Jednoduché vylepšení podstatně zlepší zvukové izolační vlastnosti materiálu používaného při konstrukci letadel. V křídlech a stěnách trupu často najdeme polyuretanové desky s šestiúhelníkovými otvory, které svým vzhledem připomínají včelí plástve (viz obr.). Jsou pevné a lehké, tedy pro konstrukci látajících strojů velmi vhodné. Nicméně zvuk motoru s frekvencí pod 500 Hz izolují velmi špatně, takže při letu nás hluk neustále obtěžuje. Inženýři z North Carolina State University v Raleigh pod vedením Yun Jinga zjistili, že potáhneme-li tento materiál folií z gumy silnou 0,25 mm, jeho izolační vlastnosti se podstatně zlepší. Pro frekvence pod 500 Hz dosáhne utlumení 50 dB při nárůstu hmotnosti 6%. Strukturu nového materiálu vidíme na obrázku (Appl. Phys. Lett. 106, 171905 (2015); http://dx.doi.org/10.1063/1.4919235).

Nejstarší předmět z kelímkové oceli ve východní Evropě nalezli ruští archeologové z Archeologického ústavu Ruské akademie věd pod vedení Ajsi Engovatové. V hromadném hrobě z doby obléhání Jaroslavi roku 1238 poblíž jejího historického centra před sedmi lety odkryli zohýbanou a poškozenou čepel šavle. Patřila zřejmě významnému bojovníku Batu chána, panovníka mongolské Zlaté Hordy, vnuka Čingischánova, jehož vojska tehdy Jaroslav obléhala. Důkladný průzkum struktury jejího materiálu odhalil, že je z kelímkové oceli, což je díky své větší homogenitě kvalitnější materiál než ocel získávaná kováním. V Evropě se tato technologie rozšířila až v 18.století. Poprvé se kelímková ocel objevila počátkem letopočtu v Indii, od 8.století se rozšířila ve střední Asii. Jaroslavský nález si můžeme prohlédnout na obrázku (foto Archeologický ústav, Ruská akademie věd).

Výrazně rozšířit možnosti bezpilotních letounů se podařilo Danilu Wilsonovi z University of Syndey. V rámci svého doktorandského studia vyřešil problém doplňování paliva za letu. Video z úspěšného testu nad letištěm Marulan si můžeme prohlédnout zde. U velkých pilotovaných letounů jde o zavedenou technologií starou půl století. Malé bezpilotní stroje vyžadují větší přesnost, ale lépe se s nimi manévruje. Pro řízení celého manévru užívá infračervenou kameru pro snímání světla z infračervených pozičních diod, dále signálu z GPS, akcelerometru a gyroskopu. Záběr z testu nad marulanským letištěm vidíme na obrázku (foto University of Sydney).

Včely a čmeláci dávají přednost cukernému roztoku, který obsahuje pesticidy neonikotinoidového typu před roztokem čistým. Zjistil to tým prof. Geraldine A.Wright z Newcastle University za spolupráce s biology z dublinské Trinity College. Při jejich experimentech včely medonosné (Apis millifera) a čmeláci zemní (Bombus terrestris) dávali přednost tomu roztoku, který obsahoval stopy pesticidů imidaklopridu, thiametoxamu nebo klothianidinu. Příčinu se odhalit nepodařilo. Jejich přítomnost nezpůsobovala speciální odezvu chuťových neuronů, ani neovlivňovala signály z chuťových neuronů citlivých na sacharózu. U zkoumaných blanokřídlých zřejmě neonikotinoidy žádné chuťové vjemy nevyvolávají. Jde o závažné zjištění, protože zmíněné pesticidy pravděpodobně odpovídají za rozsáhlé úhyny včel. Pokud z jakýchkoli důvodů upřednostňují potravu, která je obsahuje, tyto sloučeniny by se v jejích tělech koncentrovaly. V roce 2013 Evropská komise dočasně zakázala užívání zmíněných neonikotinoidových pesticidů, který platí do konce letošního roku. Nicméně pokud se nepodaří pokročit ve výzkumech dále a nebudeme vědět, jak včely neonikotinoidy rozpoznají a proč jim dávají přednost, stále hrozí velké riziko nesprávných závěrů.

