TOP 10 odkryć i wydarzeń w dziedzinie chemii w 2023r.

Pierwszy związek heksazyny [03.2023]

W opublikowanym początkiem marca artykule na łamach czasopisma Nature Chemistry znalazła się informacja o syntezie nowego związku azotowego. Naukowcy z Wielkiej Brytanii, Chin, Szwecji oraz Niemiec uzyskali aromatyczną strukturę pierścieniową o wzorze K9N56. Związek powstał w wyniku reakcji azotu z KN3 w ogrzewanej laserowo komórce z kowadełkiem diamentowym przy zachowaniu warunków wysokiego ciśnienia (46 i 61 GPa) i temperatury (ponad 2000 K)^[1].

Zaobserwowana struktura posiadała m.in. pierścienie heksazyny w postaci anionów [N6]4-. Są one zgodne z regułą aromatyczności Hückela. Oprócz tego, w wielkocząsteczkowym związku znalazły się także płaskie pierścienie N5 i dimery N2.

Do tej pory sześcioczłonowy pierścień azotowy nazywany heksazyną był tylko teoretycznie zaproponowanym łańcuchem. Aromatyczność tego pierwiastka ograniczała się do postaci pentazolanu [N₅]^⁻. Wspomniany zespół naukowców jako pierwszy może pochwalić się syntezą wielkocząsteczkowego, kompleksowego związku K₉N₅₆, który posiada w swojej budowie anion [N₆]⁴⁻.

Opracowano cudowny lek na śmiertelnie trujący gatunek grzyba [05.2023]

Amanita phalloides znany powszechnie jako muchomor sromotnikowy (lub zielonawy) to jeden z najbardziej toksycznych dla człowieka gatunków grzybów. Odpowiada on za ok. 90% wszystkich śmiertelnych zatruć na skutek spożycia grzybów. Najsilniejszą toksyną grzyba, odpowiedzialną za trwałe uszkodzenie wątroby i innych organów u ludzi jest jest α-amanityna. Nawet agresywne metody leczenia w przypadku spożycia tego muchomora, w większości przypadków bywają nieskuteczne.

Opublikowane w maju badania, w czasopiśmie Nature, niosą jednak nadzieję w przyszłej walce z zatruciami Muchomorem Sromotnikowym. Zespół naukowców przy wykorzystaniu metody CRISPR stworzył pulę komórek z różnymi mutacjami, obserwując, jakie czynniki mogą wpłynąć na ich oporność na α-amanitynę. Wyniki eksperymentu wskazały, że komórki, w których nieobecne było białko STT3B nie ulegały zniszczeniu przez toksynę. Spośród znanych, dopuszczonych do użytku substancji medycznych, zaproponowano barwnik – zieleń indocyjaninową (ICG) jako swoisty inhibitor STT3B. Związek ten zwykle używany jest w obrazowaniu medycznym i może stanowić potencjalne, specyficzne antidotum na zatrucia α-amanityną. Eksperymenty na myszach wykazały, że podanie zieleni indocyjaninowej po czterech godzinach od spożycia grzyba, znacznie zwiększało przeżywalność i chroniło je przed toksyną, powstrzymując uszkodzenie wątroby^[2].

Kation metylu zaobserwowany w kosmosie [06.2023]

Właściwości chemiczne pierwiastka jakim jest węgiel stanowi od lat przedmiot licznych badań. Obserwacje w tym zakresie przybliżają nas do poznania tajemnic ewolucji życia na Ziemi, a także możliwości rozwoju go w innych miejscach we Wszechświecie.

W czerwcu międzynarodowy zespół naukowców opublikował zdjęcie wykonane za pomocą Kosmicznego Teleskopu NASA Jamesa Webba. Obraz przedstawiał nowy, niezaobserwowany wcześniej związek węgla – kation metylowy CH₃⁺. Cząsteczka znajduje się w układzie gwiezdnym oddalonym od nas o około 1350 lat świetlnych – Mgławicy Oriona.

Występujące w kosmosie promieniowanie UV ma degradacyjny wpływ na większość struktur organicznych. Naukowcy przypuszczają jednak, że energia ta posiada istotną rolę w powstawaniu kationu metylowego. Jon po utworzeniu podlega kolejnym reakcjom chemicznym w celu zbudowania bardziej złożonych cząsteczek węgla – śladów życia^[3].

Naukowcy ustalili strukturę tlenku boru [07.2023]

Związek chemiczny o wzorze sumarycznym BO został zaproponowany po raz pierwszy w latach czterdziestych dwudziestego wieku. Ze względu jednak na ograniczony dostęp do technologii w tamtym czasie, niemożliwe było określenie jego struktury. Obecne zainteresowanie nauki płaskimi strukturami boru po raz kolejny zwróciło uwagę na opisany prawie sto lat temu tlenek.

Zaawansowane metody analizy spektroskopii NMR (magnetycznego rezonansu jądrowego) pomogły zespołowi Frédérica A. Perrasa ustalić najbardziej prawdopodobną orientację cząstek tlenku boru. Naukowcy z Ames zaobserwowali, że cząsteczki prekursora w reakcji układały się w sposób równoległy do siebie tworząc tzw. „nanosiatki” 2D złożone z pierścieni B4O2 z mostkami tlenowymi. W wyniku badań z wykorzystaniem dyfrakcji proszkowej, zapostulowano dodatkowo, że jednostki te tworzą warstwy o nieregularnych wzorach układania. Według F.A. Perrasa – konstrukcja przypomina stos papieru rzucony na biurko – lekko zdezorganizowany, lecz pozostający w swojej formie. Wykonane pomiary pokrywają się ze wstępnymi założeniami struktury BO szacowanej w roku 1961^[4].

Cykloceny – nowe struktury cykliczne [08.2023]

Dział chemii metaloorganicznej skupia się wokół związków organicznych posiadających przynajmniej jedno wiązanie pomiędzy atomem metalu i węgla. Pośród rozmaitych struktur można wyróżnić między innymi kompleksy układające się warstwowo w określony sposób. Pierwszym odkrytym tego typu związkiem był ferrocen. Na jego przykładzie można łatwo zrozumieć budowę kompleksów metaloorganicznych – atom centralny – metal otoczony jest grupą połączonych z nim ligandów.

W 2023 roku zespół Petera Roesky’ego z Karlsruher Institut für Technologie opracował i opisał nowy rodzaj kompleksów o nazwie „cykloceny”. Związki te mogą zawierać aż do 18 jednostek warstwowych. Cykloceny posiadają ligandy cyklooktatetraenu (COT), do których przyłączone są po dwie grupy silanowe. Ligandy COT otaczają centra metali (np. strontu) układając się w charakterystyczny pierścień wokół atomu. Naukowcy wiążą nadzieję na użytkowe wykorzystanie nowych związków w przyszłości chemii metaloorganicznej^[5]

Najbardziej wodoodporna powierzchnia w historii [10.2023]

Hydrofobowością nazywamy zdolność danego materiału do odpychania cząsteczek wody. Powłoki wodoodporne znajdują powszechne zastosowanie w wielu obszarach życia. Wychodząc naprzeciw zwiększającym się wymaganiom materiałowym, badania w obszarze nanotechnologii przez ostatnie trzydzieści lat przyczyniły się do opracowania wielu zaawansowanych struktur hydrofobowych.

