A tudomány mai állása – pénteken 9-től

December 15-én 9 órától ismét hallható tudományos műsorunk!

1. https://ng.24.hu/fold/2023/11/27/fabol-keszult-muhold/

Fából készült miniműhold indulhat útnak 2024-ben

Számtalan ötlet felmerült az űrszemét csökkentésére, a leghatékonyabb azonban itt is az lenne, ha olyan anyagból készülhetnének az űreszközök, amelyek problémamentesen elégnének a légkörben. A fémből készült műholdak fényvisszaverésük révén károsítják az éjszakai égbolt látványát, veszélyeztetik a csillagászati megfigyeléseket is, növelve a fényszennyezést. A japán faműholdak alapanyagának első űrbéli tesztjére 2022-ben került sor. Ekkor azt vizsgálták, hogy miként reagál a faanyag az űrbéli környezeti hatásokra. A tesztek arról tanúskodtak, hogy rendkívül ellenállóak voltak, se a hőmérséklet-ingadozás, se a különféle sugárzások nem okoztak deformációt, repedéseket vagy más problémát. A kísérletek hatására a magnólia faanyaga mellett döntöttek a szakemberek, mert ez a fa számtalan szempontból ideálisnak tűnik. A fából készülő műholdon áthatol az elektromágneses sugárzás, ezért nem kell kiálló antennákat építeni az eszközre, elhelyezhető a műhold belsejében is. A japán szakemberek tesztműholdja nem olyan őrültség, mint aminek első olvasatra tűnik és ne feledjük, tesztről van szó, ami vagy beváltja a reményeket, vagy sem, de mindenképp okulni lehet belőle.

1. https://newtechnology.hu/megalkottak-a-vilag-leggyorsabb-felvezetojet-amely-kvazireszecskekbol-keszul/

https://www.science.org/doi/10.1126/science.adf2698

Szuperatomos anyagból készül a leggyorsabb és leghatékonyabb félvezető

Megalkották a világ leggyorsabb félvezetőjét, amely kvázirészecskékből készül. A tudósok a legelterjedtebb félvezetők egyikére, a szilíciumra kerestek alternatívát, mivel ennek az anyagnak már a mai technológiák is feszegetik az atomi szerkezetéből fakadó határait. Amikor bármilyen anyag rezeg, kvantumrészecskéket, ún. fononokat hoz létre, azok pedig excitonokat, elektronokat vagy elektronpárokat szórnak szét, amelyek az elektronikus eszközökben energiát és információt hordoznak. A folyamat meglehetősen gyorsan zajlik és hőt is termel, ezzel viszont energia vész el, ami korlátozza az információátvitel sebességét. Ez esetben az excitonok szétszóródása helyett a fononok egyesülnek és új kvázirészecskéket alkotnak. A kísérletek során kétszer olyan gyorsan haladtak, mint a szilíciumban lévő elektronok.

1. https://newtechnology.hu/ez-az-ut-leolvasztja-magarol-a-havat-ma-reggel-jol-jott-volna/

https://www.acs.org/pressroom/presspacs/2023/february/keeping-drivers-safe-with-a-road-that-can-melt-snow-ice-on-its-own.html

