v Polsku považovány za nejvýznamnější vědeckou cenu a často také označované jako „polská Nobelova cena“. Tyto ceny se udělují za zvláštní objevy a vědecké úspěchy, které posouvají hranice poznání, otevírají nové kognitivní perspektivy a významně přispívají k civilizačnímu a kulturnímu pokroku naší země a zajišťují Polsku významné místo při nástupu do nejambicióznějších výzvy moderního světa. Vítězem letošní Ceny v oblasti chemických a materiálových věd se stal prof. Bartosz Grzybowski. Profesor Bartosz Grzybowski z Ústavu organické chemie Polské akademie věd ve Varšavě a Ulsan National Institute of Science and Technology v Korejské republice byl oceněn „za vývoj a empirické ověření algoritmické metodologie pro plánování chemické syntézy“ . Jeho objev spočíval v provedení počítačem plánované organické syntézy a využití umělé inteligence k předpovídání průběhu chemických reakcí a zároveň objevování nových sloučenin, které by se daly použít jako léky. Profesor Grzybowski je jedním z prvních vědců na světě zabývajících se organickou chemií, kteří se rozhodli, že je čas využít možností výpočetních metod a který vyvinul nástroje, které dokážou předvídat nejen v reálném životě použitelné, ale i ještě lepší způsoby syntézy obtížných organické molekuly. {} Za zmínku stojí i vítěz Ceny v oblasti věd o životě a Zemi – profesor Marcin Nowotny, který byl oceněn „za vysvětlení molekulárních mechanismů rozpoznávání a opravy poškození DNA“. Třetím letošním laureátem, v oblasti humanitních a společenských věd, se stal prof. Adam Łajtar – oceněn „za interpretaci epigrafických pramenů, ukazující náboženské a kulturní aspekty fungování středověkých komunit obývajících údolí Nilu “ . {}
El Ali , také známý jako Nightfall , je 15,2 tunový meteorit , který byl poprvé identifikován v Somálsku v roce 2020. Po dvou letech studia 70gramového vzorku v něm vědci z Kanadské univerzity v Albertě v Egmontu objevili dva minerály, které dosud nebyly nalezeny. již dříve na Zemi vidět. Objevené minerály byly pojmenovány elalit (na počest meteoritu a města, v jehož blízkosti byl objeven) a elchistantonit (podle výzkumnice NASA Lindy Elkins-Tantonové). Vědci oznámili objev nových chemických sloučenin 21. listopadu během sympozia Space Exploration Symposium, které se konalo na University of Alberta. Stojí za zmínku, že ačkoli minerály nebyly na naší planetě vidět v přirozené podobě, velmi podobné byly synteticky vytvořeny v laboratořích v 80. letech minulého století. Výzkum nových sloučenin pomůže odpovědět na otázku, jaké uplatnění mohou tyto minerály v budoucnu nalézt v našem světě. {} {}
5. prosinec 2022 se stal významným dnem pro svět vědy, ale i pro dějiny lidstva. V tento den dosáhli vědci z Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) průlomu ve výzkumu termonukleární fúze , který byl proveden v National Ignition Facility (NIF). Poprvé v historii fúze vyprodukovala více energie, než bylo vynaloženo na zahájení reakce. Zpráva o této události byla oznámena 13. prosince během tiskové konference zástupců LLNL, která se konala za přítomnosti tajemníka Ministerstva energetiky a šéfa americké agentury pro jadernou bezpečnost. Termonukleární fúze spočívá ve slučování lehkých atomových jader do těžších, což je doprovázeno uvolněním značného množství energie. Palivem, které by bylo ideálně vhodné pro výrobu energie v důsledku této reakce, je vodík , protože ho máme na naší planetě dostatek. Atomová jádra však odpuzují elektrostatické síly, takže k fúzi musí být vytvořeny velmi specifické podmínky, a to jejich zahřátí na miliony stupňů a vymáčknutí do milionů atmosfér (jiný je tento proces u hvězd, kde probíhá díky kvantové tunelování). Termonukleární fúze se po celém světě pokusila mnohokrát, ale výsledkem byla zatím absorpce většího množství energie, než bylo vyprodukované množství. National Ignition Facility se tomuto fenoménu věnuje již od 50. let minulého století, ale je to technicky velmi obtížné. Proto jsou nejnovější výsledky tak obrovským průlomem a ukazují nové možnosti. Experiment spočíval v tom, že puls obrovských laserů NIF dodal 2,05 megajoulů energie do vodíkové kapsle, zatímco fúze poskytla 3,15 megajoulů, neboli 54 %přebytku (přes milion joulů). Ačkoli milion zní velmi vzrušující, tato hodnota odpovídá čtvrt kilowatthodině, což je dostatek energie na tucetkrát uvaření konvice s vodou. Ostražitá vědecká komunita také poznamenává, že zatímco samotnému procesu bylo dodáno pouze 2,05 megajoulů energie, k napájení 192 potřebných laserů bylo použito více než 322 megajoulů energie, což je prakticky stokrát více než vyprodukovaná fúze. To je jeden z důvodů, který zdůrazňuje, že nalezení možnosti využití termojaderné fúze ve větším měřítku vyžaduje desetiletí práce týmů vědců a inženýrů. {} {}
