Ďalší náročný rok je za nami. Politické, sociálno-ekonomické a klimatické zmeny dennodenne stimulujú rozvoj vedy a techniky a určujú nové trendy. Za tento čas sa zmenil aj svet chémie.
Predstavujeme 10 zaujímavých objavov a udalostí, ktoré zmenili svet chémie v roku 2023. 
Článok publikovaný začiatkom marca v Nature Chemistry informoval o syntéze novej zlúčeniny dusíka. Výskumníci z Veľkej Británie, Číny, Švédska a Nemecka získali aromatickú kruhovú štruktúru so vzorcom K9N56 . Zlúčenina bola vytvorená reakciou dusíka s KN3 v laserom vyhrievanej diamantovej nákovovej cele pri vysokom tlaku (46 a 61 GPa) a teplote (nad 2000 K) {} . Pozorovaná štruktúra mala napr. hexazínové kruhy vo forme {} 4- aniónov. Riadia sa Hückelovým pravidlom aromatizácie. Okrem toho makromolekulárna zlúčenina tiež obsahovala ploché N5 kruhy a N2 diméry. Šesťčlenný dusíkový kruh nazývaný hexazín bol zatiaľ len teoreticky navrhnutý ako reťazec. Aromatika tohto prvku bola obmedzená na pentazolátovú formu {} - . Spomínaný tím vedcov sa ako prvý môže pochváliť syntézou makromolekulárnej komplexnej zlúčeniny K 9 N 56 , ktorá má vo svojej štruktúre {} 4- anión . .
Amanita phalloides, bežne známa ako čiapočka, je jedným z najtoxickejších druhov húb pre ľudí. Je zodpovedný za asi 90 %všetkých smrteľných otráv z konzumácie húb. Najsilnejší toxín huby, zodpovedný za trvalé poškodenie pečene a iných orgánov u ľudí, je α-amanitín . Aj agresívne kúry na požitie tejto muchotrávky sú niekedy vo väčšine prípadov neúčinné. Napriek tomu štúdia, publikovaná v máji v časopise Nature, prináša nádej v budúcom boji proti otrave čiapočkou. Tím výskumníkov pomocou metódy CRISPR vytvoril súbor buniek s rôznymi mutáciami, pričom sledoval, aké faktory môžu ovplyvniť ich odolnosť voči α-amanitínu . Výsledky experimentu ukázali, že bunky, v ktorých proteín STT3B chýbal, neboli zničené toxínom. Spomedzi známych schválených liečivých látok bolo ako špecifický inhibítor STT3B navrhnuté farbivo - indocyanínová zeleň (ICG) . Táto zlúčenina sa zvyčajne používa pri medicínskom zobrazovaní a mohla by byť potenciálnym špecifickým antidotom pri otrave a-amanitínom . Pokusy na myšiach ukázali, že podávanie indocyanínovej zelene štyri hodiny po požití huby výrazne zvýšilo prežitie a chránilo ich pred toxínom, čím zastavilo poškodenie pečene {} .
Chemické vlastnosti prvku uhlíka boli v priebehu rokov predmetom mnohých výskumov. Pozorovania v tejto oblasti nás približujú k pochopeniu záhad vývoja života na Zemi, ako aj možnosti jeho vývoja inde vo Vesmíre. V júni zverejnil medzinárodný tím vedcov snímku, ktorú vytvoril vesmírny teleskop Jamesa Webba od NASA. Obrázok zobrazuje novú, predtým nepozorovanú zlúčeninu uhlíka - metylový katión CH3 + . Častica sa nachádza v hviezdnom systéme vzdialenom od nás asi 1 350 svetelných rokov – v hmlovine Orión. UV žiarenie v priestore má degradačný vplyv na väčšinu organických štruktúr. Vedci však predpokladajú, že táto energia má dôležitú úlohu pri tvorbe metylového katiónu. Akonáhle sa ión vytvorí, podstúpi ďalšie chemické reakcie, aby vytvorili zložitejšie molekuly uhlíka – stopy života {} .
Chemická zlúčenina s molekulovým vzorcom BO bola prvýkrát navrhnutá v 40. rokoch 20. storočia. Napriek tomu nebolo možné určiť jeho štruktúru kvôli obmedzenému prístupu k technológiám v tom čase. Súčasný vedecký záujem o ploché štruktúry bóru opäť upriamil pozornosť na oxid opísaný takmer pred storočím. Pokročilé analytické metódy NMR (nukleárnej magnetickej rezonancie) pomohli tímu Frédérica A. Perrasa určiť najpravdepodobnejšiu orientáciu častíc oxidu bóru. Vedci z Ames pozorovali, že prekurzorové molekuly sa v reakcii usporiadali navzájom paralelným spôsobom a vytvorili takzvané 2D "nanovrstvy" zložené z B402 kruhov s kyslíkovými mostíkmi. V dôsledku štúdií práškovej difrakcie sa ďalej predpokladalo, že tieto jednotky tvoria vrstvy s nepravidelnými vzormi stohovania. Podľa FA Perrasa - rozloženie pripomína stoh papiera hodený na stôl - mierne neusporiadaný, ale zostáva vo svojej forme. Vykonané merania sa zhodujú s predbežnými predpokladmi o štruktúre BO odhadnutou v roku 1961 {} .
Odvetvie organokovovej chémie sa zameriava na organické zlúčeniny, ktoré majú aspoň jednu väzbu medzi kovom a atómom uhlíka. Medzi rôznymi štruktúrami existujú komplexy, ktoré sa vrstvia špecifickým spôsobom. Prvou takouto objavenou zlúčeninou bol ferocén. Na jeho príklade je ľahké pochopiť štruktúru organokovových komplexov, centrálny atóm – kov – je obklopený skupinou ligandov, ktoré sú k nemu pripojené. V roku 2023 tím Petra Roeskyho v Karlsruher Institut für Technologie vyvinul a opísal nový typ komplexov nazývaných „cyklocény“. Tieto zlúčeniny môžu obsahovať až 18 vrstvových jednotiek. Cyklocény majú cyklooktatetraénové (COT) ligandy, z ktorých každá je naviazaná na dve silánové skupiny. Ligandy COT obklopujú kovové (napr. stroncium) centrá tak, že sa usporiadajú do charakteristického kruhu okolo atómu. Vedci vkladajú svoje nádeje do užitočnosti nových zlúčenín v budúcnosti organokovovej chémie {} .