Sokkal biztonságosabbá válhat a téli közúti közlekedés

A tél egyik legnagyobb kihívása az utak járható állapotának fenntartása, ami a világon mindenhol óriási feladatokat ró a közútkezelőkre. A sózás vagy a homokszórás persze megoldást jelenthet, de csak rövidtávon. Akadnak ugyanakkor ígéretes eljárások, amelyek tartósan képessé teszik rá az útburkolatot, hogy leolvassza magáról a havat. Az egyik legjobb megoldás, a havat saját magáról leolvasztó aszfalt, éppen idén került felhasználható állapotba. Sikerült megalkotni egy kloridmentes sókeveréket, amit mikrokapszulákba töltve lehetne az aszfalthoz adagolni. Az apró sótároló rendszerek lényegében jegesedésgátló aszfaltot eredményeznek: az ilyen anyagból elterített útburkolat nemcsak a havat távolítja el, hanem az ún. fekete jeget, aminek legnagyobb veszélye, hogy teljesen átlátszó, így szabad szemmel láthatatlan, viszont annál csúszósabb. A tudósok egy autópálya-lehajtónál végezték el az első teszteket, amelyek bebizonyították, hogy az útépítésre tökéletesen megfelelő anyag felületén -21 fok alá csökken a víz fagyáspontja. Úgy számolnak, hogy egy ilyen aszfaltból készült, öt centiméter vastag burkolati réteg kb. 7-8 évig hatékonyan jégmentesíti saját magát – mindenféle ráhatás, például további sózás és hókotrás nélkül. A megoldás vitán felül álló előnyein túl az is mellette szól, hogy hulladéktermékek újrahasznosításával készül.

1. https://ng.24.hu/tudomany/2023/11/25/kornyezetbarat-akkumulatort-fejlesztenek-debreceni-kutatok/

Új típusú energiatároló fejlesztésén dolgoznak magyar szakemberek

Környezetbarát akkumulátort fejlesztenek magyar kutatók. A megújuló energia hasznosíthatóságát, annak tárolási lehetőségeit hosszú ideje kutatják a magyar egyetem munkatársai. Számos akkumulátor van használatban, ezek energiatároló képessége viszont limitált, ami általános gátja a megújuló energiák további terjedésének. A mai lítium-akkumulátoroknál több korlát jelentkezik, ami behatárolja a további fejlődést: kapacitásuk korlátozott és az újrahasznosíthatóságuk körülményes. Utóbbi miatt pedig nehéz beilleszteni a körforgásos gazdaságba, ami a hosszú távú gazdasági és környezetvédelmi célokat mindenképp korlátozza. Folynak kutatások a lítium-alapú rendszerek ezen nehézségeinek megoldására, illetve a lítium más fémekkel történő kiváltására, ilyen például a magyar fejlesztés, amely cinkanódot alkalmaz. A prototípus a hagyományos cink-levegő rendszerekhez viszonyítottan kisebb munkafeszültség tartományban működik, ami lehetővé teszi, hogy jóval kíméletesebb körülmények között dolgozzon az akkumulátor. Ennek hatására stabilabb működést tudtak elérni, háttérbe szorultak a káros, a kapacitást és az élettartamot csökkentő folyamatok. Összefoglalva, a rendszer könnyen előállítható, egyszerű, olcsó és egyszerűen újrahasznosítható, nincs benne problémás elem. A kutatási folyamat során több szabadalmi bejelentés is született.

1. https://24.hu/tech/2023/11/24/lebego-elektromos-hajo-vizi-kozlekedes-svedorszag-tomegkozlekedes/

https://www.livescience.com/technology/worlds-1st-electric-flying-passenger-ship-could-revolutionize-how-we-travel-on-water

Vízi tömegközlekedését forradalmasítja Svédország

Átesett az első teszten a világ első elektromos, víz fölött repülő személyszállító hajója Svédországban. A tömegközlekedési hálózatba jövő évtől bevezetésre kerülő hajó, akár 30 utas egyidejű szállítására is képes. A 12 méteres hosszúságú vízijárművet egy 252 kilowattórás motor hajtja meg. Az átlagos sebessége nagyjából 46 kilométer per óra, míg a maximum 56 kilométer per óra. A hajót alulról a víz fölé emelő hidroprofilok azért fontosak, mert csökkentik a víz ellenállását, ami lehetővé teszi, hogy a hajók nagyobb sebességet érjenek el, miközben kevesebb energiát használnak, mint a hagyományos hajók. A modell nagyjából 80 százalékkal kevesebb energiát fogyaszt, mint a hagyományos vízi közlekedési eszközök ugyanazon sebességnél. A hajó 2024-től Svédország két városa között fog közlekedni, amitől azt várják, hogy az 55 perces ingázási időt mindössze 25 percre fogja csökkenteni, részben annak köszönhetően, hogy a kisebb hullámzást produkáló hajó mentesül a sebességkorlátozások alól.