Hodně se mluví o tom, že obnovitelné zdroje energie jsou budoucností naší planety, která může výrazně ovlivnit zadržování klimatické krize a globálního oteplování. Vědci proto stále hledají řešení, která pomohou energii z OZE využívat ještě lépe a snadněji. Inženýři z Massachusetts Institute of Technology vytvořili inovativní solární články, které dokážou proměnit jakýkoli pevný povrch ve zdroj energie a jsou tenčí než lidský vlas. Tyto články jsou nalepeny na lehkou a velmi pevnou látku, což umožňuje jejich snadnou montáž prakticky kamkoli. Vynález může být podle vědců velmi praktický v nouzových situacích, kdy v okolí není jiný zdroj energie, ale také při cestování. Moderní článek byl vyroben z polovodičového inkoustu za pomoci 3D tiskárny. Je stokrát lehčí než běžné panely a navíc generuje mnohem více energie na kilogram. Řešení je zatím ve fázi testování, protože existují problémy související s odolností panelů vůči faktorům prostředí. Vědci však pracují na vytvoření ultralehkých nádob, do kterých by mohly být buňky uzavřeny. Vědci se domnívají, že ultratenké články budou revolučním vynálezem pro výrobu energie ve světě {} {} .
Vědci z Lawrence Berkeley National Laboratory (Berkeley Lab) a Oak Ridge National Laboratory provedli výzkum nové kovové slitiny, která odhalila její neobvykle vysokou tažnost (je kujná a velmi tažná) a zároveň nebývalou pevnost (odolná vůči deformaci). Tato slitina se skládá z chrómu, kobaltu a niklu – CrCoNi. Na základě prvních testů provedených na CrCoNi bylo zjištěno, že její tažnost a pevnost se s ochlazováním slitiny zlepšuje, a to i na teplotu asi -196 o C. Nejnovější výzkum, publikovaný v prosinci 2022 v časopise Science {} , potvrdil, že je schopen odolat i nižším teplotám (-253 o C), kde je přítomno kapalné helium. To je velmi zajímavý jev, protože u většiny ostatních materiálů je efekt opačný; například ocel praská mnohem snadněji při velmi nízkých teplotách. Za zmínku stojí, že slitina CrCoNi patří do skupiny slitin HEA (slitiny s vysokou entropií). Vyznačují se tím, že se jedná spíše o směs základních prvků ve stejných částech než s převahou jednoho prvku a menším množstvím přídavných prvků, jako je tomu u většiny běžně používaných slitin. To má významný vliv na jeho mimořádné vlastnosti. Jedinečná pevnost slitiny CrCoNi při neuvěřitelně nízkých teplotách ji může v budoucnu učinit použitelnou mimo jiné v objektech procházejících vesmírem. {}
{} https://www.nature.com/articles/s41567-021-01463-1
{} https://www.national-geographic.pl/artykul/ile-wazy-neutrino-naukowcy-w-koncu-zwazyli-najlzejsza-czastke-elementarna-znana-fizyce-220216091750
{} https://www.iea.org/news/global-co2-emissions-rebounded-to-their-highest-level-in-history-in-2021
{} https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.2c00955
{} https://www.nature.com/articles/s41467-022-29624-7
{} https://naukawpolsce.pl/aktualnosci/news%2C92110%2Cpolacy-stworzyli-magnetyczna-czasteczke-o-wyjatkowych-wlasciwosciach.html
{} https://www.national-geographic.pl/artykul/nadchodza-baterie-sodowe-tansze-od-litowych-rownie-sprawne-i-bezpieczniejsze-dla-swiata-211207050535
{} https://www.nobelprize.org/prizes/chemistry/2022/press-release/
{} https://www.fnp.org.pl/prof-bartosz-grzybowski-laureat-nagrody-fnp-2022/
{} https://www.fnp.org.pl/znamy-laureatow-nagrod-fnp-2022/
{} https://www.ualberta.ca/folio/2022/11/new-minerals-discovered-in-massive-meteorite-may-reveal-clues-to-asteroid-formation.html
{} https://www.national-geographic.pl/artykul/w-tym-meteorycie-odnaleziono-dwa-mineraly-ktorych-nigdy-nie-widziano-na-ziemi-221201050211
{} https://www.llnl.gov/news/national-ignition-facility-achieves-fusion-ignition
{} https://oko.press/przelom-w-badaniach-nad-fuzja-termojadrowa
{} https://news.mit.edu/2022/ultrathin-solar-cells-1209
{} https://www.national-geographic.pl/artykul/naukowcy-opracowali-ultracienkie-ogniwa-sloneczne-moga-zmienic-kazda-powierzchnie-w-zrodlo-energii-221212125125
{} https://www.science.org/doi/10.1126/science.abp8070
{} https://mobirank.pl/2022/12/14/prosty-stop-tworzy-najtwardszy-material-jaki-kiedykolwiek-zarejestrowano/
Abychom tyto změny alespoň letmo ukázali, připravili jsme souhrn deseti zajímavých objevů a událostí roku 2021 v oblasti chemie. 