Hydrofóbnosť znamená schopnosť materiálu odpudzovať molekuly vody. Vodotesné nátery sú široko používané v mnohých oblastiach života. S cieľom splniť rastúce materiálové požiadavky prispel výskum v oblasti nanotechnológií za posledné tri desaťročia k vývoju mnohých pokročilých hydrofóbnych štruktúr. Tím výskumníkov z Aalto University vo Fínsku pomocou špecializovaného reaktora navrhol úplne novú formu „kvapalných omnifóbnych povrchov“. Ich práca predstavuje prvý príklad experimentov v tejto oblasti na extrémne detailnej úrovni nanočastíc. Vyššie uvedené povrchy majú kovalentne viazané molekulárne vrstvy viazané na substrát so súčasnou schopnosťou byť vysoko mobilné. Ich vlastnosti možno prirovnať k vrstve lubrikantu medzi kvapkami vody a samotným povrchom. Medzi ostatnými existujúcimi štruktúrami – táto z hľadiska charakteristík predstavuje najšmykľavejší a najplynulejší povrch na svete. Odhaduje sa, že omnifóbne nanočastice by mohli nájsť uplatnenie napr. v procesoch prenosu tepla v potrubiach a systémoch, odmrazovaní povrchov a prevencii vyparovania. Sľubný potenciál pre vyvinuté povrchy je možné vidieť aj v oblasti mikrofluidiky {} .
Leonardo da Vinci sa preslávil ako jedna z najznámejších postáv žijúcich v období renesancie. Umelec mal mnoho talentov, ktoré pretavil do nadčasových umeleckých diel či vynálezov. Nedávne analýzy mikrovzoriek farieb použitých v jeho dielach, Mona Lisa a Posledná večera, naznačujú, že da Vinci nielen krásne maľoval, ale tiež efektívne experimentoval pri získavaní najlepších vlastností svojich komponentov. Medzinárodný tím vedcov poukázal na prítomnosť toxických zlúčenín olova v základnej vrstve oboch obrazov . Maliar sa pravdepodobne pokúsil naniesť hrubé pásy bieleho olovnatého pigmentu dodatočným nasýtením oleja použitého na plátne oxidom olovnatým (PbO). Pomocou techník röntgenovej difrakcie a infračervenej spektroskopie vedci zistili, že maľby obsahujú nielen olovenú bielu, ale aj oveľa vzácnejšiu zlúčeninu: plumbonakrit (Pb 5 {}O{} 2 ) – ktorý je stabilný iba v alkalickom prostredí. Tento objav môže naznačovať, že Leonardo bol priekopníkom tejto maliarskej techniky {} .
Nobelovu cenu za chémiu za rok 2023 získali Moungi G. Bawendi, Louis E. Brus a Alexej I. Ekimov . Bola to 115. Nobelova cena za chémiu udelená Kráľovskou švédskou akadémiou vied, ktorá ocenila vedcov „za objav a syntézu kvantových bodiek“. Kvantové bodky sú súčasťou skupiny nanočastíc, ktorých veľkosť je dostatočne malá na to, aby určila ich charakteristické vlastnosti. Funkcia kvantových bodov je z veľkej časti založená na emisii a absorpcii žiarenia. Jedinečné elektronické, ale aj optické vlastnosti týchto nanočastíc umožňujú široké spektrum aplikácií, vrátane fotovoltaických zariadení, obrazoviek niektorých televízorov alebo LED svietidiel. Po spomenutí niekoľkých informácií o kvantových bodkách je teraz čas vyrozprávať príbeh nositeľov Nobelovej ceny. Vedec Alexej Ekimov z Nanocrystals Technology Inc . prvýkrát syntetizoval kvantové bodky v sklenenej matrici v roku 1981 . O dva roky neskôr Louis Brus z Kolumbijskej univerzity získal rovnakú štruktúru, ale v koloidnej suspenzii. Na druhej strane, Moungi G. Bawendi z Massachusettského technologického inštitútu spolu s tímom výskumníkov vyvinuli jednu z najpopulárnejších a najpoužívanejších metód syntézy kvantových bodov na výrobu takmer dokonalých molekúl {} .
Ceny Nadácie pre poľskú vedu sa v roku 2023 udeľovali po 32. raz . Ocenenie sa často označuje ako „poľská Nobelova cena“, keďže sa považuje za najvýznamnejšie vedecké ocenenie v Poľsku. Udeľuje sa „vynikajúcim vedcom za mimoriadne vedecké úspechy a objavy, ktoré posúvajú hranice poznania, otvárajú nové výskumné perspektívy, mimoriadne prispievajú k civilizačnému a kultúrnemu pokroku našej krajiny a zabezpečujú jej popredné miesto pri riešení najambicióznejších výziev. moderného sveta“. Tohtoročnú cenu v oblasti chemických a materiálových vied získal prof. Marcin Stępień z Katedry chémie Univerzity vo Wroclawi. Ocenenie bolo udelené „za navrhnutie a získanie nových aromatických zlúčenín s jedinečnými štruktúrami a vlastnosťami“. Pojem „aromatickosť“ je v chémii známy od druhej polovice 19. storočia a neustále sa rozvíjal vďaka vedcom, akým bol profesor Stępień. Ovocím jeho vedeckej práce bol návrh a syntéza nových aromatických a antiaromatických molekúl, ktoré sa vyznačovali jedinečnou štruktúrou a nezvyčajnými, často trojrozmernými tvarmi. Sú to dôležité úspechy z kognitívneho hľadiska, ale zároveň otvárajú nové aplikácie pre tieto zlúčeniny ako funkčné organické materiály. Molekuly syntetizované oceneným profesorom môžu inšpirovať k hľadaniu nových organických materiálov (najmä funkčných farbív), ktoré môžu nájsť uplatnenie okrem iného vo fotovoltaických a LED zariadeniach alebo vo fototerapii a lekárskej diagnostike {} .
November 2023 priniesol dobré správy od tímu vedcov z Austrálie, ktorí zistili, že tekuté kovy možno použiť na výrobu katalyzátorov. Doteraz sa väčšinou vyrábali z pevných materiálov vrátane kovov alebo organokovových zlúčenín. Napriek tomu si ich použitie vyžadovalo vysoké teploty, čo malo za následok zvýšenú spotrebu energie a emisie skleníkových plynov. Skupina výskumníkov vedená profesorom Kouroshom Kalantar-Zadehom študovala uskutočniteľnosť použitia tekutých kovov (ako je gálium), ktoré môžu byť katalyzátormi pri nižších teplotách. Tým by sa znížila spotreba energie a tým by sa znížili emisie skleníkových plynov v chemickom sektore. Je to veľmi dôležité, pretože priemysel je zodpovedný za významnú časť globálnych emisií. Okrem toho väčšia flexibilita tekutých kovov v porovnaní s pevnými kovmi poskytuje príležitosť na zlepšenie výkonu katalyzátorov. Vedci v Austrálii plánujú vo výskume pokračovať. Ak by bol ich objav uskutočniteľný, mohlo by to viesť k zavedeniu nových, ekologickejších procesov v chemickej výrobe {} .
{} 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
Predstavujeme 10 zaujímavých objavov a udalostí, ktoré v roku 2022 zmenili svet chémie. 