Zespół naukowców z Uniwersytetu Aalto w Finlandii przy użyciu wyspecjalizowanego reaktora zaproponował całkiem nową formę „omnifobowych powierzchni przypominających ciecz”. Ich praca stanowi pierwszy przypadek eksperymentów w tym obszarze, na niezwykle szczegółowym poziomie nanocząstek. Wspomniane powierzchnie posiadają kowalencyjnie, związane z podłożem, warstwy molekularne o jednoczesnej zdolności do wysokiej mobilności. Ich właściwości można przyrównać do warstwy smaru między kroplami wody a samą powierzchnią.

Pośród innych, istniejących już struktur – ta stanowi, pod względem charakterystyki, najbardziej śliską i płynną powierzchnię na świecie. Szacuje się, że omnifobowe nanocząstki mogą znaleźć zastosowanie m.in. w procesach przenoszenia ciepła w rurach i układach, odladzaniu powierzchni, czy zapobieganiu parowania. Obiecujący potencjał dla opracowanych powierzchni widać także w obszarze mikrofluidyki^[6].

Chemiczne eksperymenty Leonardo da Vinci [10.2023]

Leonardo da Vinci zasłynął jako jedna z najbardziej rozpoznawalnych postaci żyjących w epoce renesansu. Artysta posiadał wiele talentów, które przekuwał w ponadczasowe dzieła sztuki czy wynalazki. Najnowsze analizy pobranych mikropróbek farb użytych w jego dziełach – Mona Lisa oraz Ostatnia Wieczerza, wskazują że da Vinci nie tylko pięknie malował, lecz także skutecznie eksperymentował w uzyskaniu najlepszych właściwości swoich składników.

Międzynarodowy zespół naukowców wskazał na obecność w warstwie bazowej obu obrazów toksycznych związków ołowiu. Malarz prawdopodobnie próbował nakładać grube pasma białego pigmentu ołowiowego dodatkowo nasycając używany na płótnie olej tlenkiem ołowiu (PbO). Przy użyciu technik dyfrakcji rentgenowskiej i spektroskopii w podczerwieni badacze ustalili, że obrazy zawierają nie tylko biel ołowiową, ale także znacznie rzadszy związek: plumbonakryt (Pb₅[CO₃]O[OH]₂) – który jest stabilny tylko w środowisku zasadowym. Odkrycie to może wskazywać, że Leonardo był pionierem tej techniki malarskiej^[7].

Nagroda Nobla w dziedzinie Chemii 2023 [10.2023]

Moungi G. Bawendi, Louis E. Brus oraz Alexei I. Ekimov zostali lauretamia Nagrody Nobla w dziedzinie chemii, w 2023 roku. Była to 115. Nagroda Nobla w chemii, przyznana przez Królewską Szwedzką Akademię Nauk, którą wyróżniono naukowców „za odkrycie i syntezę kropek kwantowych”.

Kropki kwantowe należą do grupy nanocząstek, których rozmiar jest na tyle mały, że determinuje ich charakterystyczne cechy. Działanie kropek kwantowych opiera się w dużej mierze na emisji oraz absorbcji promieniowania. Wyjątkowe właściwości elektroniczne, a także optyczne tych nanocząstek pozwalają na szeroki wachlarz zastosowań, min. w urządzeniach fotowoltaicznych, w ekranach niektórych telewizorów czy lampach LED.

Jak już powiedzieliśmy kilka słów na temat kropek kwantowych, to czas teraz na historię laureatów Nagrody Nobla. Uczony Alexei Ekimov z Nanocrystals Technology Inc., po raz pierwszy zsyntezował kropki kwantowe w szklanej matrycy, w 1981 roku. Dwa lata później Louis Brus z Columbia University, otrzymał tą samą strukturę, jednakże w zawiesinie koloidalnej. Natomiast Moungi G. Bawendi z Massachusetts Institute of Technology wraz z zespołem badaczy, opracowali jedną z najpopularniejszych oraz najczęściej stosowanych metod syntezy kropek kwantowych, która pozwala na uzyskanie niemal idealnych cząsteczek^[8].

„Polski Nobel” 2023 [11.2023]

W 2023 roku po raz 32 zostały przyznane nagrody Fundacji na rzecz Nauki Polskiej. Nagrodę tą często określa się mianem „Polskiego Nobla”, ponieważ jest ona uznawana za najważniejsze naukowe wyróżnienie w Polsce. Jest ono przyznawane „wybitnym uczonym za szczególne osiągnięcia i odkrycia naukowe, które przesuwając granice poznania, otwierają nowe perspektywy badawcze, wnoszą wybitny wkład w postęp cywilizacyjny i kulturowy naszego kraju oraz zapewniają mu znaczące miejsce w podejmowaniu najbardziej ambitnych wyzwań współczesnego świata.”

Tegoroczną Nagrodę w obszarze nauk chemicznych i o materiałach otrzymał prof. Marcin Stępień z Wydziału Chemii Uniwersytetu Wrocławskiego. Wyróżnienie to zostało przyznane „za zaprojektowanie i otrzymanie nowych związków aromatycznych o unikatowej strukturze i właściwościach.”

Pojęcie „aromatyczność” znane jest w chemii już od drugiej połowy XIX wieku i cały czas rozwijane jest dzięki takim naukowcom jak profesor Stępień. Owocem jego prac naukowych było zaprojektowanie oraz synteza nowych aromatycznych oraz antyaromatycznych cząsteczek, które wyróżniała unikalna budowa i niezwykłe, często trójwymiarowe kształty. To ważne osiągniecia z punktu widzenia poznawczego, ale również pozwalające otworzyć się na nowe zastosowania tych związków jako funkcjonalnych materiałów organicznych. Cząsteczki zsyntezowane przez nagrodzonego profesora mogą stać się inspiracją do poszukiwania nowych materiałów organicznych (szczególnie funkcjonalnych barwników), które mogą znaleźć zastosowanie min. w urządzeniach fotowoltaicznych oraz LED, czy też w fototerapii i diagnostyce medyczne^[9].

Ciekłe metale w produkcji katalizatorów [11.2023]

Listopad 2023 roku przyniósł dobre wieści od zespołu naukowców z Australii, którzy odkryli, że ciekłe metale mogą być wykorzystywane do produkcji katalizatorów. Do tej pory były one najczęściej produkowane ze stałych materiałów, min. metali lub związków metaloorganicznych. Jednak wykorzystanie ich wymagało zastosowania wysokich temperatur, co w efekcie prowadziło do zwiększonego zużycia energii oraz emisji gazów cieplarnianych.

Grupa badaczy, na której czele stanął profesor Kourosh Kalantar-Zadeh, sprawdziła możliwość zastosowania ciekłych metali (takich jak np. gal), które mogą być katalizatorami w niższych temperaturach. Pozwoliło by to na ograniczenie zużycia energii, a tym samym zmniejszenie emisji gazów cieplarnianych w sektorze chemicznym. Jest to bardzo istotne, ponieważ przemysł ten odpowiada za znaczącą część globalnych emisji. Dodatkowo większa elastyczność ciekłych metali w porównaniu do metali stałych, daje możliwość poprawy wydajności katalizatorów.

Naukowcy z Australii planują kontynuację swoich badań. Jeśli ich odkrycie sprawdzi się, może doprowadzić do wprowadzenia nowych, bardziej ekologicznych procesów w produkcji chemii.^[10]

Naukowcy poznali masę neutrino (02.2022)

Istnienie neutrina teoretycznie przewidziane zostało przez Wolfganga Pauliego już w 1930 roku. Cząsteczka ta miała zbilansować energię tzw. rozpadu promieniotwórczego beta. Mimo różnych teorii bardzo długo nie udawało się potwierdzić istnienia tej cząsteczki, chociaż z czasem nazwano ją właśnie neutrino. Cechuje się ona tym, że nie ma ładunku elektrycznego oraz bardzo słabo oddziałuje z innymi cząstkami. Część naukowców zakładała, że neutrino jest pozbawione masy, podobnie jak foton, natomiast inni uważali, że jest ona po prostu bardzo niewielka.

