Marzec 2023

Naukowcy opracowali mocno wodoodporny materiał, wzorując się na motylach

Przy produkcji wodoodpornych materiałów dotychczas wzorowano się na liściach lotosu. Najnowsze badania wykazały jednak, że ochrona przed kroplami wody może być jeszcze większa a nowy, mocno wodoodporny materiał powstał dzięki inżynierom mechaniki z MIT.

 

Prof. Kripa Varanasi i jego zespół odkryli, że krople wody trafiają na powierzchnię równomiernie a następnie rozkładają się symetrycznie, przez co pozostają w kontakcie z materiałem przez dłuższy czas niż w przypadku kropel, które dotykają nierównomiernej powierzchni. Dlatego naukowcy opracowali nowy materiał z niewielkimi grzbietami, co powoduje, że kropla odbija się od niego o 40% szybciej.

 

Tak jak w przypadku wielu innych odkryć, metoda ta jest rozwiązaniem zaczerpniętym z natury. Jak twierdzą autorzy badań, zarówno motyle Morpho (Morpho didius) jak i nasturcja większa (Tropaeolum majus L.) posiadają wiele superhydrofobowych grzbietów lub żył w podobnej skali co opracowany materiał. Prof. Varanasi twierdzi, że nowy materiał jest najbardziej superhydrofobowy, jaki kiedykolwiek powstał.

 

Nowa technika wykorzystuje fakt, że szorstkie, nierówne tekstury powodują iż kropelki wody odbijają się od niej znacznie szybciej niż w przypadku gładkiej powierzchni. Im krócej woda pozostaje w kontakcie z materiałem, tym bardziej materiał jest suchy. Nowe makroskopijne struktury powodują, że ciecz dotyka większej powierzchni ale krople odbijają się szybciej oraz rozdzielają sie na asymetryczne kawałki.

 

Według uczonych metoda ta może zostać wykorzystana do produkcji wodoodpornej odzieży, namiotów czy sprzętu sportowego. Może nawet pomóc zapobiec oblodzeniu skrzydeł samolotu. Wzory te mogą być zastosowane w metalach, tkaninach lub w ceramice.

 

 

Źródło: http://www.bbc.co.uk/news/science-environment-25004942

Dodaj komentarz

loading...

Szwedzcy astronomowie proponują sposób wykrywania „niewidzialnych” meteoroidów

Naukowcy ze Szwecji zaproponowali nowy sposób poszukiwania meteorów. Poinformowało o tym biuro prasowe szwedzkiego uniwersytetu w Umeå.

 

Każdego dnia do ziemskiej atmosfery dostaje się od 10 do 200 ton materiału z kosmosu, składającego się z cząstek pyłu i większych fragmentów - meteoroidów. Kiedy meteoroid wchodzi w atmosferę ziemską i spala się jako meteor, jego materiał jest rozpraszany w atmosferze. Większość z tych meteorów jest niewidoczna dla oka, ale można je wykryć za pomocą radaru.

 

Nowa metoda zaproponowana przez Daniela Kastinena opisuje nowe metody analizy danych radarowych. Dzięki nim możliwe było wykrycie wielu nowych meteorów na dużych wysokościach za pomocą rodzimego radaru zainstalowanego w Japonii. Ponadto naukowiec wykorzystał system radarowy EISCAT do pomiaru parametrów kosmicznych śmieci pozostałych po rosyjskim satelicie Kosmos-1408, który został zniszczony podczas testu broni antysatelitarnej w listopadzie 2021 roku. 

 

Korzystając z nowych metod analizy, był w stanie oszacować rozmiar powstałych fragmentów. Fizyk zaproponował również metodę wyznaczania orbit obiektów kosmicznych. Badanie przyczynia się do lepszego zrozumienia środowiska kosmicznego w pobliżu Ziemi i opracowania dokładniejszych map rosnących śmieci kosmicznych.

Dodaj komentarz

loading...

Biolodzy ustalili, jaki ciężar może wytrzymać najsilniejsza pajęcza sieć

Biolodzy z University of Georgia zaobserwowali, jak sieć pająka Trichonephila clavata wytrzymuje ptaka o wielkości 20 cm i wadze do 70 g. Wyniki badań opublikowano w czasopiśmie Insects.