Existenciu neutrína teoreticky predpovedal Wolfgang Pauli v roku 1930. Táto častica mala vyrovnávať energiu takzvaného rádioaktívneho beta rozpadu. Napriek rôznym teóriám nebolo dlho možné potvrdiť existenciu tejto častice, hoci časom sa nazývala neutríno . Vyznačuje sa tým, že nemá elektrický náboj a veľmi slabo interaguje s inými časticami . Niektorí vedci predpokladali, že neutríno nemá žiadnu hmotnosť, rovnako ako fotón, zatiaľ čo iní si mysleli, že je jednoducho veľmi malé. Váženie neutrína by nám umožnilo ešte lepšie porozumieť vesmíru, a preto sa stalo predmetom výskumu v medzinárodnom projekte KATRIN vedenom Karlsruhe Institute of Technology . Pri svojich experimentoch vedci využili fenomén beta rozpadu, ku ktorému dochádza v atómoch izotopu vodíka (tzv. trícium) . KATRIN je špecializovaný výskumný prístroj , jeho dĺžka je 70 m a jeho súčasťou je obrovský spektrometer, ktorý sa používa na meranie vlastností elektrónov vznikajúcich pri rádioaktívnom rozpade. Výskum prebieha od roku 2019 a prináša stále lepšie výsledky. Jedným z výsledkov tejto práce je určenie hmotnosti neutrína, ktorá nie je väčšia ako 0,8 eV . Pre porovnanie, hmotnosť elektrónu je 0,511 MeV (milión elektrónvoltov) a hmotnosť neutrónu je 0,938 GeV (miliardy elektrónvoltov). Toto je prvýkrát, čo merania uspeli pod hranicou elektrónvoltov, a preto je to taký dôležitý úspech. {} Výskum v rámci projektu KATRIN stále prebieha a očakáva sa, že bude prebiehať minimálne do roku 2024. Vedci dúfajú, že získajú ešte presnejší výsledok merania hmotnosti neutrína. {}
Masovo vyrábané plasty dnes nájdeme prakticky všade. Jedným zo známych produktov sú plastové fľaše, ktoré môžu pozostávať z viacerých rôznych materiálov a ich recyklácia nie je práve najjednoduchšia. Aj keď je zhodnocovanie plastov spojené s nákladmi a ide o komplikovaný proces, vďaka ktorému stále nie je veľmi populárny, vedci hľadajú aplikácie pre získaný materiál, ktoré by mohli tento proces ešte viac zvýšiť. Skupina chemikov z Rice University oznámila výsledky svojho výskumu, ktoré dokazujú, že použitý plast môže byť nápomocný v boji proti vysokým emisiám oxidu uhličitého . Ako sa uvádza v časopise „ASC Nano “ {} , vedci skúmali proces pyrolýzy , čo je rozklad chemikálií. Spočíva v zahriatí jednotlivých látok na veľmi vysoké teploty, pri zachovaní anaeróbnych podmienok. V súčasnosti sa pyrolýza využíva okrem iného v petrochemickom priemysle. Chemici z Rice University pyrolyzovali plast v prítomnosti octanu draselného, výsledkom čoho boli veľmi špecifické molekuly, ktoré majú mikroskopické póry a sú skvelé pri zachytávaní a viazaní molekúl CO2 . Tento materiál by sa dal využiť ako ideálny absorbér oxidu uhličitého, napr. vo forme filtrov do komínov elektrární spaľujúcich fosílne palivá. Takýto absorbér by sa vyznačoval vlastnosťami, ktoré umožňujú viacnásobné použitie a navyše zachytenie tony CO 2 s ním by bolo niekoľkonásobne lacnejšie ako súčasné spôsoby sekvestrácie (zachytenia) oxidu uhličitého. {}
Kvantový nanomagnet s unikátnymi vlastnosťami je objavom vedcov z Jagellonskej univerzity. Tím výskumníkov pod vedením Dr. Dawida Pinkowicza opísal v časopise „Nature Communications“ {} nový typ organokovového kvantového nanomagnetu , v ktorom je centrálny magnetický ión obklopený iba inými kovovými iónmi. Molekula pozostáva z centrálneho iónu erbia, ktorý sa spája s tromi ťažkými iónmi rénia. Táto kombinácia umožnila priblížiť sa vlastnostiam už známych veľkých makroskopických magnetov. Vedci zdôrazňujú, že aj keď sa molekulárne magnety v blízkej budúcnosti nebudú používať, môžu spôsobiť revolúciu v budúcnosti a zmeniť také oblasti ako elektronika a informatika. V súčasnosti známe molekulárne magnety vyžadujú silné chladenie; pre praktickú aplikáciu nanomagnetov je preto potrebné vytvoriť ich tak, aby mohli fungovať pri izbovej teplote. Vedci čakajú na ďalší výskum v tejto oblasti. {}
Lítium-iónové batérie sa používajú vo väčšine každodenných zariadení. Výroba takýchto zariadení vyžaduje vzácne kovy ako kobalt a lítium, čo tiež nie je bežný prvok a má výrazný vplyv na cenu výroby. Podľa vedcov by lítium mohlo byť nahradené sodíkom , čo by výrazne znížilo výrobné náklady. Sodíkové batérie by sa navyše nabíjali oveľa rýchlejšie a vybitie batérie „na nulu“ by nemalo škodlivý účinok. Doterajšie práce sa však skončili fiaskom, pretože sodík veľmi rýchlo vytvára na elektróde tenké kovové štruktúry – takzvané dendrity , čo malo za následok krátku životnosť takýchto batérií. Výskumníci z Texaskej univerzity v Austine tento problém vyriešili tak, že pomocou počítačového modelu vytvorili nový materiál, ktorý zabraňuje tvorbe dendritov a v dôsledku toho zabraňuje poškodeniu elektródy. Bol vyrobený nanesením tenkej vrstvy sodíka na telurid antimónu a jeho mnohonásobným preložením, čím sa vytvorili striedajúce sa vrstvy. Vďaka tomu je sodík veľmi rovnomerne rozložený a dendrity sa na ňom tvoria oveľa pomalšie a zriedkavejšie. To umožňuje vytvoriť sodíkovú batériu, ktorá sa bude zhodovať s lítiovou, pokiaľ ide o počet cyklov nabíjania a vybíjania, a bude mať tiež porovnateľnú hustotu energie. Sodíkové batérie sa môžu stať budúcnosťou priemyslu. {}
Tento rok udelila Kráľovská švédska akadémia vied Nobelovu cenu za chémiu trom ľuďom. Carolyn R. Bertozzi, Morten Meldal a K. Barry Sharpless sú víťazmi ceny, ktorí boli ocenení „za vývoj technológie klikacej chémie a bioortogonálnej chémie“. „Klikacia chémia“ je proces, ktorý možno prirovnať k budove vyrobené z kociek LEGO. Konkrétne fragmenty molekúl je možné navzájom kombinovať a vytvárať zlúčeniny vysokej zložitosti a rozmanitosti. Kombinácia jednoduchých prvkov, ktoré môžeme nazvať „chemické stavebné kamene“, vám umožňuje vytvárať takmer nekonečnú rozmanitosť Bioortogonálna chémia na druhej strane umožňuje sledovať chemické procesy prebiehajúce v živých bunkách bez toho, aby došlo k ich poškodeniu. To ponúka jedinečnú príležitosť študovať choroby vo vnútri buniek, ako aj v zložitých organizmoch. Obidve „klikacie“ technológia a bioortogonálna chémia sú významnými objavmi hlavne pre medicínu a farmáciu, ktoré môžu výrazne ovplyvniť rozvoj oboch týchto oblastí. {} Viac o víťazoch a ocenených objavoch sa dočítate v článku „Nobelova cena za chémiu“ , ktorý je dostupné aj na blogu PCC Group.