Zważenie neutrina pozwoliłoby jeszcze lepiej zrozumieć wszechświat, dlatego też stało się to obiektem badań międzynarodowego projektu KATRIN, kierowanego przez Instytut Technologiczny Karlsruhe. Uczeni w swoich eksperymentach wykorzystali zjawisko rozpadu beta, które zachodzi w atomach izotopu wodoru (nazywanego trytem). KATRIN to specjalistyczna aparatura badawcza, jej długość mierzy 70m, a w jej skład wchodzi ogromny spektrometr, służący do mierzenia właściwości elektronów powstających w trakcie rozpadu promieniotwórczego. Badania trwają od 2019 roku i przynoszą coraz to lepsze efekty. Jednym z wyników tych prac jest właśnie określenie masy neutrina, która wynosi nie więcej niż 0,8 eV. Dla porównania masa elektronu to 0,511 MeV (milionów elektronowoltów), a masa neutronu to 0,938 GeV (miliardów elektronowoltów). To pierwszy raz, kiedy podczas pomiarów udało się zejść poniżej granicy elektronowolta, dlatego też jest to tak istotne osiągniecie.^[1]

Badania w ramach projektu KATRIN nadal trwają i mają odbywać się co najmniej do 2024 roku. Naukowcy liczą na uzyskanie jeszcze bardziej precyzyjnego wyniku pomiaru masy neutrino.^[2]

Pochłaniacz CO2 (04.2022)

Wytwarzane na masową skalę tworzywa sztuczne, możemy znaleźć dziś praktycznie wszędzie. Jednym z dobrze nam znanych wyrobów są butelki plastikowe, które mogą składać się aż z kilku różnych tworzyw, a ich recykling nie należy do najprostszych. Choć odzyskiwanie plastiku wiąże się z kosztami i skomplikowanym procesem, przez co min. jest wciąż mało popularne, to naukowcy szukają zastosowań dla odzyskanego materiału, które mogłyby spowodować, ze proces ten będzie jeszcze bardziej korzystny.

Grupa chemików z Uniwersytetu Rice, ogłosiła wyniki swoich badań, które dowodzą, że zużyty plastik może być pomocny w walce z wysoką emisją dwutlenku węgla. Jak opisano w czasopiśmie „ASC Nano”^[3], naukowcy zgłębili proces pirolizy, czyli rozkładu substancji chemicznych. Polega on na ogrzewaniu danych substancji do bardzo wysokich temperatur, utrzymując warunki beztlenowe. Obecnie pirolizę stosuje się min. w przemyśle petrochemicznym.

Chemicy z Uniwersytetu Rice przeprowadzili proces pirolizy plastiku w obecności octanu potasu, co doprowadziło do powstania bardzo specyficznych molekuł, które mają mikroskopijne pory i świetnie nadają się do wychwytywania oraz wiązania cząsteczek CO2. Materiał ten mógłby posłużyć jako idealny pochłaniacz dwutlenku węgla, np. w formie filtrów na kominy elektrowni spalających paliwa kopalniane. Taki pochłaniacz cechowałby się właściwościami, które pozwalają na wielorazowe użycie, a dodatkowo wychwycenie tony CO2 przy jego pomocy byłoby kilka razy tańsze niż obecne metody sekwestracji (wyłapania) dwutlenku węgla.^[4]

Kwantowy nanomagnes (04.2022)

Kwantowy nanomagnes o wyjątkowych właściwościach, to odkrycie naukowców z Uniwersytetu Jagiellońskiego. Zespół badaczy prowadzony pod kierownictwem dr. hab. Dawida Pinkowicza, opisał na łamach czasopisma „Nature Communications”^[5], nowego typu metaloorganiczny nanomagnes kwantowy, w którym centralny jon magnetyczny otoczony jest wyłącznie przez inne jony metali. W skład molekuły wchodzi centralny jon erbu, łączący się z trzema ciężkimi jonami renu. Takie połączenie pozwoliło zbliżyć się do właściwości jakie wykazują znane już, duże makroskopowe magnesy.

Naukowcy podkreślają, że chociaż w najbliższym czasie magnesy molekularne nie znajdą jeszcze zastosowania, to mogą zrewolucjonizować przyszłość i odmienić takie dziedziny jak elektronika czy informatyka. Obecnie znane magnesy molekularne wymagają silnego chłodzenia, dlatego też by nanomagnesy mogły znaleźć praktycznie zastosowanie, konieczne jest stworzenie ich w ten sposób by mogły działać w temperaturze pokojowej. Naukowców czekają dalsze badania w tym zakresie.^[6]

Baterie Sodowe (06.2022)

W większości używanych na co dzień urządzeń wykorzystywane są baterie litowo – jonowe. Do ich produkcji wykorzystywane są metale rzadkie, takie jak kobalt oraz lit, który także nie jest powszechnie występującym pierwiastkiem, co ma znaczący wpływ na cenę wytwarzania. Według naukowców lit mógłby zostać zastąpiony przez sód, co znacznie ograniczyłoby koszty produkcji. Dodatkowo baterie sodowe ładowałyby się znacznie szybciej i rozładowanie baterii „do zera”, nie miałoby szkodliwego wpływu. Prowadzone do tej pory prace kończyły się jednak fiaskiem, ponieważ sód bardzo szybko tworzy na elektrodzie cienkie, metaliczne struktury – tzw. dendryty, które wpływały na krótką żywotność takich baterii.

Naukowcy z University od Texas w Austin rozwiązali ten problem wykorzystując komputerowy model, dzięki któremu stworzony został nowy materiał zapobiegający powstawaniu dendrytów, a w efekcie zapobiegający uszkodzeniu elektrody. Wytworzono go nanosząc cienką warstwę sodu na tellurek antymonu i składając wiele razy, tworząc w ten sposób naprzemienne warstwy. Dzięki temu sód jest bardzo równomiernie rozłożony i znacznie wolniej oraz rzadziej powstają na nim dendryty. Pozwala to stworzyć baterię sodową, która będzie dorównywała litowej pod względem ilości cykli ładowania oraz rozładowania, a także będzie miała porównywalną gęstość energii. Baterie sodowe mogą stać się przyszłością dla przemysłu.^[7]

Nagroda Nobla w dziedzinie Chemii 2022 [10.2022]

W tym roku Królewska Szwedzka Akademia Nauk przyznała Nagrodę Nobla w dziedzinie Chemii trzem osobom. Carolyn R. Bertozzi, Morten Meldal oraz K. Barry Sharpless to laureaci Nagrody, którzy zostali docenieni „za rozwój technologii 'click chemistry’ oraz chemii bioortogonalnej”.

„Chemia kliknięć” (click chemistry) jest procesem porównywanym do budowy tworzonej z klocków LEGO. Mianowicie, określone fragmenty cząsteczek można ze sobą łączyć by wytworzyć związki o dużej złożoności, a także zróżnicowaniu. Kombinacja prostych elementów, które możemy nazwać „chemicznymi klockami”, pozwala utworzyć niemal nieskończoną różnorodność cząsteczek. Chemia bioortogonalna zaś pozwala na monitorowanie procesów chemicznych, które zachodzą w żywych komórkach, bez uszkadzania ich. Daje to wyjątkową szansę na możliwość badania chorób wewnątrz komórek, a także w organizmach złożonych.

