Novi oblici ugljenika sjajniji (i skuplji) od dijamanta

Ne tako davno ovaj sajt je opisao novu praktičnu upotrebu ugljen dioksida (CO2). Danas se bavimo samo jedinim delom ovog jedinjenja: ugljenikom. Ovaj element se široko koristi u, skoro, svim ljudskim delatnostima. Predstavlja osnov cele grane hemije, tačnije organske hemije. Može preuzeti formu grafita, koji se, skoro, od samog nastanka pisma koristiti za zapisivanje. Mnogim devojkama zastaje dah, kada vide drugi ugljenikov oblik, poznat pod imenom dijamant.

Mali, a tvrd!

Zaključuje se, lako, da je element ugljenik (oznaka u periodnom sistemu je C od reči carbon) vrlo važan igrač, i u neku ruku, da njega nema, ne bi ni nas bilo. Vidi se, iz izloženog, da može preuzimati različite oblike, i svi imaju neku primenu. To ljudskoj rasi nije dovoljno, pa je odlučila da istraži mogućnost postojanja još neke modifikacije karbona.

Gledajući razne futurističke filmove možemo primetiti da oni, sporadično, pružaju sugestije o tome šta će se sve lepo i korisno (i opasno) otkriti u budućnosti. Za one, koji to još ne znaju, dijamant se smatra jednom od najtvrđih materija u poznatom svemiru i najtvrđom kristalnom formom. Po svemu sudeći, to, i dalje, nije dovoljno, nekima…

Simulacije (i za sada samo simulacije) su otkrile moguće postojanje tri stabilne forme čistog ugljenika, koje bi sijale jače i lepše od postojećih dijamanata.

Treba imati na umu činjenicu da su grafit i dijamant samo najpoznatije forme ugljenika, i da postoje i drugi oblici (alotropske modifikacije), među kojima je grafen, sa svestranim električnim osobinama.

Neke od modifikacija ugljenika: a) dijamant, b) grafit, c) lonsdalit, d-f) fuleren (C60, C540, C70), g) amorfni ugljenik, h) ugljenične nanocevi

Vratimio se novim mogućnostima. Artem Oganov sa Stony Brook univerziteta u Nju Jorku (New York) i njegove kolege su sistematski simulirali razne konfiguracije ugljeničnih atoma pri različitim pritiscima i temperaturama.

nota: dijamant nastaje od običnog ugljena kada se podvrgne visokom pritisku, pri višim temperaturama.

Među velikim brojem simuliranih konfiguracija, pokazalo se da postoje 3 koje bi mogle biti stabilne: hP3, tl12 i tP12. Sve tri modifikacije ne bi bile čvršće od dijamanta, ali bi bile od 1,1 – 3,2% gušće, tačnije, imale bi za toliko veću gustinu.

Ovakvo ustrojstvo im daje mogućnost da, kao materijal, poseduju veći refrakcioni indeks – mera prelamanja svetlosti – što daje za direktnu posledicu veću sjajnost i “svetlucajuće osobine”.

Superprovodljivi ugljenik?

Da je zbog nakita, ovakva vest bi bila značajna samo za trgovce dragim kamenjem. Simulacije sugerišu da nove forme imaju različite razmake između susednih elektronskih orbitala. Na primer, tP12 ima najveći “jaz” između orbitala, međ svim modifikacijama ugljenika. “Ova činjenica čini tP12 vrlo konkuretnim kandidatom za superprovodnik – materijal koja prenosi elektricitiet skoro bez otpora ili gubitaka”, kaže Oganov.

Prema kazivanju drugog naučnika, Borisa Jakobsona (Boris Yakobson) pri Rice univerzitetu u Hjustonu, državi Teksas (Huston, Texas), velika razlika između nivoa sugeriše jake interakcije između elektrona i paketa energije unutar rešetkaste forme, poznate pod imenom fonon (phonon). Ove strukture su ustvari kvantno mehanički opis specijalnog tipa vibracionog kretanja, pri kome rešetka jednoobrazno oscilira na istoj frekvenciji. Ovo može dovesti do pojave elektronskog kuplovanja, što je neophodni uslov za dostizanje stanja superprovodljivosti.