Vědci z University of Maryland objevili novou techniku, jak zprůhlednit dřevo. V minulosti byly činěny pokusy učinit dřevo průhledným pomocí speciálních chemikálií k odstranění ligninu. Hlavní nevýhodou však bylo, že se tím dřevo oslabilo. Nová metoda využívá alteraci ligninu. Na začátku procesu jsou odstraněny molekuly zodpovědné za to, že dřevu dodávají jeho barvu. Poté se na jeho povrch nanese speciální prostředek na bázi peroxidu vodíku, který je následně vystaven UV záření (nebo přirozenému slunečnímu záření). Po těchto úpravách získá dřevo bílou barvu. Dřevo se pak pro důkladnější čištění namočí do etanolu. Nakonec se póry vyplní bezbarvým epoxidem, aby byl materiál hladký a téměř dokonale průhledný. To dává dřevu vlastnosti schopné propustit až 90 %světla a materiál je 50krát pevnější než běžně omítaný transparentní materiál. Je také lehčí a především pevnější než sklo a poskytuje lepší izolaci. {} {} Tento objev by se mohl stát skutečnou revolucí pro stavebnictví a v budoucnu zcela změnit image budov. Probíhá také výzkum technologicky vyspělých průhledných dřevěných materiálů, které budou navíc citlivé na dotek a poskytnou alternativu k různým typům displejů. Díky své pevnosti odpovídající vlastnostem dřeva se takovéto displeje osvědčí v drsném prostředí, kde sklo často selhává. {}
Metody výroby keramiky se vyznačují dlouhou tradicí. S rozvojem technologií však i zde nastal čas na změnu. Průlomem pro toto odvětví se má stát digitální barvení keramických obkladů, které může nahradit klasickou metodu glazování. Vzory budou aplikovány metodou tisku s vysokým rozlišením, díky tomu bude možné získat nejen různé barvy, ale také různé textury, které lze přirovnat k tkaninám nebo dřevu. Řešení bylo vyvinuto italskou společností Metco, která vytvořila speciální, udržitelný inkoust nazvaný ECO-INK pro digitální keramiku. Navržený inkoust je vodný, takže neobsahuje organická rozpouštědla, což přispívá ke snížení toxicity i uhlíkové stopy produktu. Navíc může barva proniknout do povrchu keramické dlaždice, čímž se eliminuje potřeba další ochranné vrstvy. Výsledkem je efektivnější a udržitelnější proces. Povrch dlaždic se navíc po aplikaci ECO-INK stává odolnější. Jak oznámili sami výrobci, tato barva je skutečnou revolucí pro chemický průmysl. {}
Magnety, které známe, se obvykle nacházejí ve formě neohebných a tvrdých kovů. Tyto vlastnosti způsobují mnohá omezení při použití magnetů. Proto se vědci pustili do projektu MAGNETO {} , který zahrnuje vytváření magnetických materiálů s tvarovatelnými vlastnostmi. K dosažení tohoto efektu vědci připravili prášek sestávající z rozdrcených magnetických materiálů, který byl smíchán s různými polymery. K vytvoření magnetu z těchto komponentů byl použit pokročilý 3D tisk. To jim umožnilo dát mnohem složitější tvary. První vyrobené prototypy ukázaly obrovský potenciál takových materiálů a možnost jejich využití v mnoha oblastech, od diagnostických nástrojů po dotykové obrazovky a v mnoha dalších. Prezentované kompozitní materiály s výjimečnými magneto-mechanickými vlastnostmi umožní zavedení inovativních řešení v mnoha oblastech, jako je medicína. Jedná se tedy o důležitý milník pro rozvoj vědy a techniky. {}
Na univerzitě ve Warwicku byl proveden výzkum „antibiotické“ zeleninové pasty, jejíž receptura je stará 1000 let. Říká se jí „masť na opravu zraku“ a byla objevena ve staroanglické lékařské příručce Medicanale Anglicum, napsané v 9. století. Mimořádně silné antiseptické vlastnosti má mast, která obsahuje cibuli, česnek (nebo pórek – vědci měli problém název správně přeložit), kravskou žluč a víno. Bylo prokázáno, že je účinný proti určitým kmenům bakterií, které se staly odolnými vůči moderním lékům. Již počáteční testování prokázalo účinnost směsi při léčbě Staphylococcus aureus. Nedávný výzkum byl však rozšířen na další kmeny a výsledky byly prezentovány ve formě vědecké publikace. {} Experimenty ukázaly, že tento přírodní lék může být silnou zbraní proti bakteriím nazývaným biofilmy. Jedná se o jeden z nejnebezpečnějších druhů bakterií, mezi nimiž najdeme kmeny způsobující například sepsi, ale i jiné závažné infekce. Lze také doufat, že tento recept pomůže léčit například infekce nohou u diabetiků, které v současnosti často končí amputací. Výše popsaný příklad pasty upozorňuje na střet mezi přírodní medicínou a moderními léčivy. Vede k novým závěrům a inspiruje naději na léčbu nemocí, které způsobují utrpení mnoha lidem. {}