 

Naukowcy obserwowali pająki Trichonephila clavata, znane jako pająki Jerogumo. Są to nefiliczni tkacze kul - rodzaj dużych pająków tkających największe pajęczyny. Gatunek ten występuje w całej Japonii, z wyjątkiem Hokkaido, Korei, Tajwanu, wschodnich Chin i Stanów Zjednoczonych.

 

Długość ciała samicy sięga 17-25 mm, natomiast samca jest mniejsza, 7-10 mm. Dorosła samica może tkać sieć o średnicy do jednego metra.

 

Po raz pierwszy biolodzy zaobserwowali, w jaki sposób kardynał rudy (Cardinalis cardinalis) zdobywa pożywienie z sieci. Ptak wylądował na sieci, spłoszył pająka i zaczął zjadać zaplątane w sieć owady. Trwało to przez minutę, struktura sieci w tym czasie nie została zerwana.

 

Według naukowców wytrzymałość sieci uzyskuje się dzięki niezwykłej trójwarstwowej strukturze. W środku pająk splata kulkę, tworząc dwie dodatkowe warstwy sieci za i przed środkiem.

Dodaj komentarz

loading...

Radioaktywne cząstki z prób nuklearnych utrzymują się w górnych warstwach atmosfery

Praca opublikowana w czasopiśmie Nature Communications informuje nas, że choć próby jądrowe miały miejsce kilkadziesiąt lat temu, to powstałe w ten sposób izotopy plutonu i cezu znajdują się obecnie w górnych partiach atmosfery i to w zaskakująco wysokim stężeniu.

 

Zespół naukowców, któremu przewodził Dr. Jose Corcho Alvarado z Instytutu Fizyki Radiacyjnej w Szpitalu Uniwersyteckim w Lozannie, przeprowadził badania troposfery i stratosfery nad Szwajcarią. W dolnej warstwie atmosfery, która znajduje się bezpośrednio nad Ziemią, izotopy usuwane są dość szybko poprzez pomieszanie się z deszczem lub śniegiem, bądź po prostu opadają poprzez grawitację. Jednak w stratosferze, niektóre radioaktywne cząstki pozostają uwięzione.

 

Badanie wykazało, że stężenie izotopów plutonu i cezu w stratosferze było wyższe niż w troposferze nawet 1500-krotnie. Choć testy wykonywano tylko nad Szwajcarią, zespół podejrzewa iż podobne wyniki mogą zostać osiągnięte na tej samej szerokości geograficznej w innych miejscach na Ziemi.

 

Co więcej odkryto również, że radioaktywne cząstki mogą przemieszczać się w atmosferze w wyniku zjawisk naturalnych, takich jak wybuchy wulkanów. Przykładowo gdy w 2010 roku doszło do erupcji wulkanu Eyjafjallajökull, znajdującego się na Islandii, poziom plutonu w dolnej warstwie atmosfery wzrósł.

 

Dotychczas naukowcy uważali, że radioaktywne cząstki pozostałe po dawnych próbach jądrowych będą w dzisiejszych czasach na poziomie znikomym. Jak powiedział Dr. Jose Corcho Alvarado, większość radioaktywnych cząstek jest usuwana w ciągu pierwszych pięciu lat od eksplozji ale część pozostaje w stratosferze przez kikadziesiąt lat, a być może nawet przez setki tysięcy lat.

 

Co może wydawać się dziwne, naukowiec uspokaja, że poziomy te nie są na tyle wysokie aby mogły stanowić zagrożenie dla zdrowia ludzkiego, a z drugiej strony przyznaje, że długoterminowe skutki wysokiego stężenia radioaktywnych cząstek w stratosferze nie są znane.

 

Dodaj komentarz

loading...

Za miliard lat Słońce doprowadzi do wyparowania ziemskich oceanów

Według modeli klimatycznych, nasza planeta może w przyszłości drastycznie się zmienić i będzie przypominać obecną Wenus. Jest to jednak dość odległa perspektywa a wyparowanie ziemskich oceanów zostanie spowodowane zwiększoną jasnością Słońca, a nie zmianami klimatycznymi.