Nadácia pre poľské vedy už po 31. raz udelila svoje ceny , ktoré sú považované za najvýznamnejšie vedecké ocenenie v Poľsku a často označované aj ako „poľská Nobelova cena“. Tieto ceny sa udeľujú za špeciálne objavy a vedecké úspechy, ktoré posúvajú hranice poznania, ako aj za otváranie nových kognitívnych perspektív a za mimoriadny príspevok k civilizačnému a kultúrnemu pokroku našej krajiny a zabezpečujúcemu významné miesto Poľska pri nástupe do najambicióznejších výzvy moderného sveta. Laureátom tohtoročnej Ceny v oblasti chemických a materiálových vied sa stal prof. Bartosz Grzybowski. Profesor Bartosz Grzybowski z Ústavu organickej chémie Poľskej akadémie vied vo Varšave a Ulsan National Institute of Science and Technology v Kórejskej republike bol ocenený „za vývoj a empirické overenie algoritmickej metodológie plánovania chemickej syntézy“ . Jeho objav spočíval v tom, že vykonal počítačom plánovanú organickú syntézu a využil umelú inteligenciu na predpovedanie priebehu chemických reakcií a zároveň objavil nové zlúčeniny, ktoré by sa dali použiť ako lieky. Profesor Grzybowski je jedným z prvých vedcov na svete zaoberajúcich sa organickou chémiou, ktorý sa rozhodol, že je čas využiť možnosti výpočtových metód a ktorý vyvinul nástroje, ktoré dokážu predpovedať nielen reálne použiteľné, ale aj ešte lepšie spôsoby syntézy náročných organické molekuly. {} Za zmienku stojí aj víťaz Ceny v oblasti vied o živote a Zemi – profesor Marcin Nowotny, ktorý bol ocenený „za vysvetlenie molekulárnych mechanizmov rozpoznávania a opravy poškodenia DNA“. Tretím tohtoročným laureátom, v oblasti humanitných a spoločenských vied, sa stal prof. Adam Łajtar – ocenený „za interpretáciu epigrafických prameňov, ukazujúcich náboženské a kultúrne aspekty fungovania stredovekých komunít obývajúcich údolie Nílu “ . {}
El Ali , tiež známy ako Nightfall Je 15,2-tonový meteorit , ktorý bol prvýkrát identifikovaný v Somálsku v roku 2020. Po dvoch rokoch štúdia 70-gramovej vzorky v nej vedci z Kanadskej univerzity v Alberte v Egmonte objavili dva minerály, ktoré neboli boli predtým videné na Zemi. Objavené minerály boli pomenované elalit (na počesť meteoritu a mesta, v ktorom bol objavený) a elchistantonit (podľa výskumníčky NASA Lindy Elkins-Tantonovej). Výskumníci oznámili objav nových chemických zlúčenín 21. novembra počas sympózia o vesmírnom výskume, ktoré sa konalo na University of Alberta. Stojí za zmienku, že hoci minerály v ich prirodzenej podobe na našej planéte nevideli, veľmi podobné sa v laboratóriách v 80. rokoch minulého storočia vytvorili synteticky. Výskum nových zlúčenín pomôže zodpovedať otázku, aké uplatnenie môžu tieto minerály v budúcnosti nájsť v našom svete. {} {}
5. december 2022 sa stal významným dňom pre svet vedy, ale aj pre históriu ľudstva. V tento deň vedci z Národného laboratória Lawrence Livermore (LLNL) dosiahli prelom vo výskume termonukleárnej fúzie , ktorý sa uskutočnil v Národnom zapaľovacom zariadení (NIF). Prvýkrát v histórii fúzia vyprodukovala viac energie, ako bolo vynaložené na spustenie reakcie. Správa o tejto udalosti bola oznámená 13. decembra počas tlačovej konferencie predstaviteľov LLNL, ktorá sa konala za prítomnosti tajomníka ministerstva energetiky a šéfa americkej agentúry pre jadrovú bezpečnosť. Termonukleárna fúzia spočíva v spájaní ľahkých atómových jadier do ťažších, čo je sprevádzané uvoľňovaním značného množstva energie. Palivo, ktoré by bolo ideálne vhodné na výrobu energie v dôsledku tejto reakcie, je vodík , pretože ho máme na našej planéte dostatok. Atómové jadrá však odpudzujú elektrostatické sily, takže na to, aby došlo k fúzii, musia byť vytvorené veľmi špecifické podmienky, a to ich zahriatie na milióny stupňov a stlačenie na milióny atmosfér (tento proces je iný u hviezd, kde prebieha vďaka kvantové tunelovanie). O termonukleárnu fúziu sa vo svete pokúšali mnohokrát, výsledkom však bola doteraz absorpcia väčšieho množstva energie, ako bolo vyprodukované množstvo. National Ignition Facility pracuje na tomto fenoméne už od 50. rokov minulého storočia, no technicky je to veľmi náročné. Preto sú najnovšie výsledky takým obrovským prelomom a ukazujú nové možnosti. Experiment bol taký, že pulz obrovských laserov NIF dodal 2,05 megajoulov energie do vodíkovej kapsuly, zatiaľ čo fúzia poskytla 3,15 megajoulov alebo 54 %prebytku (viac ako milión joulov). Hoci milión znie veľmi vzrušujúco, táto hodnota sa rovná štvrť kilowatthodine, čo je dostatok energie na desaťnásobné uvarenie kanvice s vodou. Bdelá vedecká komunita tiež poznamenáva, že kým samotnému procesu bolo dodaných len 2,05 megajoulov energie, na napájanie potrebných 192 laserov sa spotrebovalo viac ako 322 megajoulov energie, čo je prakticky stokrát viac ako vyprodukovaná fúzia. To je jeden z dôvodov, ktorý zdôrazňuje, že hľadanie možnosti využitia termonukleárnej fúzie vo väčšom meradle si vyžaduje desaťročia práce tímov vedcov a inžinierov. {} {}
Veľa sa hovorí o tom, že obnoviteľné zdroje energie sú budúcnosťou našej planéty, čo môže výrazne ovplyvniť obmedzenie klimatickej krízy a globálneho otepľovania. Vedci preto stále hľadajú riešenia, ktoré pomôžu energiu z OZE využívať ešte lepšie a jednoduchšie. Inžinieri z Massachusetts Institute of Technology vytvorili inovatívne solárne články, ktoré dokážu premeniť akýkoľvek pevný povrch na zdroj energie a sú tenšie ako ľudský vlas. Tieto články sú prilepené na ľahkú a veľmi pevnú tkaninu, čo umožňuje jednoduchú montáž prakticky kdekoľvek. Vynález môže byť podľa vedcov veľmi praktický v núdzových situáciách, keď v okolí nie je iný zdroj energie, ale aj pri cestovaní. Moderný článok bol vyrobený z polovodičového atramentu pomocou 3D tlačiarne. Je stokrát ľahší ako bežné panely a navyše generuje oveľa viac energie na kilogram. Riešenie je zatiaľ vo fáze testovania, pretože existujú problémy súvisiace s odolnosťou panelov voči vplyvom prostredia. Vedci však pracujú na vytvorení ultraľahkých nádob, v ktorých by sa bunky dali uzavrieť. Vedci veria, že ultratenké články budú revolučným vynálezom na výrobu energie vo svete {} {} .