Problém likvidace předmětů vyrobených z plastu je jednou z největších výzev současnosti. Celý svět se snaží vyvinout účinné metody, jak snížit množství znečištění, které devastuje naše životní prostředí. Ukázalo se, že jedno z nejzajímavějších řešení pochází od vědců z University of Edinburgh, kteří přeměnili plastové lahve na vanilkové aroma. Výzkum zahrnoval mutaci enzymů odpovědných za rozklad polyethylentereftalátu (polymer, ze kterého jsou lahve vyrobeny). Rozkladná reakce produkovala kyselinu tereftalovou (TA), která byla poté přeměněna na vanilin. Tato sloučenina nese většinu chuti a vůně vanilky a často se používá v potravinářském, farmaceutickém a kosmetickém průmyslu. Podle časopisu The Guardian, který zveřejnil výňatky z rozhovoru s Joannou Sandlerovou z Edinburské univerzity, která výzkumný projekt vedla, se v současnosti 85 %vanilinu syntetizuje z chemikálií pocházejících z fosilních paliv. {} Poptávka po vanilinu však nadále roste. Jedná se tedy o důležitý objev jednak kvůli nárůstu poptávky, ale především kvůli řešení s přínosem pro životní prostředí. {}
Znečištění životního prostředí způsobené plasty je jednou z největších ekologických katastrof. Zvláštní hrozbu představují mikročástice plastů, které mají průměr menší než 5 milimetrů. Mohou se nacházet ve vodních plochách, ale také se hromadí v živých organismech, jako jsou ryby, plankton a lidské tělo. Tímto problémem se zabýval výzkumný tým Dr. Piotra Biniarze z Wrocławské univerzity environmentálních a biologických věd. Jejich výzkum spočívá v nalezení mikroorganismů, které přirozeně rozkládají plasty díky enzymům, které mají. Protože je však tento proces většinou neefektivní, plánuje se klonování jejich enzymů do rychle rostoucích kvasinek (Yarrowia lipolytica). Tyto organismy budou nejen schopny efektivněji produkovat enzymy, ale také růst v komunálních odpadních vodách nebo odpadech tak, aby z nich mohly být přímo odstraněny mikropolutanty.{}
Letošní Nobelovu cenu za chemii získali David MacMillan a Benjamin List „za vývoj asymetrické organické katalýzy“. Organokatalýza je jedinečný nástroj pro stavbu molekul. Do tohoto objevu se předpokládalo, že existují pouze dva druhy katalyzátorů, neboli látek, které urychlují průběh chemických reakcí. Jsou to enzymy a kovy. Vědci však nedávno prokázali existenci asymetrické organické katalýzy, která využívá malé organické molekuly. Organické katalyzátory se vyznačují stabilním skeletem uhlíkových atomů, na který se mohou vázat chemické skupiny s vyšší aktivitou. Mohou obsahovat prvky jako je síra, dusík, kyslík nebo fosfor. Jsou mnohem menší než enzymy, což usnadňuje jejich produkci. Díky těmto vlastnostem jsou katalyzátory šetrnější k životnímu prostředí, ale jsou také relativně levné na výrobu. Asymetrická organická katalýza se vyvíjí od roku 2000 a David MacMillan a Benjamin List jsou jasnými lídry v oboru. Jejich objev vrhl nové světlo na mnoho konvenčních průmyslových procesů a ukázal, že organická katalýza může být použita v mnoha chemických reakcích. Je vysoce účinný a může podporovat výrobu téměř čehokoli od moderních léčiv až po molekuly odpovědné za zachycování světla ve fotovoltaických článcích. Tento objev definitivně způsobil revoluci ve světě vědy a techniky. {} {}