1. https://www.okosipar.hu/a-balna-farkat-utanozva-csokkenhet-a-hajozas-karbonkibocsatasa/

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S136403212300446X

Egy természetből vett inspiráció segíthet a hajózás karbonkibocsátásának csökkentésében

Kidolgoztak egy olyan innovatív meghajtórendszert, ami a bálna farkát utánozva csökkenthetné a globális hajóforgalom károsanyag-kibocsátását. A koncepció szerint a hajók a hullámzást használhatnák új energiaforrásként, hogy a meghajtórendszerüket táplálják belőle. Az egyedülálló megoldást valóban a bálnák farka inspirálta, ugyanis a vízszintes úszók döntő jelentőségűek a tengeri óriások mozgékonysága és navigációja szempontjából. A tudósok a bálna mozgásszerveinek tanulmányozása során rájöttek, hogy a farokúszók a hullámok erejét kihasználva nyernek tolóerőt és ezt remekül lehetne utánozni az általuk megálmodott rendszerben, ami víz alá merülő fóliák segítségével hasznosítaná a gyakorlatilag végtelen hullámenergiát. A felfedezéstől azt remélik, hogy nemcsak a karbonkibocsátást, hanem az üzemanyag-felhasználás költségeit is csökkenti.

1. https://hvg.hu/tudomany/20231130_tengervizbol_hidrogengaz_uzemanyag_duplamembranos_berendezessel

Tengervízből készülne üzemanyag

Kiváló üzemanyag-forrás lehet a tengervíz, elsősorban azért, mert rengeteg hidrogén van benne. A hidrogéngáz pedig egy alacsony szén-dioxid-kibocsátású tüzelőanyag, amelyet jelenleg sokféleképpen használnak. Azonban a hidrogéngáz eltávolítása meglehetősen nagy kihívás, legalábbis az volt eddig. Amerikai kutatók egy olyan módszert és eszközt fejlesztettek, amellyel viszonylag egyszerűen és biztonságosan meg lehet tenni ezt. A készülék tengervizet fecskendez be egy tölcsérrendszerbe és egy kettős membrános szűrőrendszeren vezeti át. Ez a rendszer elektromos áramot használ a hidrogén sikeres kivonására a tengervízből és hatékonyan képes elválasztani azt az óceánokban található többi elemtől. A kutatók kétrétegű membránt használtak és ez jobb módszernek bizonyult a tengervízben lévő ionok mozgásának szabályozására, ami egyúttal hatékonyabbá tudta tenni a folyamatot. További plusz volt, hogy ennél a megoldásnál nem keletkeztek káros melléktermékek.