Výskumníci z Lawrence Berkeley National Laboratory (Berkeley Lab) a Oak Ridge National Laboratory uskutočnili výskum novej kovovej zliatiny, ktorá odhalila jej nezvyčajne vysokú ťažnosť (je kujná a veľmi ťažná) a zároveň bezprecedentnú pevnosť (odolná voči deformácii). Táto zliatina pozostáva z chrómu, kobaltu a niklu – CrCoNi. Na základe prvých testov vykonaných na CrCoNi sa zistilo, že jej ťažnosť a pevnosť sa s ochladzovaním zliatiny zlepšujú, dokonca až na teplotu okolo -196 o C. Najnovší výskum, publikovaný v decembri 2022 v časopise Science {} , potvrdil, že je schopný odolať aj nižším teplotám (-253 o C), kde je prítomné tekuté hélium. Toto je veľmi zaujímavý jav, pretože u väčšiny ostatných materiálov je efekt opačný; napríklad oceľ praská oveľa ľahšie pri veľmi nízkych teplotách. Za zmienku stojí, že zliatina CrCoNi patrí do skupiny zliatin HEA (zliatiny s vysokou entropiou). Vyznačujú sa tým, že sú zmesou základných prvkov v rovnakých častiach , a nie s prevahou jedného prvku a menším množstvom prídavných prvkov, ako je to v prípade väčšiny v súčasnosti používaných zliatin. To má výrazný vplyv na jeho mimoriadne vlastnosti. Jedinečná sila zliatiny CrCoNi pri neuveriteľne nízkych teplotách môže byť v budúcnosti použiteľná, okrem iného, v objektoch prechádzajúcich vesmírom. {}
{} 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/
Aby sme aspoň v skratke ukázali tieto zmeny, pripravili sme súhrn desiatich zaujímavých objavov a udalostí roku 2021 v oblasti chémie. 
Výskumníci z University of Maryland objavili novú techniku, ako urobiť drevo transparentným. V minulosti sa robili pokusy urobiť drevo transparentným pomocou špeciálnych chemikálií na odstránenie lignínu. Hlavnou nevýhodou však bolo, že to oslabilo drevo. Nová metóda využíva zmenu lignínu. Na začiatku procesu sa odstránia molekuly zodpovedné za dodanie farby dreva. Potom sa na jeho povrch nanesie špeciálny peroxid vodíka, ktorý sa potom vystaví UV svetlu (alebo prirodzenému slnečnému žiareniu). Po týchto úpravách drevo získa bielu farbu. Drevo je potom namočené v etanole pre dôkladnejšie čistenie. Nakoniec sú póry vyplnené bezfarebným epoxidom, aby bol materiál hladký a takmer dokonale priehľadný. To dáva drevu vlastnosti, že je schopné prepustiť až 90 %svetla a materiál je 50-krát pevnejší ako bežne omietaný transparentný materiál. Je tiež ľahší a predovšetkým pevnejší ako sklo a poskytuje lepšiu izoláciu. {} {} Tento objav by sa mohol stať skutočnou revolúciou v stavebníctve a úplne zmeniť imidž budov v budúcnosti. Prebieha aj výskum technologicky vyspelých, transparentných drevených materiálov, ktoré budú navyše citlivé na dotyk a poskytnú alternatívu k rôznym typom displejov. Vďaka svojej pevnosti zodpovedajúcej vlastnostiam dreva sa takéto displeje osvedčia v drsnom prostredí, kde sklo často zlyhá. {}
Keramické výrobné metódy sa vyznačujú dlhou tradíciou. S rozvojom technológií však aj tu nastal čas na zmenu. Prelomovým v tomto odvetví sa má stať digitálne farbenie keramických obkladačiek, ktoré možno nahradí klasický spôsob glazovania. Vzory budú aplikované metódou tlače s vysokým rozlíšením, vďaka čomu bude možné získať nielen rôzne farby, ale aj rôzne textúry, ktoré možno prirovnať k tkaninám alebo drevu. Riešenie vyvinula talianska spoločnosť Metco, ktorá vytvorila špeciálny, udržateľný atrament s názvom ECO-INK pre digitálnu keramiku. Navrhovaný atrament je vodný, takže neobsahuje organické rozpúšťadlá, čo prispieva k zníženiu toxicity a uhlíkovej stopy produktu. Okrem toho môže farba preniknúť do povrchu keramickej dlaždice, čím sa eliminuje potreba ďalšej ochrannej vrstvy. Výsledkom je efektívnejší a udržateľnejší proces. Okrem toho sa povrch dlaždíc po aplikácii ECO-INK stáva odolnejším. Ako oznámili samotní výrobcovia, táto farba je skutočnou revolúciou pre chemický priemysel. {}
Magnety, ktoré poznáme, sa zvyčajne nachádzajú vo forme neohybných a tvrdých kovov. Tieto vlastnosti spôsobujú mnohé obmedzenia pri aplikácii magnetov. Vedci sa preto pustili do projektu MAGNETO {} , ktorý zahŕňa vytváranie magnetických materiálov s tvarovateľnými vlastnosťami. Na dosiahnutie tohto efektu vedci pripravili prášok pozostávajúci z rozdrvených magnetických materiálov, ktoré boli zmiešané s rôznymi polymérmi. Na vytvorenie magnetu z týchto komponentov bola použitá pokročilá 3D tlač. To im umožnilo dať oveľa zložitejšie tvary. Prvé vyrobené prototypy ukázali obrovský potenciál takýchto materiálov a možnosti ich využitia v mnohých oblastiach, od diagnostických nástrojov až po dotykové obrazovky a mnohé ďalšie. Prezentované kompozitné materiály s výnimočnými magneto-mechanickými vlastnosťami umožnia zavedenie inovatívnych riešení v mnohých oblastiach, napríklad v medicíne. Ide teda o dôležitý míľnik pre rozvoj vedy a techniky. {}
Na univerzite vo Warwicku sa uskutočnil výskum „antibiotickej“ zeleninovej pasty, ktorej receptúra je stará 1000 rokov. Nazýva sa to „masť na opravu zraku“ a bola objavená v staroanglickej lekárskej príručke Medicanale Anglicum, napísanej v 9. storočí. Mimoriadne silné antiseptické vlastnosti má masť, ktorá obsahuje cibuľu, cesnak (alebo pór – vedci mali problém správne preložiť názov), kravskú žlč a víno. Ukázalo sa, že je účinný proti určitým kmeňom baktérií, ktoré sa stali odolnými voči moderným liekom. Dokonca aj počiatočné testovanie preukázalo účinnosť zmesi pri liečbe zlatého stafylokoka. Nedávny výskum sa však rozšíril aj na iné kmene a výsledky boli prezentované vo forme vedeckej publikácie. {} Experimenty ukázali, že tento prírodný liek môže byť silnou zbraňou proti baktériám nazývaným biofilmy. Ide o jeden z najnebezpečnejších druhov baktérií, medzi ktorými nájdeme kmene spôsobujúce napríklad sepsu, ale aj iné závažné infekcie. Dúfame tiež, že tento recept pomôže liečiť napríklad infekcie nôh u diabetikov, ktoré v súčasnosti často vedú k amputácii. Vyššie opísaný príklad pasty upozorňuje na stret medzi prírodnou medicínou a modernými liečivami. Vedie človeka k novým záverom a inšpiruje nádej na liečbu chorôb, ktoré mnohým ľuďom spôsobujú utrpenie. {}