Výzkumná skupina složená z vědců z Chicaga a Missouri se rozhodla navrhnout materiál, který je citlivý na vnímání okolních podnětů a přizpůsobuje se jim. Jelikož má vlastnosti, které se v přírodních materiálech nevyskytují, patří do skupiny tzv. metamateriálů. Je vyroben z piezoelektrických prvků, které jsou řízeny elektrickými obvody. Může být použit k vytvoření specializovaného okruhu, který zpracovává informace. Elektrická energie mu navíc umožňuje pohyb a změnu tvaru. Tyto prvky mu umožňují vnímat vnější podněty a přizpůsobovat se jim. Jak sami tvůrci říkají, tento materiál je schopen se rozhodovat bez lidského zásahu. Takový metamateriál by mohl velmi dobře fungovat v letectví, kosmickém průmyslu, medicíně a v mnoha dalších oblastech. {} {}
Plasty měly představovat revoluci mezi dostupnými materiály. Navzdory svým mnoha výhodám se však staly také jedním z hlavních problémů ohrožujících naši planetu. Proto výzkum ekologičtějších alternativ pokračuje. Čínští vědci vyvinuli unikátní materiál podobný plastu, jehož jednou z hlavních součástí jsou semena lososa. Toho bylo dosaženo kombinací dvou řetězců lososí DNA s chemickou látkou získanou z rostlinného oleje. Výsledkem je houbovitá, gelovitá hmota – hydrogel. Výsledný hydrogel je lyofilizován a je z něj odstraněna vlhkost, což umožňuje jeho tvarování do různých tvarů. Výroba tohoto bioplastu může vypouštět až o 97 %méně CO2 než výroba tradičních polystyrenových plastů. Navíc bude recyklovatelný pomocí enzymů štěpících DNA. Nakonec jej lze také ponořit do vody, aby se opět stal hydrogelem. Tyto typy bioplastů představují příležitost pro budoucnost plastikářského průmyslu a pro snížení znečištění naší planety. {}
Italští vědci vyvinuli nové mazivo na bázi grafenu, které lze použít v autech a motorkách. Zejména přidání grafenu zajistilo větší stabilitu oleje, což navíc pomáhá snižovat tření mezi částmi motoru. Tyto příznivé vlastnosti způsobují, že se součásti zahřívají a také se méně rychle opotřebovávají. Grafen má potenciál stát se alternativou k tradičně používanému oleji. Díky tomu bude olej méně toxický pro životní prostředí a také se usnadní jeho likvidace nebo recyklace. Mazivo již prošlo prvními testy, ve kterých dopadlo na slibnou úroveň. Proto probíhá další výzkum, který by tuto inovaci grafenu přinesl do komerčních aplikací. {}
{} https://dzienniknaukowy.pl/nowe-technologie/nowy-sposob-na-przezroczyste-drewno-ktore-mogloby-zastapic-szklo-w-naszych-oknach
{} https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.abd7342
{} https://cordis.europa.eu/article/id/429178-translucent-touch-sensitive-wood-biomaterials-revolutionising-wood-in-construction-and-beyond/pl
{} https://cordis.europa.eu/article/id/430550-an-innovative-sustainable-ink-for-printing-digital-porcelain/pl
{} http://www.kostasdanas.com/erc-magneto/
{} https://cordis.europa.eu/article/id/434341-magnetic-polymers-set-to-be-a-material-of-the-future/pl
{} https://www.nature.com/articles/s41598-020-69273-8#Sec9
{} https://www.national-geographic.pl/artykul/sredniowieczna-mikstura-odtworzona-w-laboratorium-niszczy-lekooporne-bakterie
{} https://www.theguardian.com/environment/2021/jun/15/scientists-convert-used-plastic-bottles-into-vanilla-flavouring
{} https://forsal.pl/biznes/ekologia/artykuly/8191441,naukowcy-przetwarzaja-plastikowe-butelki-na-aromat-waniliowy.html
{} https://perspektywy.pl/portal/index.php?option=com_content&view=article&id=6413:drozdze-zjadajace-plastiki-naukowcy-z-upwr-pomoga-planecie&catid=24&Itemid=119
{} https://www.focus.pl/artykul/nagroda-nobla-2021-nobel-z-chemii-za-genialne-narzedzie-do-budowania-czasteczek-211006123039
{} https://www.nobelprize.org/prizes/chemistry/2021/press-release//p>
{} https://www.chip.pl/2021/12/material-reaguje-na-bodzce-technologie-stealth/
{} https://www.nature.com/articles/s41467-021-26034-z
{} https://www.national-geographic.pl/artykul/naukowcy-stworzyli-ekologiczny-plastik-z-nasienia-lososia
{} https://cordis.europa.eu/article/id/429711-graphene-based-lubricant-boosts-engine-performance/pl
Máme za sebou těžký rok, který budeme spojovat především s pandemií COVID-19. Naštěstí to věda překonala a během této doby bylo také učiněno mnoho výjimečných objevů. Shrňme si proto některé pro svět chemie nejdůležitější události, které budou mít dopad na naši budoucnost a další rozvoj vědy.