Zarówno technologia „click chemistry”, jak i chemia bioortogonalna, to ważne odkrycia głównie dla medycyny oraz farmacji, które mogą znacząco wpłynąć na rozwój obu tych dziedzin.^[8]

Więcej na temat laureatów oraz nagrodzonych odkryć można przeczytać w artykule „Nagroda Nobla w dziedzinie chemii”, który również dostępny jest na blogu Grupy PCC.

„Polski Nobel” 2022 (11.2022)

Fundacja na rzecz Nauki Polskiej po raz 31 przyznała swoje nagrody, które są uznawane za najważniejsze wyróżnienie naukowe w Polsce i często określane również jako „Polski Nobel”. Nagrody te przyznaje się za szczególne odkrycia i osiągnięcia naukowe, przesuwające granice poznania, a także otwierające nowe perspektywy poznawcze i wnoszące wybitny wkład w postęp cywilizacyjny oraz kulturowy naszego kraju, a do tego zapewniające znaczące miejsce Polski w podejmowaniu najbardziej ambitnych wyzwań współczesnego świata. Laureatem tegorocznej Nagrody, w obszarze nauk chemicznych i o materiałach, został prof. Bartosz Grzybowski.

Profesor Bartosz Grzybowski, z Instytutu Chemii Organicznej PAN w Warszawie i Ulsan National Institute of Science and Technology w Ulsan w Republice Korei, został nagrodzony „za opracowanie i empiryczną weryfikację algorytmicznej metodyki planowania syntezy chemicznej”. Jego odkrycie polegało na przeprowadzeniu komputerowo zaplanowanej syntezy organicznej i wykorzystaniu sztucznej inteligencji do przewidywania przebiegu reakcji chemicznych, a przy tym odkrywania nowych związków, które mogłyby znaleźć zastosowanie jako leki.

Profesor Grzybowski jest jednym z pierwszych naukowców na świecie zajmujących się chemią organiczną, który uznał, że czas wykorzystać możliwości metod obliczeniowych oraz opracowanych narzędzi, mogących przewidzieć realne, ale także jeszcze lepsze drogi syntezy trudnych cząsteczek organicznych.^[9]

Warto również wspomnieć o laureacie Nagrody w obszarze nauk o życiu i o Ziemi – profesorze Marcinie Nowotnym, który został wyróżniony „za wyjaśnienie molekularnych mechanizmów rozpoznawania uszkodzeń DNA oraz ich naprawy”. Natomiast trzecim tegorocznym laureatem, w obszarze nauk humanistycznych i społecznych, został prof. Adam Łajtar – nagrodzony „za interpretację źródeł epigraficznych, ukazującą religijne i kulturowe aspekty funkcjonowania średniowiecznych społeczności zamieszkujących Dolinę Nilu”.^[10]

Odkrycie nowych minerałów (11.2022)

El Ali, znany także jako Zmrok (ang. Nightfall), to meteoryt ważący 15,2 tony, który zidentyfikowano w Somalii po raz pierwszy w 2020 roku. Po dwóch latach badań 70-gramowej próbki, naukowcy z kanadyjskiego Uniwersytetu Alberty w Egmont odkryli w niej dwa minerały, których wcześniej nie widziano na Ziemi.
Odkryte minerały nazwano elalit (na cześć meteorytu oraz miasteczka nieopodal którego został odkryty) oraz elikinstantonit (od nazwiska badaczki NASA – Lindy Elkins – Tanton). O odkryciu nowych związków chemicznych badacze poinformowali 21 listopada, podczas Sympozjum Eksploracji Kosmosu, które odbyło się na Uniwersytecie Alberty. Warto zauważyć, że chociaż minerałów nie widziano na naszej planecie w naturalnej postaci, to bardzo podobne do nich zostały stworzone syntetycznie w laboratorium, w latach 80. Badania nad nowymi związkami pozwolą w przyszłości odpowiedzieć na pytanie, jakie zastosowanie w naszym świecie będą mogły znaleźć te minerały.^[11][12]

Przełom w badaniach nad fuzją termojądrową (12.2022)

5 grudnia 2022 roku stał się ważnym dniem dla świata nauki, ale również dla historii ludzkości. Tego dnia naukowcy Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) uzyskali przełom w badaniach nad fuzją termojądrową, które prowadzone są w National Ignition Facility (NIF). Po raz pierwszy w historii, w wyniku fuzji, udało się uzyskać więcej energii niż włożono w rozpoczęcie reakcji. Wiadomość o tym wydarzeniu ogłoszono 13 grudnia podczas konferencji prasowej przedstawicieli LLNL, która odbyła się w obecności sekretarza departamentu energii oraz szefa agencji bezpieczeństwa nuklearnego USA.

Fuzja termojądrowa polega na łączeniu się lekkich jąder atomowych w cięższe, czemu towarzyszy uwolnienie znacznych ilości energii. Paliwem, które idealnie nadawałoby się do wytwarzania energii w wyniku tej reakcji jest wodór, ponieważ mamy go pod dostatkiem na naszej planecie. Jednakże jądra atomowe odpychają od siebie siły elektrostatyczne, przez co by doszło do fuzji należy stworzyć bardzo konkretne warunki, a mianowicie rozgrzać je do milionów stopni, a także ścisnąć do milionów atmosfer (inaczej proces ten wygląda w gwiazdach, gdzie odbywa się dzięki tunelowaniu kwantowemu).

Na świecie wielokrotnie podejmowano się przeprowadzenia fuzji termojądrowych, jednak do tej pory efektem było pochłonięcie większej ilości energii niż ilość wytworzonej. National Ignition Facility już od lat 50. ubiegłego wieku pracuje nad tym zjawiskiem, jednak jest ono bardzo trudne pod kątem technicznym. Dlatego ostatnie wyniki są tak ogromnym przełomem i ukazują nowe możliwości.

Eksperyment polegał na tym, że impuls ogromnych laserów NIF dostarczył do kapsułki z wodorem 2,05 megadżula energii, natomiast w wyniku fuzji uzyskano 3,15 megadżula, czyli 54% nadwyżki (ponad milion dżuli).

Chociaż milion brzmi bardzo ekscytująco, to taka wartość odpowiada ćwierć kilowatogodzinie, co daje ilość energii wystarczającą zaledwie do zagotowania czajnika wody kilkanaście razy. Czujne środowiska naukowe zauważają również, że o ile do samego procesu dostarczono jedynie 2,05 megadżula energii, to do zasilania potrzebnych 192 laserów zużyto ponad 322 megadżule energii, czyli praktycznie sto razy więcej niż przyniosła fuzja. To jeden z powodów, który podkreśla, że na znalezienie możliwości wykorzystania fuzji termojądrowej na większą skalę potrzeba jeszcze dekad pracy zespołów naukowców oraz inżynierów.^[13][14]

Ultracienkie ogniwa słoneczne (12.2022)

Wiele mówi się o tym, że odnawialne źródła energii to przyszłość naszej planety, które mogą znacząco wpłynąć na powstrzymanie kryzysu klimatycznego oraz globalnego ocieplenia. Dlatego też naukowcy wciąż szukają rozwiązań, które pomogą jeszcze lepiej i łatwiej wykorzystywać energię z OZE.