Problém likvidácie predmetov vyrobených z plastov je jednou z najväčších výziev súčasnosti. Celý svet sa snaží vyvinúť účinné metódy na zníženie množstva znečistenia, ktoré devastuje naše životné prostredie. Ukázalo sa, že jedno z najzaujímavejších riešení pochádza od vedcov z University of Edinburgh, ktorí premenili plastové fľaše na vanilkovú príchuť. Výskum zahŕňal mutáciu enzýmov zodpovedných za rozklad polyetyléntereftalátu (polyméru, z ktorého sú fľaše vyrobené). Reakciou rozkladu vznikla kyselina tereftalová (TA), ktorá sa potom premenila na vanilín. Táto zlúčenina nesie väčšinu chuti a vône vanilky a často sa používa v potravinárskom, farmaceutickom a kozmetickom priemysle. Podľa magazínu The Guardian, ktorý zverejnil výňatky z rozhovoru s Joannou Sandlerovou z University of Edinburgh, ktorá viedla výskumný projekt, sa v súčasnosti 85 %vanilínu syntetizuje z chemikálií získaných z fosílnych palív. {} Dopyt po vanilíne však naďalej rastie. Ide teda o dôležitý objav jednak z dôvodu nárastu dopytu, ale predovšetkým z dôvodu riešenia s environmentálnymi výhodami. {}
Znečistenie životného prostredia spôsobené plastmi je jednou z najväčších ekologických katastrof. Osobitnú hrozbu predstavujú mikročastice plastov, ktoré majú priemer menší ako 5 milimetrov. Môžu sa nachádzať vo vodných útvaroch, ale hromadia sa aj v živých organizmoch, ako sú ryby, planktón a ľudské telo. Týmto problémom sa zaoberal výskumný tím Dr Piotra Biniarza z Vroclavskej univerzity environmentálnych a biologických vied. Ich výskum spočíva v hľadaní mikroorganizmov, ktoré prirodzene rozkladajú plasty vďaka enzýmom, ktoré vlastnia. Keďže je však tento proces zvyčajne neefektívny, plánuje sa klonovanie ich enzýmov do rýchlo rastúcich kvasiniek (Yarrowia lipolytica). Tieto organizmy budú schopné nielen efektívnejšie produkovať enzýmy, ale aj rásť v komunálnych odpadových vodách alebo odpadoch, takže mikropolutanty budú môcť byť odstránené priamo z nich.{}
Tohtoročnú Nobelovu cenu za chémiu získali David MacMillan a Benjamin List „za vývoj asymetrickej organickej katalýzy“. Organokatalýza je jedinečný nástroj na stavbu molekúl. Do tohto objavu sa predpokladalo, že existujú len dva druhy katalyzátorov, čiže látok, ktoré urýchľujú priebeh chemických reakcií. Sú to enzýmy a kovy. Vedci však nedávno dokázali existenciu asymetrickej organickej katalýzy, ktorá využíva malé organické molekuly. Organické katalyzátory sa vyznačujú stabilným skeletom uhlíkových atómov, na ktorý sa môžu naviazať chemické skupiny s vyššou aktivitou. Môžu obsahovať prvky ako síra, dusík, kyslík alebo fosfor. Sú oveľa menšie ako enzýmy, čo uľahčuje ich produkciu. Vďaka týmto vlastnostiam sú katalyzátory šetrnejšie k životnému prostrediu, ale sú tiež relatívne lacné na výrobu. Asymetrická organická katalýza sa vyvíja od roku 2000 a David MacMillan a Benjamin List sú jasnými lídrami v tejto oblasti. Ich objav vrhol nové svetlo na mnohé konvenčné priemyselné procesy a ukázal, že organická katalýza môže byť použitá v mnohých chemických reakciách. Je vysoko účinný a môže podporiť výrobu takmer čohokoľvek od moderných liečiv až po molekuly zodpovedné za zachytávanie svetla vo fotovoltaických článkoch. Tento objav definitívne spôsobil revolúciu vo svete vedy a techniky. {} {}
Výskumná skupina zložená z vedcov z Chicaga a Missouri si dala za cieľ navrhnúť materiál, ktorý je citlivý na vnímanie okolitých podnetov a prispôsobuje sa im. Keďže má vlastnosti, ktoré nie sú prítomné v prirodzene sa vyskytujúcich materiáloch, patrí do skupiny takzvaných metamateriálov. Je vyrobený z piezoelektrických prvkov, ktoré sú riadené elektrickými obvodmi. Môže sa použiť na vytvorenie špecializovaného okruhu, ktorý spracováva informácie. Elektrická energia mu navyše umožňuje pohybovať sa a meniť tvar. Tieto prvky mu umožňujú vnímať vonkajšie podnety a prispôsobovať sa im. Ako hovoria samotní tvorcovia, tento materiál je schopný robiť rozhodnutia bez ľudského zásahu. Takýto metamateriál by mohol veľmi dobre fungovať v letectve, vesmírnom priemysle, medicíne a v mnohých ďalších oblastiach. {} {}
Plasty mali predstavovať revolúciu medzi dostupnými materiálmi. Napriek mnohým výhodám sa však stali aj jedným z hlavných problémov ohrozujúcich našu planétu. Preto výskum ekologickejších alternatív pokračuje. Čínski vedci vyvinuli unikátny materiál podobný plastu, ktorého jednou z hlavných zložiek sú semená lososa. Dosiahlo sa to spojením dvoch reťazcov lososovej DNA s chemikáliou získanou z rastlinného oleja. Výsledkom je hubovitá, gélovitá hmota – hydrogél. Výsledný hydrogél je lyofilizovaný a je z neho odstránená vlhkosť, čo umožňuje jeho tvarovanie do rôznych tvarov. Výroba tohto bioplastu môže vypúšťať až o 97 %menej CO2 ako výroba tradičných polystyrénových plastov. Navyše bude recyklovateľný pomocou enzýmov štiepiacich DNA. V konečnom dôsledku sa dá aj ponoriť do vody, aby sa opäť stal hydrogélom. Tieto typy bioplastov predstavujú príležitosť pre budúcnosť plastikárskeho priemyslu a zníženie znečistenia našej planéty. {}
Talianski vedci vyvinuli nové mazivo na báze grafénu, ktoré možno použiť v autách a motorkách. Najmä pridanie grafénu zabezpečilo väčšiu stabilitu oleja, čo navyše pomáha znižovať trenie medzi časťami motora. Tieto prospešné vlastnosti spôsobujú, že sa diely zahrievajú a tiež sa menej rýchlo opotrebúvajú. Grafén má potenciál stať sa alternatívou k tradične používanému oleju. Vďaka tomu bude olej menej toxický pre životné prostredie a tiež sa uľahčí jeho likvidácia alebo recyklácia. Mazivo už má za sebou prvé testy, v ktorých obstálo na sľubnej úrovni. Preto prebieha ďalší výskum s cieľom priniesť túto grafénovú inováciu do komerčných aplikácií. {}