Americkou vládní agenturou National Science Foundation (NSF) sestrojila na Havaji dalekohled, který umožnil zachytit extrémně detailní snímky Slunce . Je to největší dalekohled na světě a má 4metrové sluneční zrcadlo. Snímky, které pořídil, vytvořily novou éru ve studiu Slunce. Umožní předpovědi počasí přesněji předpovídat geomagnetické bouře a lépe porozumět tomu, co ovlivňuje kosmické počasí. {}
I když byly první případy COVID-19 pozorovány v listopadu 2019, Světová zdravotnická organizace jej 11. března 2020 označila za pandemii. Nemoc způsobená virem SARS-CoV-2 otřásla celým světem. Nová doporučení a příkazy změnily naši každodenní realitu. Významnou roli sehrály chemické látky, jako jsou dezinfekční prostředky , které se ukázaly být důležitou zbraní v boji proti šíření nemoci. Chemický průmysl také hrál důležitou roli v lékařském a farmaceutickém sektoru tím, že podporoval lékaře v jejich boji proti této nemoci.
8. dubna 2020 zveřejnila Nature článek dokazující existenci bakterií s enzymy, které jsou schopny rozkládat plasty a přeměňovat je na jednoduché prvky. Během digesce kmen 201-F6b Ideonella sakaiensis umožňuje získat materiál, který lze znovu použít při syntéze a výrobě plastů stejné kvality, jako jsou materiály získané petrochemickými procesy. Tato metoda se v průmyslu pomalu zavádí a za pár let bychom měli být schopni nakupovat recyklované lahve vyrobené touto metodou. {}
Vědci vyvinuli velmi přesnou technologii, která umožňuje vyřezávat malé otvory do částic o velikosti atomu . Cílem je podpora výroby fotonických a elektronických nanozařízení. Výzkum popisuje termomechanickou techniku, která umožňuje řezat 2D materiály pomocí vyhřívaného skenovacího nanohrotu. Tato metoda umožňuje provádět libovolně tvarované řezy s rozlišením 20 nm v jednovrstvých 2D materiálech. {}
Již více než 100 let vědci předpokládají existenci bakterií požírající kovy. Dokázat to však dodnes nemohli. Objev učinili mikrobiologové z Caltech (California Institute of Technology). Dr. Jared Leadbetter prováděl výzkum založený na manganu. Když skončil, položil skleněnou nádobu, kterou používal, do dřezu, aby namáčel. Shodou okolností a protože musel opustit kampus, zůstala sklenice několik měsíců ve vodě. Když se Leadbetter vrátil, zjistil, že nádoba byla pokryta tmavým zbytkem, který, jak se ukázalo, byl oxidovaný mangan generovaný bakteriemi žijícími ve vodě z vodovodu. Rozsáhlý výzkum ukázal, že bakterie mohou využívat mangan pro chemosyntézu . Je to první známý případ, kdy bakterie využívají mangan jako zdroj energie . Je to revoluční krok pro vědu, který do značné míry přispěl k našemu pochopení přírodních cyklů prvků. {}
Dotyčné unikátní ryby jsou skutečnými mistry v maskování. Jejich černý exteriér absorbuje 99,95 procent všech fotonů . Tyto ryby doslova nasávají všechno světlo, takže i pod silným reflektorem vidíme jejich siluety pouze proti tmavé vodě. Karen Osbornová, výzkumná zooložka z Smithsonian's National Museum of Natural History, a její tým objevili 16 druhů ryb, které vypadají, jako by byly pokryty Vantablackem, nejtmavším materiálem známým lidem, který absorbuje 99,96 procenta světla. {}