Inżynierowie z Massachusetts Institute of Technology stworzyli innowacyjne ogniwa słoneczne, które mogą zmienić każdą stałą powierzchnię w źródło energii, a do tego są cieńsze niż ludzki włos. Ogniwa te przyklejone są do lekkiej i bardzo mocnej tkaniny, co pozwala w łatwy sposób zamontować je praktycznie wszędzie. Według naukowców, wynalazek może mieć bardzo praktyczne zastosowanie w nagłych wypadkach, kiedy nie ma w okolicy innego źródła energii, ale także w podróży.

Nowoczesne ogniwo wykonane zostało z półprzewodnikowego tuszu, z pomocą drukarki 3D. Jest ono sto razy lżejsze od konwencjonalnych paneli, a dodatkowo generuje znacznie więcej energii na kilogram. Rozwiązanie jest jeszcze w fazie testowej, ponieważ pojawiają się problemy związane z odpornością paneli na czynniki środowiskowe. Jednak naukowcy pracują nad stworzeniem ultralekkich pojemników, w których ogniwa mogłyby być zamknięte. Badacze wierzą, że ultracienkie ogniwa będą rewolucyjnym wynalazkiem dla pozyskiwania energii na świecie^[15][16].

Najmocniejszy materiał za Ziemi (12.2022)

Naukowcy z Lawrence Berkeley National Laboratory (Berkeley Lab) i Oak Ridge National Laboratory przeprowadzili badania nowego stopu metali, które pozwoliły odkryć jego niezwykle dużą plastyczność (jest kowalny i bardzo ciągliwy), a przy tym niespotykaną wytrzymałość (odporność na odkształcenia). Stop ten składa się z chromu, kobaltu oraz niklu – CrCoNi.

Już na podstawie pierwszych testów wykonanych na CrCoNi stwierdzono, że jego plastyczność oraz wytrzymałość poprawia się wraz z ochładzaniem stopu, nawet do temperatury ok. -196oC. Jednak najnowsze badania, opublikowane w grudniu 2022 roku, w czasopiśmie Science^[17], potwierdziły że jest on w stanie wytrzymać jeszcze niższe temperatury (-253oC), w których występuje hel w postaci cieczy. Jest to bardzo ciekawe zjawisko, ponieważ dla większości innych materiałów efekt jest odwrotny, dla przykładu stal zdecydowanie łatwiej pęka w bardzo niskich temperaturach.

Warto zauważyć, że stop CrCoNi należy do grupy stopów HEA (o wysokiej entropii). Wyróżnia je to, że są mieszaniną pierwiastków składowych w równych częściach, a nie jak w większości obecnie stosowanych stopów, czyli z przewagą jednego pierwiastka i mniejszą ilością dodatkowych pierwiastków. To ma znaczący wpływ na jego niezwykłe właściwości.

Wyjątkowa wytrzymałość stopu CrCoNi w niewiarygodnie niskich temperaturach, może sprawić, że w przyszłości znajdzie on zastosowanie min. w obiektach przemierzających przestrzeń kosmiczną.^[18]

Przezroczyste drewno (01.21)

Naukowcy z University of Maryland odkryli nową technikę, która pozwala na uczynienie drewna przezroczystym. Do tej pory podejmowano próby nadania przezroczystości drewnu poprzez zastosowanie specjalistycznych środków chemicznych do usuwania ligniny. Jednakże główną wadą było osłabianie drewna w ten sposób.

Nowa metoda polega na zmianie ligniny. Na początku procesu usuwane są cząsteczki, które odpowiadają za nadawanie koloru drewnu. Następnie na jego powierzchnię nakłada się specjalny środek zawierający nadtlenek wodoru i wystawia na działanie promieni UV (bądź naturalnego światła słonecznego). Po tych zabiegach nabiera ono białego koloru. Tak przygotowane drewno moczone jest w etanolu, w celu dokładniejszego oczyszczenia. Na koniec powstałe w nim pory wypełniane są bezbarwnym epoksydem w celu wygładzenia materiału i przy tym staje się on niemal idealnie przezroczysty. Dzięki tym zabiegom drewno zyskuje cechy pozwalające na przepuszczanie aż 90% światła , a zarazem jest 50 razy mocniejsze od konwencjonalnie wytarzanego przezroczystego materiału. Jest ono także lżejsze, a przede wszystkim mocniejsze od szkła i zapewnia lepszą izolację.^[1][2]

To odkrycie może stać się prawdziwą rewolucją dla branży budowlanej i całkowicie zmienić wizerunek budynków w przyszłości. Trwają także badania nad zaawansowanymi technologicznie, przezroczystymi materiałami drewnianymi, które dodatkowo będą czułe na dotyk i będą stanowiły alternatywę dla różnego rodzaju wyświetlaczy. Dzięki wytrzymałości odpowiadającej cechom drewna, takie wyświetlacze sprawdzą się w trudnych warunkach, w których szkło często nie zdaje egzaminu.^[3]

Farba do cyfrowego druku na porcelanie (03.21)

Metody wytwarzania wyrobów ceramicznych wyróżnia długoletnia tradycja. Jednak wraz z rozwojem technologii i tu przyszedł czas na zmiany. Przełomem dla tej branży ma stać się cyfrowe barwienie ceramicznych płytek, które może zastąpić klasyczną metodę glazurowania. Wzory będą nanoszone metodą druku o wysokiej rozdzielczości, dzięki któremu można uzyskać nie tylko różnego rodzaju barwy, ale także tekstury imitujące min. tkaniny czy też drewno.

Rozwiązanie to opracowała włoska firma Metco, która stworzyła specjalistyczną, zrównoważoną farbę ECO-INK z przeznaczeniem dla ceramiki cyfrowej. Proponowana farba wytwarzana jest na bazie wody, dzięki czemu nie zawiera ona organicznych rozpuszczalników, co przyczynia się do zmniejszenia poziomu toksyczności oraz śladu węglowego. Dodatkowo farba ta może wnikać w powierzchnię płytki ceramicznej, dzięki czemu wyeliminowana została konieczność nakładania dodatkowej warstwy zabezpieczającej. Efektem tego jest bardziej wydajny oraz zrównoważony proces. Ponadto powierzchnia płytek z farbą ECO-INK jest bardziej trwalsza.

Jak zapowiadają sami producenci, farba ta jest prawdziwą rewolucją dla branży chemicznej.^[4]

Magnetyczne polimery (03.21)

Dobrze znane nam magnesy zwykle znajdziemy w postaci nieelastycznych i twardych metali. Cechy te powodują wiele ograniczeń w zastosowaniu magnesów. Dlatego też naukowcy podjęli się projektu MAGNETO^[5], polegającego na stworzeniu materiałów magnetycznych o cechach umożliwiających kształtowanie.

By uzyskać ten efekt, naukowcy przygotowali proszek z rozdrobnionych materiałów magnetycznych, który został zmieszany z różnymi polimerami. Do stworzenia magnesu z tych elementów wykorzystano zaawansowany druk 3D. Dzięki temu możliwe było nadawanie im znacznie bardziej złożonych kształtów. Pierwsze wyprodukowane prototypy ukazały ogromny potencjał takich materiałów i możliwość zastosowania ich w wielu dziedzinach, od narzędzi diagnostycznych aż po ekrany dotykowe i wiele innych.