Legenda k obrázku: Včela medonosná (Apis mellifica): 1 – trubec, 2 – královna, 3 – dělnice. V levé části jsou znázorněny jejich nohy ve větším zvětšení: a – košíček, b – kartáček pro sběr pylu. Obrázek převzat z Brehmova života zvířat, díl I., vydáno Nakladatelstvím J.Otto, společnost s r.o. v Praze, 1929. Link z obrázku vede na obrázek s chemickou strukturou zmíněných sloučenin.

28.4.2015: V souvislosti s výsledky výzkumu týmu profesorky Geraldine A. Wright nabývá na zajímavosti i výzkum Davida Baracchiho a Larse Chittky z Queen Mary University of London a Marka J. F. Browna z Royal Holloway University of London. Zjistili, že střevní parazitární infekci prvokem Crithidia bombi u čmeláků zpomaluje nikotin, který sají s květním nektarem některých lilkovitých (Solenaceae) a lip (Tilia).

Novou metodu, jak postupně uvolňovat z parfémů voňavé alkoholy, vyvinuli H. Q. Nimal Gunaratne, Peter Nockemann a Kenneth R. Seddon z Queen's University of Belfast. Látky s příjemným arómatem jsou těkavé, takže bez stabilizátorů z vonných směsí uniknou příliš rychle. Belfastští chemici je naváží je na kationty v iontové kapalině pomocí poloacetalové vazby R-CH(OR)-OH, která vzniká reakcí aldehydů s alkoholy. V nepřítomnosti vody je vazba pevná a vůně se neuvolňuje. Jakmile se objeví voda, např. při vylučování potu, vazbu zhydrolyzuje a vonné alkoholy mohou uniknout. Na obrázku vidíme schéma těchto reakcí pro 2-fenylethanol vonící po růžích.

Novou metodu studia elektrických polí při bouřkách pomocí kosmického záření rozpracovali prof.Heino Falcke a jeho PhD student Pim Schellart z Radboud Universiteit v nizozemském Nijmegenu spolu s kolegy z Groningenské univerzity a dalších akademických pracovišť. Při nárazech částic kosmického záření na atomy plynů v horních vrstvách atmosféry vzniká sprška elektronů, která pokračuje dál k zemskému povrchu. Doprovází je další elektrony a pozitrony, které vzniknou rozpadem vysoce energetických gama fotonů kosmického záření na pár elektron-pozitron. Při pohybu těchto nabitých částic v zemském magnetickém poli vzniká elektromagnetické záření, které detekovali na radioteleskopu LOFAR. Z porovnání měření za jasného počasí a během bouřky lze určit údaje o elektrických polích, z nichž vznikají blesky.

Na obrázku NASA vidíme hustotu blesků na jednotlivých místech Zeměkoule. Nejtmavší fialová značí nejnižší hustotu, bílá nejvyšší. Šedé odstíny vyznačují neprozkoumané oblasti.

jednovaječných dvojčat pro kriminalistické účely zvládl Dr.Graham Williams se svou výzkumnou skupinou forenzní genetiky z britské University of Huddersfield. Pořadí nukleotidů je u jednovaječných dvojčat totožné, takže standardní metody molekulární genetiky selhávají. Doposud to bylo možné jen na základě identifikace nových mutací, které vznikly za života jednovaječných sourozenců. Při tom je nutné prohlédnout nesmírně rozsáhlé úseky jejich deoxyribonukleové kyseliny, což analýzu prodražuje a protahuje. Williamsova metoda vychází z přesného určení teploty, kdy se dvoušroubovice DNA rozpadá na jednotlivé řetězce. S rostoucí methylací klesá. Methylací rozumíme navázání methylové skupiny -CH₃ na dusíkaté báze nukleové kyseliny (viz obr.), a to z vnější strany dvoušroubovice. Tímto způsobem organizmy regulují genovou expresi během svého života, čímž zabudují do svého genomu získané vlastnosti. Čím budou jednovaječná dvojčata starší, tím rozdílnější bude vliv prostředí na ně a tím odlišnější bude methylace jejich DNA.