Primer fononske rešetke i njeno oscilovanje

Ako prethodnu priču svedemo na praktičnu uporebu, to bi se moglo sažeti u sledeći iskaz. Ove, nove, potencijalne modifikacije ugljenika bi omogućile razvoj novih materijala koji bi se koristili u elektronici.  To bi bili, mahom, materijali koji bi imali znatno veću provodljivost, od onih koji se sada koriste.

Superprovodni materijali nisu stvar od juče, ali tehnologija dobijanja ovakvih materijala je često vrlo zahtevana. Uslovi pod kojima određene materije ispoljavaju superprovodljivo ponašanje najčešće podrazumevaju parametre koji su ekstremni, kao što su vrlo niske temperature. To u mnogome smanjuje praktičnu upotrebu superprovodnika. Sa ovim novim varijacijama ugljenika, postoji velika šansa da se superprovodnici, u budućnosti, mnogo lakše, i češće, koriste u našoj svakodnevnici. Kao prva direktna posledica njihove uporebe, u većim razmerama, bila bi osetno manja potrošnja energije.

Teško ih je napraviti

Simulacije ne govore o tome kako je moguće napraviti te modifikacije. Model uzima u obzir ponašanje ugljenika pri određenim uslovima, ali ne govori o ponašanju elementa dok prolazi kroz razne faze.

Vladimir Brazkin (Vladimir Brazhkin) daje svoj komentar na rad kolega: “Nije jasno kako možemo napraviti ove modifikacije.  Korišćenjem standardih prastarih materijala, kao što je grafit ili amorfni ugljenik (alotropi u kojima ne postoji kristalna struktura), mogli bismo da proizvedemo nove materijale (u malim količinama), ako ih podvrgnemo ekstremnim pritiscima.”

Oganov kaže da veliki pritisci, od ova dva materijala, prave veliki broj neindetifikovanih, ali razlučivih konfiguracija. On misli da je moguće naći, među njima, novo opisane modifikacije hP3, tl12 i tP12.

Izutetno sitni proizvod, što veštačkog, što prirodnog procesa, ali zato sa velikom vrednošću

Za žene: dijamanti koji još više svetlucaju nego oni pravi, čineći vas još atraktivnijim, i lepšim, i poželjnijim…

Za muškarce: sa ovim novim materijalima vaš omiljeni elektrosnki uređaj će koštati još više, ali će biti efikasniji u radu, manje će se grejati i teže će se kvariti. I neće moći da ga ima svako…

Kada “klovn” fotografiše Zemlju iz svemira

Jedna od lepih praksi putnika, koji vole da fotografišu (i dokumentuju) svoje putovanje, jeste i da pokazuju te fotografije. Često, to su fotografije specifičnih građevina, lepih pejsaža, neobičnih mesta, ljudi ili događaja. U tom duhu, predstavljamo specifičan album (jedan njegov mali deo). Kada kažem specifičan, album sadrži više od jednog aspekta koji se može smatrati posebnim. Idemo redom.

Krenimo od samog autora fotografija: Gaj Laliberte (Guy Laliberté) (interseatno prezime – dobijeno je spajanjem člana la i francuske reči libertéšto znači sloboda). On je milijarderski osnivač cirkusa Cirque du Soleil. Sebe je proklamovao “prvim klovnom u svemiru”. Konačano, dolazimo do specifičnosti samog foto albuma. Zbirka broji oko 10000 fotografija, i sve imaju zajedničku notu – pogled na planetu Zemlju iz svemira. U redu, nije neki duboki svemir, ali iz orbite jeste. Proveo je 2 nedelje na internacionalnoj svemirskoj stanici (ISS), u svojstvu – turiste. Ima se, može se…

Ja se unapred izvinjavam zbog matematike koja sledi, ali ovo je jače od mene:

2 nedelje – 14 dana

14 dana – 336 časova

336 časova – 20160 minuta

Ako je čovek imao 20160 minuta na raspolaganju da fotografiše planetu, kroz prozor ISS, a 10000 puta je škljocnuo apart, onda to znači da je u proseku pravio po 2 fotografije po minutu boravka. Doduše, nije bio sam na stanici, ali ni ostali nisu bili besposleni.