Przedstawione materiały kompozytowe o wyjątkowych właściwościach magneto-mechanicznych pozwolą na wprowadzenie innowacyjnych rozwiązań w wielu obszarach, takich jak np. medycyna. Dlatego też jest to ważny kamień milowy dla rozwoju nauki i technologii.^[6]

Nowo odkryte działanie naturalnego lekarstwa z 1000 – letnią historią (04.21)

Na Uniwersytecie w Warwick przeprowadzone zostały badania nad „antybiotyczną” warzywną pastą, której receptura liczy już 1000 lat. Nazywana „maścią wzrok naprawiającą”, odkryta została w staroangielskim poradniku medycznym Medicanale Anglicum, spisanym w IX wieku. Specyfik, w którego składzie znaleźć można cebulę, czosnek (lub pora – naukowcy mieli problem z tłumaczeniem właściwej nazwy), krowią żółć oraz wino, charakteryzuje się wyjątkowo mocnymi właściwościami antyseptycznymi. Wykazuje ona skuteczność w walce z niektórymi szczepami bakterii, które stały się odporne na współczesne leki.

Niegdyś przeprowadzone testy dowiodły już skuteczności mikstury w leczeniu gronkowca złocistego. Ostatnie badania natomiast rozszerzono o inne szczepy, a wyniki przedstawiono w formie publikacji naukowej.^[7] Eksperymenty wykazały, że ten naturalny lek może stanowić silną broń wobec bakterii zwanych biofilmami. Jest to jeden z groźniejszych rodzajów bakterii wśród których znajdziemy szczepy wywołujące między innymi sepsę, ale też inne poważne zakażenia. Z tą recepturą wiązane są też nadzieje w kierunku leczenia np. infekcji stóp występujących u diabetyków, które na ten moment często kończą się amputacją.

Przykład opisanej pasty zwraca uwagę na zderzenie medycyny naturalnej oraz współczesnej farmaceutyki. Wysnuwa nowe wnioski i nadzieje na leczenie chorób, które przysparzają cierpienia wielu ludziom.^[8]

Waniliowy aromat na bazie plastiku (06.21)

Problem utylizacji przedmiotów wykonanych z tworzyw sztucznych, to jedno z największych wyzwań obecnych czasów. Cały świat boryka się z opracowywaniem skutecznych metod, które pozwoliłyby zmniejszyć ilość zanieczyszczeń wyniszczających nasze środowisko. Jednym z ciekawszych rozwiązań okazał się pomysł naukowców z uniwersytetu w Edynburgu, którzy przetworzyli butelki plastikowe na aromat waniliowy. Przeprowadzane badania polegały na zmutowaniu enzymów odpowiedzialnych za rozkład politereftalanu etylenu (polimeru, z którego wytwarzane są butelki). W wyniku reakcji rozkładu powstał kwas tereftalowy (TA), który następnie przekształcono w wanilinę. Związek ten przenosi większość smaku oraz zapachu wanilii i często wykorzystywany jest w przemyśle spożywczym, farmaceutycznym czy też kosmetycznym.
Jak podaje magazyn „The Guardian”, gdzie ukazały się fragmenty rozmowy z kierującą projektem badawczym Joanną Sandler z Uniwersytetu w Edynburgu, obecnie 85% waniliny syntezuje się z chemikaliów pochodzących z paliw kopalnianych.^[9] Natomiast zapotrzebowanie na wanilinę stale rośnie. Dlatego też jest to ważne odkrycie zarówno ze względu na wzrost popytu, ale przede wszystkim przez wzgląd na rozwiązanie niosące korzyści dla środowiska.^[10]

Drożdże „zjadające” plastik ratunkiem dla planety (09.2021)

Zanieczyszczenie środowiska przez tworzywa sztuczne, to jedna z największych katastrof ekologicznych. Szczególne zagrożenie stanowią mikrocząsteczki tworzyw, które mają średnicę mniejszą niż 5 milimetrów. Mogą one znajdować się w akwenach wodnych, ale także akumulują się w organizmach żywych, takich jak ryby, plankton czy organizm człowieka.

Tym problemem zajął się zespół badawczy dr Piotra Biniarza z Uniwersytetu Przyrodniczego we Wrocławiu. Ich badania polegają na poszukiwaniu mikroorganizmów naturalnie rozkładających tworzywa sztuczne, dzięki posiadanym enzymom. Jednak z racji tego, że proces ten jest zwykle mało wydajny, planowane jest sklonowanie ich enzymów do szybko rosnących drożdżaków (Yarrowia lipolytica). Organizmy te będą w stanie bardziej wydajnie produkować enzymy, ale też rosnąć na ściekach komunalnych czy też odpadach, tak by bezpośrednio z nich usuwać mikrozanieczyszczenia.^[11]

Nagroda Nobla 2021 (10.2021)

Tegoroczna Nagroda Nobla w dziedzinie chemii została przyznana Davidowi MacMillanowi oraz Benjaminowi Listowi „za rozwój asymetrycznej katalizy organicznej”. Organokataliza to wyjątkowe narzędzie do budowy cząsteczek. Do czasu tego odkrycia przyjmowano, że istnieją tylko dwa rodzaje katalizatorów, czyli substancji przyspieszających przebieg reakcji chemicznych. Są to enzymy oraz metale. Naukowcy dowiedli zaś, że istnieje jeszcze asymetryczna kataliza organiczna, która wykorzystuje małe cząsteczki organiczne.

Katalizatory organiczne wyróżnia stabilny szkielet złożony z atomów węgla, do którego mogą się przyłączać grupy chemiczne charakteryzujące się większą aktywnością. Mogą one zawierać takie pierwiastki jak siarka, azot, tlen czy fosfor. Są one znacznie mniejsze od enzymów, co ułatwia ich produkcję. Dzięki tym cechom katalizatory są bardziej przyjazne dla środowiska, ale też tanie w produkcji.

Asymetryczna kataliza organiczna rozwija się już od 2000 roku, a David MacMillan oraz Benjamin List są zdecydowanymi liderami w tej dziedzinie. Ich odkrycie dało nowe światło i pokazało, że kataliza organiczna może być wykorzystywana w wielu reakcjach chemicznych. Jest ona bardzo wydajna i może wspierać wytwarzanie niemalże wszystkiego, poczynając od współczesnych farmaceutyków aż po cząsteczki odpowiedzialne za wychwytywanie światła w ogniwach fotowoltaicznych. To odkrycie zdecydowanie zrewolucjonizowało świat nauki i techniki.^[12][13]

Materiał, który czuje (12.21)

Grupa badawcza złożona z naukowców z Chicago i Missouri podjęła się zaprojektowania materiału który jest wrażliwy na wyczuwanie otaczających go bodźców i może się do nich dostosowywać.

Jako, że posiada on właściwości które nie są obecne w naturalnie występujących materiałach, to przynależy do grupy tzw. metamateriałów. Jest on zbudowany z piezoelektrycznych elementów, które są kontrolowane przez obwody elektryczne. Posiada specjalistyczny układ przetwarzający informacje. Dodatkowo energia elektryczna umożliwia mu ruch i zmianę formy. Te elementy pozwalają na wyczuwanie bodźców zewnętrznych i dostosowywanie się do nich. Jak mówią sami twórcy, materiał ten jest w stanie podejmować decyzje bez ingerencji człowieka.

Taki metamateriał mógłby świetnie sprawdzić się w lotnictwie, przemyśle kosmicznym, medycynie i wielu innych obszarach.^[14][15]

Ekologiczny plastik z nasienia łososia

Tworzywa sztuczne miały stać się rewolucją wśród dostępnych materiałów. Jednak pomimo wielu zalet, stały się one też jednym z głównych problemów zagrażających naszej planecie. Dlatego wciąż trwają badania nad bardziej ekologicznymi alternatywami.