akademon.cz 5.6.2006: Co je to epigenomika

akademon.cz 27.12.2009: Methylace DNA

akademon.cz 21.8.2010: Methylace prodlužuje život

akademon.cz 6.8.2012: Methylace DNA reguluje paměť

Tisková zpráva Philips: Vývoj technologií jde neustále kupředu, přináší nám nové výhody a vylepšuje náš život. Společnost Philips, světový lídr v oblasti osvětlení, přináší inovativní systém inteligentního osvětlení CityTouch, které je ovládáno dálkově pomocí mobilních a cloudových technologií. Los Angeles se stalo prvním městem na světě, které tuto technologii využívá pro kompletní řízení svého veřejného osvětlení. CityTouch však nalezneme i u nás, úspěšně ji začalo využívat město Kladno.

Ačkoli technologii CityTouch již využívá 31 zemí po celém světě, instalace v americkém Los Angeles je unikátní v tom, že propojuje veškeré osvětlení po celém městě. Los Angeles má více pouličních světel s LED technologií než kterékoli jiné město v USA, proto bylo nutné najít řešení, které by umožňovalo vzdálenou kontrolu a zároveň přesně informovalo o spotřebě každého jednotlivého světla. Zároveň mělo být jednoduché na instalaci a flexibilně zapadnout do plánů tzv. „chytrého města“. Řízení a správa je po zavedení CityTouch možná dálkově, pomocí sítě. Díky použití mobilní čipové technologie vložené do svítidla je totiž v rámci sítě každá žárovka identifikovatelná. Správce může získávat detailní informace o vzniklých poruchách a vzdáleně je řešit. Navíc přináší volbu režimu stmívání každého jednotlivého svítidla pro jakýkoli den v roce.

Technologie CityTouch je k vidění i v České republice. Ve městě Kladno přispěla ke zvýšení bezpečnosti v místě důležitého dopravního uzlu, kde ústí výjezd hasičského sboru a sanitních vozů. Právě hasiči a záchranáři, společně s policií, sdílí přístup do rozhraní s ovládáním osvětlení a v případě nutnosti mohou aktivovat výstražný režim svícení. Z hlediska bezpečnosti se jedná o významný preventivní krok pro minimalizaci rizika dopravních nehod.

Veřejné osvětlení spotřebuje až 19 % celosvětové energie, v rámci udržitelného rozvoje je tak třeba hledat rovnováhu mezi potřebami obyvatel a šetrným přístupem k životnímu prostředí. CityTouch díky LED technologii nabízí úsporu až 80 % energie a několikanásobně delší životnost žárovek. Navíc dokáže analyzovat data z každé jednotlivé žárovky a umožní tak optimalizovat spotřebu elektrické energie za zvolené časové období pro libovolná svítidla.

předvedl 14.dubna t.r. na konferenci Paleoantropologické společnosti v San Francisku tým Doc.Soniy Harmand ze Stony Brook University ve státě New York. Jde o 19 kamenných odštěpků a jader, ze kterých byl odštípnuty. Jejich stáří přesahuje 3 miliony let. Pocházejí z naleziště západně od keňského jezera Turkana. První příslušníci rodu Homo se objevil asi před 2,8 milionu let. Vypadá to, že v rozporu s našimi dosavadními představami nástroje začali používat naši ještě starší, primitivnější předkové rodu Australopithecus. Nástrojem míníme v tomto případě opracovanou přírodninu, nikoliv pouhý sebraný klacek nebo kámen, které využívají i některá zvířata.

Videokameru, která napájí sama sebe, zhotovili technici z newyorské Columbia University pod vedením prof. Shree K. Nayara. Jednotlivé fotodiody vytvářející snímací čip neustále přecházejí ze záznamového do fotovoltaického módu a zpět. Zatím zaznamenají obraz o rozměrech 30 x 40 pixelů, což je právě tak na zobrazení lidské tváře, jejíž snímek shlédneme zde. Vlastní kameru vidíme na obrázku (foto Columbia University). Dostatek energie dodá světlo o intenzitě 300 luxů. Za letního dne ve stínu dosahuje intenzita světla až 10.000 luxů, osvětlení místností se pohybuje okolo 500 luxů.