Sve u svemu, taj foto album je dostupan u obliku lepe monografije, pod imenom Gaia. Nisu sve fotogafije završile u toj zbirci, ali ako vam se čini vrednim da imate ovakvu publikaciju, možete je naručiti preko Interneta.

Monografija u kojoj možete naći malo više od 300 sjanih fotografija naše planete

Znači, fotograf, klovn i svemirksi putnik, Laliberté je postao 2009. godine sedmi civil koji je proveo 2 nedelje na ISS, od kada ova stanica podržava turistička gostovanja. Međutim, on je prvi pravi turista, jer svi pre njega su se bavili nekom naukom, tokom svog boravka u svemiru. Njegovo putovanje je obezbedilo udruženje (ako se tako može nazvati) Space Adventurers.

Ovo je, do sada, najveća zbirka fotografija planete Zemlje koja je napravljena tokom jedne misije u orbiti. U planu je pravljenje još veće kolekcije fotografija, prvenstveno za naučne potrebe.

Za one koji žele da znaju više: fotografije su fotografisane aparatima Nikon D3 i D3x DSLRs, koji su se već nalazili na samoj stanici. Na njih su dodatno monitirana dugačka sočiva-objektivi od 200mm do enormnih 800mm u prečniku. Pre francuskog “klovna”, tu istu opremu je koristio Soichi Noguchi, kada je bio u poseti ISS.

“Ima trenutka kada jednostavno ne vredi ništa drugo raditi, nego samo spustiti fotografski aparat pored sebe i jednostavno uživati”, tvrdi Laliberté, “Ako uživate u fotografiji, onda je podjednako važno da znate kada treba i kada ne treba fotografisati.”

Ono što je zajedničko mnogim fotografijama, jeste njihov poprilično apstraktni izgled, koji na jednistveni način prikazuje površinu Zemlje. Dosta njih podsećaju na oblike i teksture koji se mogu videti mikroskopskim pregledom tkiva, ili kada se zaviri u samu ćeliju. Njihov prikaz je nekako biološki. Sedam fotografija je malo (kada ih jednom vidite), ali dovoljno da shvatitite da nisu sva čuda tamo negde u svemiru, i da ih ima dosta i ovde, na našoj maloj plavoj planeti.

Uživajte u pogledu! 🙂

Kina, basen Kuadam, pirinčana polja - je li neko rekao tangram?

Russia Southern Region Near Kharba

Rusija, južni deo blizu Karbe

Kazastan, Severno od Karkura

Alžir, južno od Alger Sidi Bakti

Alžir, pustinja Sahara blizu Hasi Mesaud

Alžir, severna ivica pustinje Sahare

Turska, reka Eufrat

Socijalna mreža – sredstvo u borbi protiv degenrativnih bolesti

Internet je doneo mnoge novine sa sobom, od svog nastanka, sedamdesetih godina 20. veka. Ono što je trenutno u zamahu (na Internetu) jeste specifičan vid povezivanja ljudi, koji se objedinjuje imenom socijalne mreže. Kako je Internet, ništa drugo do jedna velika mreža, a ljudi čvorišta mreže sastavljene od događaja i međuljudskih veza, ovaj naziv je sasvim prikladan.

Među mlađim generacijiama, nema te osobe koja nije iskoristila, na neki način, usluge Facebook-a ili neke druge socijane mreže kao što je MySpace ili Twitter. Međutim, ovakvih mreža ima nebrojeno mnogo i njihova raznovrstnost je toliko velika da se čovek može lako izgubiti u tom moru mogućnosti. Kakve to veze ima sa naukom? Zar ovo nije stvar nekog bloga koji se bavi… Internetom, možda?

Odgovor je: da i ne.

Dok veselo surfujete kroz stranice i otkrivate intimne detalje svojih prijatelja  i “prijatelja”, neki drugi oblici socijalnih mreža, zaista, pomažu u naporima nauke da ljudima bude bolje. Bukvalno.