Chińscy naukowcy opracowali wyjątkowy materiał plastikopodobny, którego jednym z głównych składników jest nasienie łososia. Wykorzystano w tym celu możliwość połączenia dwóch nici DNA łososia z substancją chemiczną pochodzącą z oleju roślinnego. Na skutek tego procesu otrzymywana jest gąbczasta, żelowa substancja – hydrożel. Powstały hydrożel poddaje się liofilizacji i usuwa z niego wilgoć, dzięki czemu możliwe jest formowanie go w różne kształty.

Produkcja tego biotworzywa może emitować aż o 97% mniej CO2 niż wytwarzanie tradycyjnych tworzyw polistyrenowych. Dodatkowo będzie go można recyklingować przy użyciu enzymów trawiących DNA. W ostateczności można go także zanurzyć w wodzie, tak by stał się ponownie hydrożelem.

Tego typu biotworzywa to szansa dla przyszłości branży tworzyw sztucznych i zmniejszenia zanieczyszczeń na naszej planecie.^[16]

Smar na bazie grafenu

Włoscy naukowcy opracowali nowoczesny smar na bazie grafenu, który może być stosowany w samochodach oraz motocyklach. Dodatek grafenu zapewnił przede wszystkim większą stabilność oleju, a dodatkowo pozwala zmniejszyć tarcie pomiędzy częściami silnika. Korzystne właściwości sprawiają, że części mniej się nagrzewają, a także zużywają. Grafen może się stać alternatywą dla stosowanej tradycyjnie ropy naftowej. Dzięki temu olej będzie mniej toksyczny dla środowiska i jego utylizacja czy też recykling będą łatwiejsze. Smar przeszedł już pierwsze testy, w których wypadł naprawdę obiecująco. Dlatego też trwają kolejne badania, które mają zakończyć się wprowadzeniem grafenowej innowacji do zastosowań komercyjnych.^[17]

TELESKOP, KTÓRY ZBLIŻYŁ NAS DO SŁOŃCA (01.2020)

Na Hawajach powstał Teleskop, który pozwolił na wykonanie wyjątkowo dokładnych zdjęć Słońca. Zbudowała go amerykańska agencja rządowa National Science Foundation (NSF). Jest to największy dotąd teleskop, który wyposażono w 4-metrowe lustro słoneczne. Wykonane nim zdjęcia zapoczątkowały nową erę nauki o Słońcu. Pozwoli on lepiej przewidywać prognostykom burze słoneczne oraz dokładniej zrozumieć, co wpływa na kosmiczną pogodę. ^[1]

ROK POD ZNAKIEM PANDEMII COVID-19 (03.2020)

Chociaż pierwsze przypadki choroby COVID-19 zanotowano już w listopadzie 2019 roku, to Światowa Organizacja Zdrowia (WHO) uznała ją za pandemię dokładnie 11 marca 2020. Choroba wywoływana koronawirusem SARS-CoV-2 wstrząsnęła całym światem. Nowe zalecenia i nakazy zmieniły naszą codzienność. Istotną rolę odegrały środki chemiczne w postaci dezynfektantów, które stały się ważną bronią w walce z zapobieganiem zachorowaniom. Przemysł chemiczny odegrał też istotną rolę w branży medycznej oraz farmacji, by wspomóc działania lekarzy w starciu z chorobą.

BAKTERIE, KTÓRE JEDZĄ PLASTIK (04.2020)

08.04.2020 roku w czasopiśmie Nature ukazał się artykuł dowodzący istnienia rodzaju bakterii, które posiadają enzymy będące w stanie rozbić tworzywa sztuczne do prostych elementów. Szczep 201-F6 b bakterii Ideonella sakaiensis w procesie trawienia pozwala odzyskać materiał, który nadaje się do ponownej syntezy i produkcji tworzywa o jakości takiej jak uzyskiwana jest w procesach petrochemicznych. Metoda ta zaczyna być powoli wdrażana do przemysłu i już za kilka lat będziemy mogli kupić wyprodukowane w ten sposób butelki z recyklingu.^[2]

TECHNIKA CIĘCIA DWUWYMIAROWYCH MATERIAŁÓW (14.07.2020)

Naukowcy opracowali bardzo precyzyjną technologię, które pozwala na drążenie niewielkich otworów w cząsteczkach wielkości atomu. Ma ona wspomóc produkcję nanourządzeń fotonicznych oraz elektronicznych. Przeprowadzone badania opisuję techniczkę termomechaniczną, która umożliwia cięcie dwuwymiarowych materiałów wykorzystując podgrzaną nanoigłę skaningową. Metoda ta pozwoliła wykonać nacięcia o dowolnym kształcie w rozdzielczości 20 nm jednowarstwowych dwuwymiarowych materiałach.^[3]

BAKTERIE ŻYWIĄCE SIĘ METALEM (15.07.2020)

Naukowcy od ponad 100 lat podejrzewali istnienie bakterii, które żywią się metalem. Jednak aż do teraz nie mogli tego udowodnić. Odkrycia tego dokonali jednak mikrobiolodzy z uczelni Caltech (California Institute of Technology). Dr Jared Leadbetter prowadził badania z użyciem manganu. Po ich zakończeniu odstawił szklany słoik, z którego korzystał, do zlewu by namókł. Przez zbieg okoliczności i konieczność opuszczenia kampusu przez Doktora Leadbettera, namoczony słoik w wodzie przez kilka miesięcy. Po powrocie zastał naczynie pokryte czarnym nalotem, który okazał się okazał się manganem utlenionym przez bakterie żyjące w kranówce. Dłuższe badania wykazały, że te bakterie mogą wykorzystywać mangan w procesie chemosyntezy. Jest to pierwszy odkryty przypadek, gdzie bakteria jako źródło energii wykorzystuje mangan. To rewolucyjny krok dla nauki i przyniósł dużo istotnej wiedzy na temat naturalnych cykli, którym podlegają pierwiastki.^[4]

PRAWIE NIEWIDZIALNE RYBY (17.07.2020)

Wyjątkowe ryby, o których mowa, to prawdziwi mistrzowie kamuflażu. Ich zewnętrzna, czarna powierzchnia pochłania 99,95% fotonów. Ryby te wręcz „wysysają” całe światło, dlatego nawet silny snop światła pozwoli jedynie na dostrzeżenie najwyżej delikatnych rysów sylwetki na tle ciemnej toni. Karen Osborn (zoolożka z Muzeum Historii Naturalnej fundacji Smithsonian’s) wraz z ze swoim zespołem odkryła aż 16 gatunków ryb, które wyglądają jakby pokryte zostały najciemniejszym znanym nam materiałem – Vantablack’iem (absorbuje on 99,96% światła). ^[5]

NAGRODA NOBLA W DZIEDZINIE CHEMII (10.2020)

Za opracowanie metody edycji genomu nagrodzone zostały Emmanuelle Charpentier i Jennifer A. Doudna. Wspólnie odkryły one precyzyjne „nożyczki do genów”, które pozwolą na opracowanie min. nowych terapii przeciwnowotworowych. Metoda ta została odkryta już w 2012 roku i była rewolucją w świecie nauki.
^[6]

REKORDOWY POMIAR CZASU – ZEPTOSEKUNDY (19.10.20)