 

Naukowcy dotychczas przewidywali, że powierzchnia Ziemi wciąż będzie się nagrzewać ze względu na zwiększającą się jasność naszej gwiazdy. Efekty zmian klimatycznych mogą być widoczne w ciągu dekad, natomiast w przypadku Słońca jest to możliwe na przestrzeni milionów lat. Jasność naszej gwiazdy, jak szacują naukowcy, stale wzrasta od samego początku jej narodzin, tj. od 4.5 miliarda lat a co miliard lat jej jasność wzrastała o około 7%.

 

Im większa jasność Słońca, tym więcej wody wyparuje z ziemskich oceanów a para wodna jako gaz cieplarniany będzie nagrzewać powierzchnię Ziemi, co z kolei będzie prowadzić do jeszcze większego parowania. Cykl ten będzie trwał tak długo aż dojdzie do punktu krytycznego. Uczeni podejrzewają, że właśnie taka sytuacja miała miejsce w przeszłości na planecie Wenus i doprowadziła ją do obecnego stanu.

 

Co więcej, w ciągu następnych 4 miliardów lat jasność Słońca może wzrosnąć o 60% a według najgorszych prognoz, Ziemia będzie przypominać obecną planetę Merkury. Obecnie naukowcy starają się oszacować kiedy nastąpi punkt krytyczny globalnego ocieplenia. Najnowszy trójwymiarowy model klimatyczny, opracowany przez naukowców z Laboratoire de Météorologie Dynamique w Instytucie Pierre-Simon Laplace z Francji zakłada, że do punktu krytycznego dojdzie za około miliard lat, gdy jasność Słońca osiągnie znacznie wyższy próg niż dotychczas przewidywano a temperatura powierzchni Ziemi osiągnie 70 stopni Celsjusza.

 

Uczeni którzy opracowali ten model twierdzą, że nasza planeta może znaleźć się o 5% bliżej Słońca niż obecnie i mimo tego nie straci całej swojej wody. Należy jednak pamiętać, że modele klimatyczne nie są aż tak dokładne i nie należy brać ich dosłownie. Za przykład można podać inne modele, według których punkt krytyczny na Ziemi zostanie osiągnięty już za 150 milionów lat. Mimo wszystko jest to bardzo odległa perspektywa i każdy inny przyszły model może wskazywać inną datę, gdyż uczeni zwyczajnie nie znają wszystkich zmiennych.

 

Dodaj komentarz

loading...

Pszczoły mogły wymrzeć razem z dinozaurami, twierdzą badacze

Jak obecnie wiadomo, pszczoły wymierają w zastraszającym tempie na całym świecie. Tymczasem według najnowszego badania, opublikowanego w czasopiśmie PLOS ONE, owady te niemal całkowicie wymarły 65 milionów lat temu wraz z dinozaurami.

 

Grupa australijskich i amerykańskich naukowców stworzyła model masowego wymierania pszczół z podrodziny zadrzechni (Xylocopinae), które miało miejsce między ostatnim okresem ery mezozoicznej (Kreda) a okresem ery kenozoicznej (Paleogen). Do badań wykorzystano tak zwaną technikę molekularnej filogenetyki. Analizując DNA czterech grup spośród 230 gatunków wymienionych wyżej pszczół na wszystkich kontynentach oprócz Antarktydy, uczeni dostrzegli wyraźne dowody na masowe wymieranie, jakie miało miejsce w tamtym okresie.

 

Autor badania, Sandra Rehan z Uniwersytetu w New Hampshire twierdzi, że doszło wtedy do wielkich zmian w tych czterech grupach pszczół w tym samym czasie, kiedy wyginęły dinozaury. Jej zdaniem, gdyby udało się wyjaśnić co się wtedy dokładnie stało, ludzkość prawdopodobnie będzie wiedziała jak chronić pszczoły przed ich obecnym wymieraniem.