{} 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 ťažký rok, ktorý budeme spájať najmä s pandémiou COVID-19. Našťastie, veda bola za tým a počas tejto doby sa urobilo mnoho výnimočných objavov. Zhrňme si preto niektoré z najdôležitejších udalostí pre svet chémie, ktoré budú mať vplyv na našu budúcnosť a ďalší rozvoj vedy.
Národná vedecká nadácia (NSF) , americká vládna agentúra, zostrojila na Havaji teleskop, ktorý umožnil zachytiť mimoriadne podrobné snímky Slnka . Je to najväčší ďalekohľad na svete a má 4-metrové slnečné zrkadlo. Obrázky, ktoré nasníma, vytvorili novú éru v štúdiu Slnka. Umožní predpovedateľom počasia presnejšie predpovedať geomagnetické búrky a lepšie pochopiť, čo ovplyvňuje kozmické počasie. {}
Aj keď boli prvé prípady COVID-19 pozorované v novembri 2019, Svetová zdravotnícka organizácia ho 11. marca 2020 označila za pandémiu. Ochorenie spôsobené vírusom SARS-CoV-2 otriaslo celým svetom. Nové odporúčania a príkazy zmenili našu každodennú realitu. Významnú úlohu zohrali chemikálie ako dezinfekčné prostriedky , ktoré sa ukázali ako dôležitá zbraň v boji proti šíreniu choroby. Chemický priemysel tiež zohrával dôležitú úlohu v lekárskom a farmaceutickom sektore tým, že podporoval lekárov v boji proti tejto chorobe.
8. apríla 2020 Nature zverejnil článok dokazujúci existenciu baktérií s enzýmami, ktoré sú schopné rozkladať plasty a premieňať ich na jednoduché prvky. Počas trávenia kmeň 201-F6b z Ideonella sakaiensis umožňuje získať materiál, ktorý možno znova použiť pri syntéze a výrobe plastov rovnakej kvality, ako sa získava petrochemickými procesmi. Táto metóda sa pomaly zavádza v priemysle a o pár rokov by sme mali byť schopní kupovať recyklované fľaše vyrobené touto metódou. {}
Vedci vyvinuli veľmi presnú technológiu, ktorá umožňuje vyrezávať malé otvory do častíc veľkosti atómov . Cieľom je podpora výroby fotonických a elektronických nanozariadení. Výskum popisuje termomechanickú techniku, ktorá umožňuje rezať 2D materiály pomocou vyhrievaného skenovacieho nanohrotu. Táto metóda umožňuje zhotovovať ľubovoľne tvarované rezy s rozlíšením 20 nm v jednovrstvových 2D materiáloch. {}
Už viac ako 100 rokov vedci predpokladajú existenciu baktérií požierajúcich kovy. Doteraz to však nedokázali. Objav urobili mikrobiológovia z Caltechu (California Institute of Technology). Dr. Jared Leadbetter robil výskum založený na mangáne. Keď skončil, vložil do umývadla sklenenú nádobu, ktorú používal na namáčanie. Zhodou okolností a preto, že musel opustiť areál, pohár zostal vo vode niekoľko mesiacov. Keď sa Leadbetter vrátil, zistil, že nádoba bola pokrytá tmavým zvyškom, ktorý, ako sa ukázalo, bol oxidovaný mangán generovaný baktériami žijúcimi vo vode z vodovodu. Rozsiahly výskum ukázal, že baktérie môžu využívať mangán na chemosyntézu . Ide o prvý známy prípad, kedy baktérie využívajú mangán ako zdroj energie . Je to pre vedu revolučný krok, ktorý do značnej miery prispel k nášmu pochopeniu prírodných cyklov prvkov. {}
Jedinečné ryby, o ktorých je reč, sú skutočnými majstrami v maskovaní. Ich čierny exteriér absorbuje 99,95 percent všetkých fotónov . Tieto ryby doslova pohlcujú všetko svetlo, takže aj pod silným reflektorom vidíme ich siluety len proti tmavej vode. Karen Osbornová, výskumná zoologička z Smithsonian's National Museum of Natural History, a jej tím objavili 16 druhov rýb, ktoré vyzerajú, akoby boli pokryté Vantablackom, najtmavším materiálom známym ľuďom, ktorý absorbuje 99,96 percent svetla. {}
Emmanuelle Charpentier a Jennifer A. Doudna získali Nobelovu cenu za vývoj metódy na úpravu genómu . Objavili presné „genetické nožnice“, ktoré by mohli napríklad umožniť vývoj nových terapií rakoviny. Metóda bola objavená v roku 2012 a bola vedeckým prelomom. {}
Vedcom sa podarilo zmerať najkratšiu časovú jednotku, známu ako zeptosekunda . Meralo sa pri pozorovaní ľahkej častice, ktorá prechádza cez molekulu vodíka. Trvalo to 247 zs (zeptosekúnd). Bolo rozhodnuté, že jedna zeptosekunda je 10-21 sekundy . Merania vykonal tím fyzikov pod vedením profesora Reinharda Dörnera z Goetheho univerzity vo Frankfurte nad Mohanom v Nemecku. {}
Medzi ďalšie ocenenia udelené tento rok patrili ocenenia Nadácie pre poľskú vedu (označované aj ako poľská Nobelova cena). V oblasti chémie bola cena udelená profesorke Ewe Góreckej z Varšavskej univerzity „ za získanie materiálov z tekutých kryštálov s chirálnou štruktúrou z nechirálnych molekúl. “ {}
Vedcom z Austrálskej národnej univerzity (ANU) sa podarilo vytvoriť diamant len pôsobením vysokého tlaku a bez zvýšenia okolitej teploty . Získali dva druhy diamantov . Jeden bol typický kameň, ktorý sa dal po vyrezaní použiť na prsteň. Druhý typ sa nazýval lonsdaleit , forma, ktorá sa nachádza v prírode po dopade meteoritu na Zem. Možnosť vytvorenia diamantu tak rýchlo a pri izbovej teplote otvára viacero možností, a to aj pre priemysel . {}
{} 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 veľmi zvláštne obdobie, pretože minulý rok bolo 150. výročie objavenia periodickej tabuľky Dmitrijom Mendelejevom. Na počesť tohto míľnika v chémii Valné zhromaždenie Organizácie Spojených národov (OSN) a UNESCO vyhlásili rok 2019 za „Medzinárodný rok periodickej tabuľky chemických prvkov (IYPT2019)“. V súvislosti s touto akciou si pozrite našu facebookovú fanpage , kde sme zorganizovali jedinečnú súťaž o znalosti prvkov a periodickej tabuľky. Tento rok bol okrem špeciálneho výročia plný nových objavov. Vybrali sme 10 najzaujímavejších, medzi ktorými sú napríklad veľkolepé výsledky výskumu nového skupenstva hmoty, spôsobu využitia slnečného žiarenia na výrobu palív alebo tvorby cyklouhľovodíkov. Nižšie je uvedený kalendár 10 najzaujímavejších chemických objavov a udalostí roku 2019.