1. https://www.okosipar.hu/a-3d-nyomtatas-a-kopaszodassal-is-felveszi-a-harcot/

https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adg0297

A 3D nyomtatás a kopaszodással is felveszi a harcot

3D nyomtatott szőrtüszőket sikerült kitenyészteni emberi bőrszövetből. A kutatók elsődleges célja nem a magasodó homlok helyreállítása, hanem a bőr biogyártásának megalapozása. A 3D bionyomtatás segítségével rendkívül precíz, reprodukálható módon lehet szőrtüszőstruktúrákat létrehozni. Ilyen automatizált eljárásra van szükség ahhoz, hogy a jövőben lehetővé váljon a bőr biogyártása. A szőrtüszők rekonstrukciója emberi eredetű sejtek felhasználásával történelmi kihívás. Egyes tanulmányok kimutatták, hogy ha ezeket a sejteket háromdimenziós környezetben tenyésztik, akkor potenciálisan új szőrtüszők vagy hajszálak keletkezhetnek belőlük és ez a tanulmány éppen erre a munkára épül. A szőrtüszők létfontosságúak a szervezet egészséges működése szempontjából: a testhőmérséklet szabályozására verejtéket termelnek és őssejteket is tartalmaznak. Emellett a lokális gyógyszerek és kozmetikumok bejutási pontjait, így a bőrgyógyászati vizsgálatok és kezelések fontos részét képezik. A tudósok azzal kezdték a munkát, hogy a bőr- és tüszősejtekből vett mintákat laboratóriumi körülmények között rávették az osztódásra egészen addig, amíg elegendő nyomtatható sejt nem keletkezett belőlük. Az egyes sejttípusokat fehérjékkel és más anyagokkal keverték össze, hogy létrehozzák a nyomtató által használt biotintát. Ebből a 3D nyomtató egy rendkívül vékony tűvel, rétegről rétegre építette fel a bőrt, miközben csatornákat hozott létre benne a szőr- vagy hajsejtek lerakásához. Idővel a bőrsejtek a szőrsejteket körülvevő csatornákba vándoroltak, tükrözve a valódi bőrben lévő tüszőstruktúrákat. Az amerikai kutatócsoport áttörése az első precedens arra, hogy additív technológiával szőrtüszőket hoztak létre. A megoldás forradalmi és fontosabb, mint amilyennek első hallásra tűnik, hiszen a tüszők kiemelt szerepet játszanak a bőr gyógyulási és működési folyamataiban.

1. https://index.hu/tudomany/2023/11/26/placebo-hatas-alvas-teljesitmeny-kognitiv-tesz/

Hogyan csapjuk be az elmét a jobb alvásért

Rontja a kognitív funkciókat és a reakcióidőt a nem elég hosszú, vagy nem elég pihentető alvás. Egy új tanulmány szerint azonban, ha becsapjuk agyunkat és azt hisszük, jobban aludtunk, mint valójában, akkor jobb lesz a nappali teljesítményünk. Ez a „placeboalvás”. Placebohatásnak nevezzük azt, amikor fizikai vagy mentális változások következnek be, noha az ember nem kap semmilyen tényleges kezelést vagy gyógyszert, csak azt hiszi. A placebomatéria megváltoztathatja a szubjektív érzéseinket és a vérnyomást is befolyásolhatja. A jelenség mögött az állhat, hogy az agy előre látja a tüneteket vagy változásokat. Vagyis az agy fel van készülve arra, hogy hatni fog a kezelés és előidézi a hatást. Ezen alapult az új alvásvizsgálat: egy kutatócsoport megpróbálta tesztelni, hogyan teljesítenek az emberek, ha azt mondják nekik, hogy jól vagy rosszul aludtak. A vizsgálat feltárta, hogy az embereknek a pihenés minőségével kapcsolatos felfogása hogyan befolyásolhatja az érzéseket és a teljesítményt. A hipotézis az volt, hogy ha az emberek úgy tudják, jól aludtak, akkor jobban is teljesítenek a kognitív méréseken. Az eredmény pedig: a rossz minőségű alvást kapók rosszabbul teljesítettek a teszteken, mint a kontroll- és a jó minőségű alvást kapó csoportok tagjai. De a placebohatás működéséhez el kell hinni a hamis adatokat és akkor még a saját javunkra is fordíthatjuk a dolgot.