 

Kilka miesięcy temu naukowcy opracowali małego, latającego robota, którego zaprezentowano na poniższym nagraniu. "Zrobotyzowane owady" tego typu, jeśli można je w ogóle tak nazwać, mają zastąpić pszczoły w przyszłości, gdyby całkowicie wymarły. Wygląda to jednak tak, jakby uratowanie tych owadów było niemożliwe do wykonania, bądź też po prostu nieopłacalne. Według niektórych badań, pszczoły wymierają ze względu na szkodliwe pestycydy, które nadal są rozpylane i jakoś nikomu się nie śpieszy, żeby to powstrzymać.

 

 

Źródło: http://www.plosone.org/article/info%3Adoi%2F10.1371%2Fjournal.pone.0076683

Dodaj komentarz

loading...

Fizycy sprawdzają czy wszechświat jest tylko hologramem, a nasza rzeczywistość złudzeniem

Fizycy z Fermi National Accelerator Laboratory postawili sobie za zadanie udowodnienie, czy wszechświat, który obserwujemy przez teleskopy, naprawdę istnieje, czy też jest to tylko dwuwymiarowa projekcja. Nowa teoria, którą badają obecnie naukowcy, dotyczy wszystkich aspektów rzeczywistości i kwestionuje nią samą jako coś co w istocie nie istnieje i jest tylko symulacją.<--break->

 

Pozornie istnienie naszego trójwymiarowego świata nie jest przedmiotem kontrowersji, a nasze zmysły dostarczają konkretnych informacji, które uważamy za oczywiste. Jednak to co wydaje się tak bardzo namacalne jest de facto mirażem powstającym na bieżąco.

 

Naukowcy argumentują, że informacje o wszystkim w naszym obserwowalnym wszechświecie można w rzeczywistości zakodować w maleńkich dwuwymiarowych pakietach informacji, podobnych do pikseli na ekranie, znacznie mniejszych niż pojedynczy atom. Przyznają tym samym, że istnieje możliwość, że żyjemy w jakiejś dziwnej projekcji 2D.

 

W pobliżu Chicago zbudowano podziemny obiekt, aby przetestować tę teorię. Dwa interferometry wysyłają wiązkę lasera o mocy jednego kilowata, która odbija się i rekombinuje. Naukowcy mierzą to, co nazywają „fluktuacją holograficzną” czasoprzestrzeni. Jeśli ich wyniki potwierdzą tę teorię, podstawy rzeczywistości zostaną zachwiane, a wszystko, co wiemy o wszechświecie, w jednym momen cie zostanie zakwestionowane. Innymi słowy eksperci chcą się dowiedzieć, czy czasoprzestrzeń jest układem kwantowym, tak jak materia.

 

Teoria kwantowa sugeruje, że niemożliwe jest poznanie zarówno dokładnej lokalizacji, jak i dokładnej prędkości cząstek subatomowych. Gdyby przestrzeń składała się z dwuwymiarowych bitów z ograniczonymi informacjami o dokładnym położeniu obiektów, to sama przestrzeń podlegałaby tej samej teorii niepewności. W ten sam sposób, w jaki materia nadal się kołysze (jak fale kwantowe), nawet po schłodzeniu do zera absolutnego, ta zdigitalizowana przestrzeń powinna mieć wbudowane wibracje nawet w jej najniższym stanie energetycznym.

 

Zasadniczo eksperyment bada ograniczenia zdolności wszechświata do przechowywania informacji. Jeśli istnieje określona liczba bitów, które wskazują, gdzie coś jest, ostatecznie niemożliwe staje się znalezienie bardziej szczegółowych informacji o ich lokalizacji. Instrumentem testującym te granice jest właśnie holometr Fermilab, czyli interferometr holograficzny, najbardziej czułe urządzenie, jakie kiedykolwiek stworzono do pomiaru drgań kwantowych samej przestrzeni.

 

 

Dodaj komentarz

loading...

Erupcja wulkanu Tonga stworzyła nieznane dotychczas fale w ziemskiej atmosferze

Potężne fale, które przeszły przez atmosferę po erupcji wulkanu Hunga-Tonga-Hunga-Hapai, nie przypominają niczego co widziano wcześniej.