Emmanuelle Charpentier a Jennifer A. Doudna byly oceněny Nobelovou cenou za vývoj metody pro úpravu genomu . Objevili přesné „genetické nůžky“, které by mohly umožnit například vývoj nových terapií rakoviny. Metoda byla objevena v roce 2012 a byla vědeckým průlomem. {}
Vědcům se podařilo změřit nejkratší časovou jednotku, známou jako zeptosekunda . Byl měřen při pozorování lehké částice procházející molekulou vodíku. Trvalo to 247 zs (zeptosekund). Bylo rozhodnuto, že jedna zeptosekunda byla 10-21 sekundy . Měření provedl tým fyziků pod vedením profesora Reinharda Dörnera z Goethovy univerzity ve Frankfurtu nad Mohanem v Německu. {}
Mezi další letos udělená ocenění patřila ocenění Nadace pro polskou vědu (také označovaná jako polská Nobelova cena). V oblasti chemie byla cena udělena profesorce Ewě Górecké z Varšavské univerzity „ za získání materiálů s tekutými krystaly s chirální strukturou vyrobených z nechirálních molekul. “ {}
Vědcům z Australian National University (ANU) se podařilo vytvořit diamant pouhým použitím vysokých tlaků a bez zvýšení okolní teploty . Získali dva druhy diamantů . Jedním z nich byl typický kámen, který se dal po vybroušení použít na prsten. Druhý typ se nazýval lonsdaleite , forma, která se vyskytuje v přírodě po dopadu meteoritu na Zemi. Možnost vytvořit diamant tak rychle a při pokojové teplotě otevírá mnoho možností, a to i pro průmysl . {}
{} https://edition.cnn.com/2020/01/29/world/sun-image-inouye-telescope-scn/index.html
{} https://www.nature.com/articles/s41586-020-2149-4
{} https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adma.202001232
{} https://www.nature.com/articles/s41586-020-2468-5.epdf
{} https://www.scimex.org/newsfeed/ultra-black-fish-are-practically-invisible
{} https://www.nobelprize.org/prizes/chemistry/2020/press-release/
{} https://aktuelles.uni-frankfurt.de/forschung/physik-zepto-sekunden-neuer-weltrekord-in-kurzzeit-messung/
{} https://www.fnp.org.pl/nagrody-fundacji-na-rzecz-nauki-polskiej-2020-przyznane/
{} https://edition.cnn.com/2020/11/19/world/diamonds-room-temperature-scli-intl-scn/index.html
Máme za sebou velmi zvláštní období, protože minulý rok bylo 150. výročí objevení periodické tabulky Dmitrijem Mendělejevem. Na počest tohoto milníku v chemii vyhlásilo Valné shromáždění Organizace spojených národů (OSN) a UNESCO rok 2019 „Mezinárodním rokem periodické tabulky chemických prvků (IYPT2019)“. V souvislosti s touto akcí se podívejte na naši facebookovou fanpage , kde jsme uspořádali unikátní soutěž ve znalosti prvků a periodické tabulky. Kromě zvláštního výročí byl letošní rok plný nových objevů. Vybrali jsme 10 nejzajímavějších, mezi nimiž jsou například velkolepé výsledky výzkumu nového skupenství hmoty, způsobu využití slunečního záření k výrobě paliv nebo tvorby cyklokarbonu. Níže je kalendář 10 nejzajímavějších chemických objevů a událostí roku 2019.