Gomila lekova, ali ni jedan, još uvek, ne može da reši problem ALS-a

Članovi sajta posvećenog razmeni podataka koji se odnose na njihove zdravstveno stanje, predstavljaju svojevrsnu istraživačku laboratoriju, koja pomaže da se prati stanje pacijenata u realnom vremenu. Da preciziramo: ljudi koji posećuju taj sajt, su mahom pod uticajem neke sporo degradirajuće bolesti koja, ako se ne izleči na vreme, dovodi do katastrofalnih posledica, i u krajnjem ihodištu i do smrti. Naučne i farmaceutkse kuće se trude da reše problem tih ljudi, razvojem novih lekova. Naravno, ti novi lekovi traže ulaganje u raznim oblicima, a jedan od najvažnijih je proces potvrde delotvornosti na različitim pacijentima.

Ljudi koriste ovaj internet sajt da prenesu svoje utiske i rezultate o ukupnom efektu leka na bolest. Ove informacije služe i za praćenje razvoja bolesti, i imaju za krajnji cilj da nas upoznaju sa svim njenim aspektima. Dejstvo leka na bolest i njena progresija daju neku vrstu sinergije prilikom spoznaje prirode bolesti i vode ka konačnom cilju – nalaženju pravog i efikasnog leka koji će pomoći sadašnjim i budućim pacijentima.

Ovaj vid usmerne razmene podataka je započeo 2008. godine sa malom kliničkom studijom. U okviru tog istraživanja učestvovalo je 16 pacijeanata koji su oboleli od bolesti koje se zove kratko ALS ili ako želite duže: Amiotrofična lateralna skleroza. Bolest napada motorne neurone ili još prostije, one neurone koji su odgovorni za izvršavanje pokreta u našem telu. Ova bolest na duže staze ubija, i nema pravog leka za nju, samo riluzol – sredstvo koje usporava njen uticaj na organizam.

ALS sindom i njengov uticaj na nevne ćelije i mišiće

U pomenutom istraživanju predloženo je da tih 16 pacijenata koristi litijum-karbonat (Li2CO3) kao sredstvo koje bi još više usporilo razvoj bolesti. Posle dijagnostikovanja ASL, pacijent obično živi još 3 do 5 godina. Malo…

Litijim je korišćen, sa uspehom, kod tretmana nekih drugih poremećaja, uključujući poremećaje mentalne prirode. Zbog toga, grupa pacijenata zareženih ALS sindromom je ubedila svoje doktore da im obezbde ovaj lek.

“Ovaj pristup nije zamena za uobičajeno kliničko lečenje, ali može obezbediti dodatne informacije koje bi doprinele efikasnijem istraživanju lekova.”, tvridi Džejmi Hejvud (Jaime Heywood), suosnivač mreže PatientsLikeMe.

Džejmi je advokat, čiji je brat 2006. godine dobio prve simptome ALS, i od tada zastupa biothenološka istraživanja koja bi dovela do efikasnog lečenja ALS-a i ostalih poremećaja.

Posle te studije iz 2008. godine sajt PatientLikeMe je dobio novi formular. Njegovim popunjavanjem tokom vremena, pacijent, ustvari, vrši svojevrsno praćenje stanja bolesti. Ovu mogućnost je iskoritilo, do sada, preko 3500 korisnika sajta, a među njima, 150 njih je počelo da koristi terapiju koja se bazira na litijumu.

Dobijeni podaci su, zatim, obrađeni algoritmom koji poredi pacijente sa litijum terapijom sa onim pacijentima koji nisu imali tu terapiju. Konačni rezultat analize je pokazao da nova terapija nije imala primetni učinak na razvoj bolesti, kod pacijenata – čak ni placebo efekat.  Potvrda tog nalaza je publikovana u interent časopisu Nature Biotechnology.

Rezultati nisu bili ohrabrujući za obolele od ASL sindroma, ali se pokazalo da ovakav način skupljanja podataka može ubrzati medicinska otkrića. Sajt, trenutno broji 100000 članova-pacijenata, a njihova svedočenja opisuju preko 500 poremećaja koja čekaju da budu izučena. Ova populacija, povezana specifičnom socijalnom mrežom, potencijano, “krije” mnoga klinička istrživanja, koja mogu pomoći celoj zajednici.