 

Naukowcy próbują zrozumieć tajemniczą serię ogromnych zmarszczek w ziemskiej atmosferze, spowodowanych erupcją wulkanu Tonga w zeszły weekend. Dane satelitarne pokazują, że zdarzenie, które zdewastowało wyspiarski kraj na Pacyfiku, wytworzyło niezwykły wzór atmosferycznych fal grawitacyjnych. Poprzednie erupcje wulkanów nie wywołały podobnych sygnałów, co zbija z tropu ekspertów.

 

Naukowcy przyznają, że to co się zdarzyło było zupełnie wyjątkowe i nigdy wcześniej nie zaobserwowano czegoś takiego w danych. Odkrycia dokonano na podstawie zdjęć zebranych przez NASA Atmospheric Infrared Sounder (AIRS) na satelicie Aqua NASA kilka godzin po wybuchu wulkanu Hunga-Tonga-Hunga-Hapai z 14 stycznia 2022 r.

 

Obrazy pokazują dziesiątki koncentrycznych kręgów, z których każdy jest szybko poruszającą się falą w gazach atmosfery, rozciągającą się na ponad 16 tysięcy kilometrów! Fale sięgały od powierzchni oceanu do jonosfery, a naukowcy uważają, że prawdopodobnie kilkakrotnie okrążyły kulę ziemską !! Satelita AIRIS działa od około 20 lat i według niemieckich ekspertów, nigdy wcześniej nie zaobserwowano tak równych koncentrycznych wzorów fal.

 

 

Atmosferyczne fale grawitacyjne występują, gdy cząsteczki powietrza w atmosferze poruszają się pionowo, a nie poziomo. Może się to zdarzyć, gdy wiatr nabiera prędkości, gdy wznosi się nad szczytem góry, lub w wyniku konwekcji w lokalnych systemach pogodowych. Fale w górę i w dół przenoszą energię i pęd przez atmosferę, a często ich działanie przejawia się w sposobie, w jaki powodują formowanie się wysokich chmur w postaci zmarszczek. Teoretycznie szybki ruch w górę gorącego powietrza i popiołu z wybuchającego wulkanu do wyższych warstw atmosfery może generować fale grawitacyjne na znacznie większą skalę. Ale nic takiego nie zaobserwowano w poprzednich erupcjach analizowanych od czasu uruchomienia instrumentu AIRS w maju 2002 roku.

 

Najprawdopodobniej zaobserwowano jakieś nieznane zjawisko fizyczne, które dopiero wymaga poznania i opisania. Według wstępnych spekulacji duża ilość gorących gazów wulkanicznych w górnych warstwach atmosfery może napędzać takie fale. Gorący gaz unosi się wysoko w stratosferę i miesza z powietrzem.

 

Dodaj komentarz

loading...

Naukowcy odkryli, że zwierzęta lądowe widzą więcej kolorów niż wodne

Naukowcy ustalili, że zwierzęta lądowe rozróżniają więcej kolorów niż zwierzęta przystosowane do wody. Opisano to w nowym badaniem, opublikowanym 6 czerwca przez Phys.org.

Zbierając dane dotyczące wzroku od setek kręgowców i bezkręgowców, biolodzy z University of Arkansas ustalili, że zwierzęta przystosowane do lądu są w stanie widzieć więcej kolorów niż zwierzęta przystosowane do wody.

 

Jednak według naukowców historia ewolucyjna - przede wszystkim różnica między kręgowcami a bezkręgowcami - znacząco wpływa na to, jakie kolory widzi dany gatunek. Bezkręgowce widzą więcej krótkich fal świetlnych w porównaniu z kręgowcami.

 

Zdolność zwierzęcia do rozpoznawania informacji wizualnych zależy od długości fali i natężenia światła w danym środowisku. Ilość i wrażliwość na długość fali rodziny białek siatkówkowych zwanych opsynami określa widmo światła widzianego przez zwierzę, od ultrafioletu do dalekiej czerwieni.

 

Jednak bezkręgowce i kręgowce wykorzystują różne filogenetycznie opsyny w swoich siatkówkach, a naukowcy nie ustalili, czy te różne opsyny wpływają na to, co zwierzęta widzą i jak przystosowują się do światła.