1. https://index.hu/techtud/2023/11/29/biologia-allatok-ver-vas-rez-hemoglobin-vorosversejt-jeghal-vakondgyik-polip-szinek/

Nem minden állat vére piros és van, amikor a vér vízzé válik

A piros vér nem minden állatra jellemző. A vér fő alkotóelemei, mint ismert, a vörösvérsejtek, a fehérvérsejtek és a vérlemezkék. A fehérvérsejtek a védekezésért felelnek, a lemezkék az alvadásért, a vörösvérsejtek pedig az oxigén szállításért. Az oxigén szállítását egész pontosan a hemoglobin nevű, vasat tartalmazó fehérje végzi. Az alkotóelemek közül a vörösvérsejtek vannak többségben, ezek adják a vér sötétvörös színét. Hogy egy állat vére vörös-e vagy más színű, ezen összetevőkből következik. Az Új-Guineában élő vakondgyíkfajok egy részének például zöld színű a vére. Mint kiderült, a hemoglobin egyik bomlásterméke okozza a zöldes árnyalatot. Egy kutatás 51 különböző, Ázsia és Ausztrália környékén élő fajnál mutatta ki ezt a jelenséget és megállapította, hogy ezek nem közvetlen rokonok, vagyis párhuzamosan hatszor fejlődött ki a zöldvérűség. Különleges eset az antarktiszi jéghal, ez ugyanis az alkalmazkodás kedvéért szabadult meg a vörösvérsejtektől. A hőmérséklet csökkenésével folyamatosan sűrűbbé válik a vér, ami egy olyan fiziológiai korlát, ami miatt minél hidegebb vízben él egy hal, annál kevesebb a vörös vérsejtje. A tendencia végpontját a jéghal jelenti, amelynek élőhelyén akár mínusz 2 Celsius-foking süllyedhet a hőmérséklet, ezért a hal vérében nemhogy vörösvérsejtek, de egy csepp hemoglobin sincs. A jéghal vére – a gerincesek között teljesen egyedülálló módon – vízszerűen átlátszó folyadék, amelyben közvetítő mechanizmus nélkül, a plazmában oldva jut rendeltetési helyére az oxigén. A gerincteleneknél fordul elő a hemoglobin alternatívája, amely nem vasat, hanem rezet tartalmaz és nem vörös, hanem kékes színű. Figyelemreméltó csoportot alkotnak az intelligenciájukról ismert polipok, akikben három szív pumpálja a rézben gazdag, azúros vért. A hemoglobinhoz hasonlóan vasat tartalmaz, de kissé más felépítésű fehérje a hemeritrin, ami a pörgekarúaknál fordul elő. E kagylószerű tengeri állatok vére oxigénhiányos állapotban sárgás és átlátszó, míg oxigénnel feltöltve lila.

1. https://24.hu/tudomany/2023/12/01/pavlov-kondicionalas-kutyak-emberek-tuskesboruek-agy-nelkul-tanulas/

https://www.iflscience.com/this-animal-has-no-head-or-brain-but-can-still-learn-71792

Agy nélkül is képes tanulni egy állat

A klasszikus kondicionálás tanulmányozását a XX. század első évtizedeiben egy orosz fiziológus kezdte el. A kutató a kutyák etetése előtt egy csengő megkongatásával elérte, hogy meginduljon a nyálelválasztás és a hanghoz társítsák az étkezést. Egy friss kutatás most azt tesztelte, hogy az aggyal és fejjel nem rendelkező tüskésbőrűek törzsébe tartozó állatokkal is meg lehet-e ugyanezt tenni, ezért tizenhat törékeny kígyókarú csillagot egyedi tartályokba helyeztek, amelyekben kamerákkal rögzítették a viselkedésüket 10 hónapon keresztül. A csapat felénél 30 percre lekapcsolták a lámpát, amikor a kedvenc ételükként számontartott garnélákat eléjük tették. A másik csapatnál ugyanakkor kevesebb ideig tartott a sötétség és nem is akkor, amikor ételt kaptak. Mivel ezek az állatok alapvetően rejtőzködő természetűek, a nap nagy részében nem lehetett látni őket. Amikor azonban lekapcsolták a lámpát, mindig előjöttek a finom falatok reményében. Más szóval, megtanulták a sötétséget az élelemhez társítani. Mivel azonban nincs fejük vagy agyuk, felmerül a kérdés, hogyan képesek ilyen teljesítményre. Erre egyelőre a kutatók sem jöttek rá, azonban elmondásuk szerint minden bizonnyal fontos szerepe van a karokban húzódó idegzsinóroknak.