FCC má byť štyrikrát väčší a mnohonásobne výkonnejší ako Veľký hadrónový urýchľovač (LHC) . Urýchľovače umožňujú skúmať prvky vzniknuté zrážkou prúdov zrýchlených elementárnych častíc . Urýchľovač s väčšou veľkosťou a väčšou silou nám môže umožniť objaviť zatiaľ neznáme formy hmoty a dôkladnejšie preskúmať tie už známe. {}
Vedci z Oxfordskej univerzity a IBM Research v Zurichu v publikácii v časopise „Science“ predstavili, ako vyrobiť kruh vyrobený z 18 atómov uhlíka . Tento vzťah bol vytvorený inovatívnou metódou manipulácie s jednotlivými atómami . Jedným z objaviteľov cyklokarbónu bol Poliak Dr Przemysław Gaweł z Oxfordskej univerzity. {}
Vedci z Viedenskej technickej univerzity zistili, že je možný predtým pozorovaný efekt ničenia rakovinových buniek pomocou pomalých elektrónov . Použitím Coulombovho medziatómového rozkladu môže ión preniesť dodatočnú energiu na okolité atómy. V dôsledku toho sa uvoľní obrovské množstvo elektrónov s dostatočnou energiou na to, aby spôsobili poškodenie DNA rakovinových buniek . {}
Tím vedcov z University of Edinburgh vykonal počítačové simulácie, aby ďalej preskúmal takzvaný " stav roztaveného reťazca ". Testy sa uskutočnili na 20 000 atómoch draslíka vystavených tlaku 20 000 až 40 000 atmosfér a teplote 126 až 526 stupňov Celzia. Výsledky ukázali, že vytvorené štruktúry predstavujú nový stav, v ktorom sa vytvárajú dve vzájomne prepojené mriežkové štruktúry. Pozorovaním je, že reťazce sa rozpúšťajú do kvapaliny, zatiaľ čo zostávajúce kryštály draslíka sú v tuhej forme . {}
Vedci z výskumnej agendy CENTERA spolu s výskumnými tímami z Francúzska, Nemecka a Ruska urobili objav, ktorý môže viesť k vybudovaniu nových zdrojov zabudnutého terahertzového žiarenia . Bolo by to laditeľné magnetickým poľom. Výsledky týchto štúdií sú opísané v Nature Photonics . {}
John B. Goodenough, M. Stanley Whittingham a Akira Yoshino boli ocenení za vývoj ľahkých a priestranných lítium-iónových batérií . Tento vynález je všeobecne známy ako lítium-iónové batérie . Ich vytvorenie spôsobilo revolúciu vo svete a ako zdôraznili členovia Nobelovho výboru, „položili základy bezdrôtovej spoločnosti bez fosílnych palív “. {}
Laureátom Ceny Nadácie pre poľskú vedu (tzv. poľská Nobelova cena) je profesor Marcin Drąg z Chemickej fakulty Technickej univerzity vo Vroclave. Profesor bol ocenený „za vývoj novej technologickej platformy na získanie biologicky aktívnych zlúčenín , najmä inhibítorov proteolytických enzýmov “. {}
Vedci z Kodanskej univerzity informujú v „Nature Communications“ o nájdení fragmentu DNA pravekej obyvateľky Škandinávie v kúsku brezového dechtu, ktorý žuvala. Na základe tohto objavu bol zrekonštruovaný kompletný ženský genóm . Artefakt pochádza z obdobia 5700 rokov. {}
Vedci z Nanyang Technological University of Singapore (NTU Singapur) objavili metódu, ktorá dokáže premeniť plastový odpad na chemikálie pomocou slnečného žiarenia . Tím vedcov uskutočnil výskum zmesi plastov s ich katalyzátorom v rozpúšťadle, ktoré umožňuje využitie svetelnej energie. V dôsledku toho sa rozpustené plasty premenili na kyselinu mravčiu . Táto kyselina sa používa v palivových článkoch na výrobu elektriny. Tento objav je zameraný na vývoj trvalo udržateľných metód využívania slnečného žiarenia na výrobu palív a iných chemických produktov . {}
Aleksandra Fliszkiewicz, študentka Varšavskej technickej univerzity, vyvinula svetelný meč ako súčasť svojej inžinierskej práce, inšpirovanej 8. dielom "Star Wars" . Bol vytvorený pomocou zeleného lasera a šošovky vyvinutej poľskými vedcami, takzvaného "svetelného meča" , ktorý sústreďuje svetlo do rezu. Šošovka, ktorej geometria bola vyvinutá v roku 1990 na Varšavskej technickej univerzite, má teraz priniesť aj nové riešenia v oftalmológii, ako napríklad vytvorenie vnútroočných implantátov pre ľudí po operácii sivého zákalu , ktoré sa klinicky testujú. {}
{} https://www.bbc.com/news/science-environment-46862486?ns_campaign=bbcnews&ns_mchannel=social&ns_source=facid=socialBook_facebook&fbclid=iwar3th4h4hadlz5w5Bpl5Bp pyanlrbja3facq-1SPZCS
{} 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