 

Naukowcy porównali dane dotyczące widzenia 446 gatunków zwierząt należących do czterech typów. Jeden z tych typów zawierał kręgowce. Pozostałe typy zawierały bezkręgowce, takie jak owady, kalmary i meduzy.

 

Badanie wykazało, że chociaż zwierzęta przystosowują się do środowiska, ich zdolność do adaptacji może być ograniczona fizjologicznie. Chociaż kręgowce i bezkręgowce generalnie używają tego samego typu komórek do widzenia, budują te komórki inaczej. Ta różnica fizjologiczna może wyjaśniać, dlaczego bezkręgowce lepiej widzą światło o krótkich falach, nawet jeśli środowisko predysponuje kręgowce do widzenia również światła o krótkich falach.

 

Różnica może wynikać ze stochastycznych mutacji genetycznych występujących u kręgowców, które mogą ograniczać zasięg światła w ich wzroku - twierdzą naukowcy.

 

Dodaj komentarz

loading...

Naukowcy obliczają ilość mikrodrobin plastiku w pajęczynach

Wcześniej mikrodrobiny plastiku znajdowano w najbardziej nieoczekiwanych miejscach - od głębin oceanów po nasze własne ciała. Te maleńkie cząsteczki plastiku swobodnie przemieszczają się w powietrzu, a jak skutecznie to robią, „powiedziały” nam lepkie nitki sieci pajęczych.

 

W ostatnich latach pojawiła się rosnąca liczba alarmujących doniesień o mikrodrobinach plastiku – maleńkich cząsteczkach plastiku nie większych niż pięć milimetrów – znajdowanych w najbardziej nieoczekiwanych miejscach. To wszechobecne zanieczyszczenie zostało znalezione na szczycie Chomolungmy, najwyższej góry na Ziemi, w rybach i zostało nawet znalezione w próbkach ludzkiej krwi.

 

Nie ma wątpliwości, że mikrodrobiny plastiku są w stanie rozprzestrzeniać się w powietrzu, chociaż naukowcy nie byli wcześniej w stanie śledzić ilości zanieczyszczeń przemieszczających się w ten sposób. Teraz byli w stanie to zrobić - i to nie za pomocą specjalnych urządzeń, ale po prostu przez policzenie mikroplastików przyklejonych do pajęczyn.

 

W trakcie badania naukowcy zebrali sieci w pobliżu przystanków autobusowych w mieście Oldenburg w północno-zachodnich Niemczech. Następnie próbki poddano analizie laboratoryjnej - naturalnie ujawniły się na nich przylegające cząsteczki mikroplastiku. Kolejna rzecz była zaskakująca, ilość mikroplastiku w sieciach pajęczyc wynosiła do dziesięciu procent ich własnej wagi.

 

Najbardziej przylegającymi próbkami były PET (politereftalan etylenu) - przypuszczalnie wyłapany w sieci z ubrań odwiedzających przystanek autobusowy - oraz mikroskopijne cząstki opon samochodowych powstające podczas hamowania i przyspieszania samochodów. Pająk siedzący w sieci nad drogą nie podejrzewa nawet, że ​​działa jak „biodetektor” zanieczyszczeń.

 

Chociaż wyniki badania są tylko kolejnym ponurym przypomnieniem wszechobecności mikrodrobin plastiku, naukowcom udało się przetestować i ocenić nowy, tani sposób monitorowania zanieczyszczenia. Zespół twierdzi, że sieci pajęcze mogą być wykorzystywane jako biodetektor w różnych badaniach środowiskowych od ponad 30 lat, ale po raz pierwszy zostały wykorzystane do śledzenia ilości mikrodrobin plastiku w powietrzu.

 

Zadaszone przystanki autobusowe znajdują się w wielu krajach, a pająki z ich pajęczynami rozsiane są rozsiane po całym świecie, więc teraz, nawet bez drogiego sprzętu, ekolodzy będą mogli monitorować zanieczyszczenie powietrza miejskiego mikroplastikami. Zapobiegnie to przynajmniej wzrostowi stężenia zanieczyszczenia, bo wtedy już może stać się zagrożeniem dla zdrowia ludzi.

 

Badanie zostało opublikowane w czasopiśmie Science of the Total Environment.

Dodaj komentarz

loading...