1. https://www.origo.hu/tudomany/20231124-geometriai-megoldas-segit-elkerulni-a-karos-interferenciat-az-idegrendszerben.html

Geometriai megoldás segít elkerülni a káros interferenciát az idegrendszerben

Az idegsejtek vizsgálatának új lehetőségét tárta fel egy magyar és amerikai szakemberek együttműködésében létrejött kutatás. Az idegtudomány egyik alapvető felismerése az, hogy az idegsejtek szakértőkként segítik az érzékelést és a döntéshozatalt. Egyes sejtek érzékenyek a környezet különféle, akár egészen összetett jellemzőire, aktivitásukkal pedig jelezni tudják a feldolgozási lánc későbbi elemei számára azt, hogy éppen mivel szembesült az adott szervezet. Az új kutatás rámutat, hogy a kevert szelektivitás ellenére a különböző környezeti ingerek, sőt az állatok kognitív állapota is egyértelműen meghatározhatók. Az eredmény alapja egy gépi tanulásos eljárás, melynek segítségével a tudósok megállapították, hogy az idegsejtek által egyidejűleg kódolt látott és hallott ingerek, valamint akár egy feladat szabályosságait tükröző kontextus, egyértelműen beazoníthatók egy egyszerű geometriai struktúraként anélkül, hogy a kódok egymást megzavarnák. Az új kutatás irányt mutat abban, hogy megértsük, miképpen birkózik meg az idegrendszer olyan, az életben természetes szituációkkal, amikor többféle potenciális feladat között kell megtalálnunk a gyümölcsöző döntési stratégiákat. Ezek az ismeretek amellett, hogy segítenek megérteni az emberi és állati idegrendszer működését, hozzájárulhatnak a mesterséges intelligencia algoritmusok fejlődéséhez is.

1. https://www.origo.hu/tudomany/20231124-a-regi-kavezaccban-elrejtett-reszecskek-vedelmet-nyujthatnak-a-parkinsonkor-ellen.html

Kávézacc nyújthat védelmet a Parkinson-kór ellen

Az agyszövetek már jóval a neurodegeneráció tüneteinek megjelenése előtt lassan megsemmisülnek a kémiai támadások áradata alatt. Ahhoz, hogy idegrendszerünket megerősítsük az ilyen támadásokkal szemben, valamiféle védelmet kell átcsempésznünk a vér-agy gáton nevezett határon. Úgy tűnik, a kidobott kávéőrleményekben található vegyületekből készült apró részecskék talán alkalmasak lehetnek erre a feladatra. Laboratóriumi tesztek során bizonyították kutatók, hogy a speciálisan összeállított anyaguk több mint alkalmas arra, hogy felszívja azokat az anyagokat, amelyek az idegsejtek degenerációját váltják ki, ami olyan állapotokhoz vezet, mint a demencia és a Parkinson-kór. És hogy a kávésav szuperoxid-ellenes hatását felerősítsék, a vegyületet úgynevezett kvantumpontokká alakította át. Ezek a mindössze néhány nanométer átmérőjű, aprócska darabkák olyan elektromágneses tulajdonságokkal rendelkeznek, amelyek a kvantumhatásokat átengedik, így jól használhatóak olyan technológiákban, amelyek nagymértékben hangolható optikai kimenetekre támaszkodnak. A cél, hogy gyógymódot találjanak azáltal, hogy foglalkoznak az atomos és molekuláris alapokkal, amelyek ezeket a betegségeket mozgatják.

Ez az oldal az Akismet szolgáltatást használja a spam csökkentésére. Ismerje meg a hozzászólás adatainak feldolgozását .