Naukowcom udało się zmierzyć najkrótszą jednostkę czasu, którą nazwano „zeptosekundą”. Pomiar wykonano podczas obserwacji cząstki światła przechodzącej przez molekułę wodoru. Trwało to 247 zs (zeptosekund). Przyjęte zostało, że jedna zeptosekunda odpowiada 10-21 sekundy.
Pomiary zostały wykonane przez zespół fizyków pod kierownictwem prof. Reinharda Dörnera z niemieckiego Uniwersytetu Goethego we Frankfurcie nad Menem.
^[7]

POLSKI NOBEL (04.11.2020)

W tym roku przyznane zostały także Nagrody Fundacji na rzecz Nauki Polskiej (tzw. Polski Nobel). W obszarze nauk chemicznych Nagrodę otrzymała profesor Ewa Górecka z Uniwersytetu warszawskiego „za otrzymanie materiałów ciekłokrystalicznych o strukturze chiralnej zbudowanych z niechiralnych molekuł”. ^[8]

DIAMENTY WYTWARZANE W KLIKA MINUT (20.11.2020)

Na Australijskim Uniwersytecie Narodowym (ANU) udało się wytworzyć diament w laboratorium, w warunkach zaledwie wysokiego ciśnienia, nie podnosząc przy tym temperatury otoczenia. Podczas badań udało się uzyskać dwa typy diamentu. Jeden z nich to typowy kamień, który po oszlifowaniu mógłby trafić np. do pierścionka. Natomiast drugi to „lonsdaleit”, który powstaje w naturze podczas zderzenia meteorytu z ziemią. Możliwość wytworzenia diamentu w bardzo krótkim czasie i w temperaturze pokojowej otwiera szerokie możliwości, także dla przemysłu. ^[9]

POWSTAJE NOWY ZDERZACZ HADRONÓW Future Circular Collider (FCC)

FCC ma być cztery razy większy i wielokrotnie potężniejszy od Wielkiego Zderzacza Hadronów (LHC). Akceleratory pozwalają na badanie elementów powstających w wyniku zderzania ze sobą strumieni rozpędzonych cząstek elementarnych. Akcelerator o większych rozmiarach i większej mocy może pozwolić na odkrycie nieznanych nam jeszcze form materii oraz na dokładniejsze przebadanie już znanych. ^[1]

CYKLOKARBON NOWĄ ODMIANĄ WĘGLA

Naukowcy z Uniwersytetu Oxfordzkiego i IBM Research w Zurychu, w publikacji w piśmie „Science”, zaprezentowali, jak wyprodukować pierścień złożony z 18 atomów węgla. Związek ten udało się stworzyć dzięki innowacyjnej metodzie manipulacji pojedynczymi atomami. Jednym z odkrywców cyklokarbonu był Polak dr Przemysław Gaweł z Uniwersytetu Oksfordzkiego^[2]

POWOLNE ELEKTRONY NISZCZĄ KOMÓRKI NOWOTWOROWE

Naukowcy z Uniwersytetu Technicznego w Wiedniu odkryli, że wcześniej obserwowany efekt niszczenia komórek nowotworowych z wykorzystaniem powolnych elektronów jest możliwy. Dzięki wykorzystaniu międzyatomowego rozkładu Coulomba jon może przekazać dodatkową energię otaczającym go atomom. W konsekwencji uwalniana jest ogromna liczba elektronów, z odpowiednią ilością energii, aby spowodować uszkodzenie DNA komórek nowotworowych.^[3]

NOWY STAN MATERII

Zespół naukowców z Uniwersytetu w Edynburgu wykonał symulacje komputerowe by dokładniej zbadać tzw. „stan stopionego łańcucha”. Badania wykonano na 20 000 atomów potasu poddanych ciśnieniu rzędu 20 000 do 40 000 atmosfer oraz temperaturze od 126 do 526 stopni Celsjusza. Wyniki ukazały, że powstałe struktury reprezentują nowy stan, w którym powstają dwie połączone ze sobą struktury kratowe. Zaobserwowano, że łańcuchy rozpuszczają się w ciecz, podczas gdy jednocześnie pozostałe kryształy potasu są w postaci stałej.^[4]

NOWE ŹRÓDA PROMIENIOWANIA TERAHERCOWEGO

Naukowcy z agendy badawczej CENTERA wspólnie z zespołami badawczymi z Francji, Niemiec i Rosji dokonali odkrycia, które może prowadzić do zbudowania nowych źródeł zapomnianego promieniowania terahercowego. Miało by być ono przestrajalne za pomocą pola magnetycznego. Wyniki tych badań zostały opisane w Nature Photonics.^[5]

NAGRODA NOBLA W DZIEDZINIE CHEMII

Za opracowanie lekkich i pojemnych akumulatorów litowo – jonowych nagrodzeni zostali John B. Goodenough, M. Stanley Whittingham i Akira Yoshino. Wynalazek ten powszechnie znany jest jako baterie litowo – jonowe. Powstanie ich zrewolucjonizowało świat i jak zaznaczyli członkowie Komitetu Noblowskiego „stworzyli fundamenty społeczeństwa bezprzewodowego, wolnego od paliw kopalnych„. ^[6]

POLSKI NOBEL

Laureatem Nagrody Fundacji na rzecz Nauki Polskiej (tzw. polskiego Nobla) został prof. Marcin Drąg z Wydziału Chemicznego Politechniki Wrocławskiej. Profesor został doceniony „za opracowanie nowej platformy technologicznej umożliwiającej otrzymywanie związków biologicznie aktywnych, w szczególności inhibitorów enzymów proteolitycznych.”^[7]

DNA w prehistorycznej „gumie do żucia”

Naukowcy z Uniwersytetu w Kopenhadze informują na łamach „Nature Communications” o znalezieniu fragmentu DNA prehistorycznej mieszkanki Skandynawii w kawałku brzozowej smoły, który żuła. Na podstawie tego odkrycia zrekonstruowano kompletny genom kobiety. Znalezisko datuje się na 5700 lat.^[8]

ŚWIATŁO SŁONECZNE DO PRODUKCJI PALIW

Badacze z Nanyang Technological University w Singapurze (NTU Singapur) odkryli metodę, która może przekształcić odpady z tworzyw sztucznych w substancje chemiczne przy użyciu światła słonecznego. Zespół naukowców prowadził badania nad mieszaniną tworzyw sztucznych z ich katalizatorem w rozpuszczalniku, który pozwala na wykorzystanie energii świetlnej. W efekcie przekształcono rozpuszczone tworzywa w kwas mrówkowy. Kwas ten stosowany jest w ogniwach paliwowych do produkcji energii elektrycznej. Odkrycie to ma na celu opracowanie zrównoważonych metod wykorzystania światła słonecznego do produkcji paliw i innych produktów chemicznych. ^[9]

LASEROWY MIECZ ŚWIETLNY W ZASIĘGU RĘKI

Studentka Politechniki Warszawskiej Aleksandra Fliszkiewicz, w ramach swojej pracy inżynierskiej, opracowała miecz świetlny inspirując się 8 częścią „Gwiezdnych Wojen”. Stworzono go wykorzystując laser o zielonej barwie i opracowaną przez polskich naukowców soczewkę tzw. „miecz świetlny”, która skupia światło w odcinek. Soczewka, której geometrię opracowano w 1990 roku na PW, obecnie ma także przynieść nowe rozwiązania w okulistyce jak np. stworzenie implantów wewnątrzgałkowych dla osób po operacji zaćmy, nad którymi trwają testy kliniczne. ^[10]