FCC má být čtyřikrát větší a mnohonásobně výkonnější než Large Hadron Collider (LHC) . Urychlovače umožňují zkoumat prvky vzniklé srážkou proudů urychlených elementárních částic . Urychlovač s větší velikostí a větším výkonem nám může umožnit objevit dosud neznámé formy hmoty a důkladněji prozkoumat ty již známé. {}
Vědci z University of Oxford a IBM Research v Curychu v publikaci v časopise "Science" představili, jak vyrobit prstenec složený z 18 atomů uhlíku . Tento vztah byl vytvořen inovativní metodou manipulace s jednotlivými atomy . Jedním z objevitelů cyklokarbonu byl Polák Dr Przemysław Gaweł z Oxfordské univerzity. {}
Vědci z Vídeňské technologické univerzity zjistili, že dříve pozorovaný efekt ničení rakovinných buněk pomocí pomalých elektronů je možný. Pomocí Coulombova meziatomového rozkladu může iont přenést další energii na okolní atomy. V důsledku toho se uvolní obrovské množství elektronů s dostatečnou energií, aby způsobilo poškození DNA rakovinných buněk . {}
Tým vědců z University of Edinburgh provedl počítačové simulace, aby dále prozkoumal takzvaný " stav roztaveného řetězce ". Testy byly provedeny na 20 000 atomech draslíku vystavených tlaku 20 000 až 40 000 atmosfér a teplotě 126 až 526 stupňů Celsia. Výsledky ukázaly, že vytvořené struktury představují nový stav, ve kterém jsou vytvořeny dvě propojené příhradové struktury. Pozorování je, že řetězce se rozpouštějí do kapaliny, zatímco zbývající krystaly draslíku jsou v pevné formě . {}
Vědci z výzkumné agendy CENTERA spolu s výzkumnými týmy z Francie, Německa a Ruska učinili objev, který může vést ke konstrukci nových zdrojů zapomenutého terahertzového záření . Bylo by to laditelné magnetickým polem. Výsledky těchto studií jsou popsány v Nature Photonics . {}
John B. Goodenough, M. Stanley Whittingham a Akira Yoshino byli oceněni za vývoj lehkých a prostorných lithium-iontových baterií . Tento vynález je běžně známý jako lithium-iontové baterie . Jejich vytvoření způsobilo revoluci ve světě a jak zdůraznili členové Nobelovy komise, „položili základy bezdrátové společnosti bez fosilních paliv “. {}
Laureátem ceny Nadace pro polskou vědu (tzv. polské Nobelovy ceny) je profesor Marcin Drąg z Fakulty chemie Technické univerzity ve Vratislavi. Profesor byl oceněn „za vývoj nové technologické platformy pro získávání biologicky aktivních sloučenin , zejména inhibitorů proteolytických enzymů “. {}
Vědci z Kodaňské univerzity informují v „Nature Communications“ o nalezení fragmentu DNA pravěkého obyvatele Skandinávie v kousku březového dehtu, který žvýkala. Na základě tohoto objevu byl rekonstruován kompletní ženský genom . Artefakt pochází z doby 5700 let. {}
Vědci z Nanyang Technologické univerzity v Singapuru (NTU Singapur) objevili metodu, která dokáže přeměnit plastový odpad na chemikálie pomocí slunečního záření . Tým vědců provedl výzkum směsi plastů s jejich katalyzátorem v rozpouštědle, které umožňuje využití světelné energie. V důsledku toho se rozpuštěné plasty přeměnily na kyselinu mravenčí . Tato kyselina se používá v palivových článcích k výrobě elektřiny. Tento objev je zaměřen na vývoj udržitelných metod využití slunečního světla k výrobě paliv a dalších chemických produktů . {}
Aleksandra Fliszkiewicz, studentka Varšavské technologické univerzity, vyvinula světelný meč jako součást své inženýrské práce, inspirované 8. dílem "Star Wars" . Byl vytvořen pomocí zeleného laseru a čočky vyvinuté polskými vědci, takzvaného "světelného meče" , který zaostřuje světlo do řezu. Čočka, jejíž geometrie byla vyvinuta v roce 1990 na Varšavské technické univerzitě, má nyní přinést i nová řešení v oftalmologii, například vytvoření nitroočních implantátů pro lidi po operaci šedého zákalu , které jsou klinicky testovány. {}
{} https://www.bbc.com/news/science-environment-46862486?ns_campaign=bbcnews&ns_mchannel=social&ns_sourceBook&ocid=SocialFow_FaceBook&fbcLid=iwar3th4hadlz5 8incpyanlrbja3facq-1y5spzcs
{} https://science.sciencemag.org/content/365/6459/1299
{} https://www.sciencedaily.com/releases/2019/08/190822101429.htm
{} https://www.nationalgeographic.com/science/2019/04/new-phase-matter-confirmed-solid-and-liquid-same-time-potassium-physics/
{} https://www.fnp.org.pl/w-poszukiwaniu-nowych-zrodel-promieniowania-terahercowego/
{} https://www.nobelprize.org/prizes/chemistry/2019/press-release/
{} https://www.fnp.org.pl/laureci-nagrody-fnp/
{} https://healthsciences.ku.dk/newsfaculty-news/2019/12/ancient-chewing-gum-yields-insights-into-people-and-bacteria-of-the-past/
{} https://www.sciencedaily.com/releases/2019/12/191211100331.htm
{} http://naukawpolsce.pap.pl/aktualnosci/news%2C80037%2Cna-politechnice-warszawskiej-powstal-laserowy-miecz-swietlny.html