Od roku 1870 vzrostla průměrná výška evropských mužů o 11 cm, severoamerických jen o 6 cm. Nicméně Nizozemci jsou nyní o celých 20 cm vyšší než jejich předkové. Rozsáhlý statistický výzkum na desítkách tisíc lidí ukázal, že příčiny tohoto rozdílu jsou ryze kulturní. Vysocí Nizozemci měli zejména v letech 1935 - 1967 více dětí, než menší. Zjistil to Gert Stulp z Rijksuniversiteit Groningen (Groningenská univerzita) se svými kolegy.

Barvu povrchu těla umí měnit leckterý živočich, ale změnit svou kůži z hladké na hrbolatou během 330 sekund dokáže mezi obratlovci jen žába Pristimantis mutabilis. V ekvádorském mlžném pralese ji objevili Tim a Katherine Krynak, po řadě ze zoologické zahrady Cleveland Metroparks a Case Western Reserve University rovněž v Clevelandu. Nalezli ji v přírodní rezervaci Las Gralarias, asi 35 km západně od ekvádorského hlavního města Quita. Délka těla dospělých samečků o něco přesahuje 17 mm. Samičky jsou větší, dorůstají až 23,2 mm. Tento jev byl již u žab pozorován, avšak nikdy neprobíhal tak rychle. Některé druhy žab mění povrch své kůže v závislosti na ročním období. Změnu povrchu těla žáby P.mutabilis vidíme na obrázku (foto Zoological Journal of the Linnean Society, DOI: 10.1111/zoj.12222)

Doposud geologové předpokládali, že Panamská šíje, která spojuje Severní a Jižní Ameriku, vznikla před 3 miliony let. V andských říčních usazeninách na severu Jižní Ameriky starých 13 - 15 milionů se nacházejí úlomky minerálu zirkonu, které nepochybně pocházejí z Panamské šíje. Zanést je tam mohly pouze řeky přitékající z té oblasti, přes moře se dostat nemohly. Ve starších vrstvách po nich nenajdeme ani stopy. Panamská šíje nejspíš propojila oba kontinenty zhruba o deset milionů let dříve, než jsme se doposud domnívali. Dospěl k tomu kolumbijsko-americký geologický tým pod vedením Camilo Montese z Universidad de los Andes v kolumbijské Bogotě. Zirkon je křemičitan zirkoničitý ZrSiO₄ krystalující ve čtverečné soustavě. Původ minerálů se určuje na základě analýzy stopových znečištění, které je pro každou oblast typické. Jeho stáří určil Montesův tým na základě analýzy produktů radioaktivního rozpadu stop uranu.

16.6.2015: Vyšší věk Panamské šíje potvrdily i důkladné biologické studie šíření druhů, které provedl na základě fosilních nálezů Alexandre Antonelli z Göteborgské univerzity ve Švédsku spolu se svými kolegy. Zjistili šíření suchozemských organismů ze severu na jih již v období před 20 až 6 miliony let a tomu odpovídající oddělení atlantických a pacifických organismů před 23 až 7 miliony let. Před šesti miliony let výrazně narostl i pohyb suchozemských živočichů k severu. Ke vzniku Panamské šíje nemusilo nezbytně dojít už před dvaceti miliony let, protože i suchozemské organismy mohou překonávat nepříliš rozlehlé vodní plochy.

glioblastomu, jednoho z nejčastějších mozkových nádorů, odhalil tým prof. Davida Sabatiniho z MIT. Je jím enzym GLDC, který jediný dokáže rozložit aminokyselinu glycin (viz obr.). Bez něj nádorovou buňku rychle zaplaví její vlastní toxické produkty, takže uhyne. Link z obrázku nás navede na fotografii preparátu mozkového řezu s glioblastomem (Wikimedia Commons, foto Sbrandner, GNU Free Documentation License 1.2).

vyvinula polská společnost Moratex. Tvoří ji pouzdro s tzv.nenewtonovskou kapalinou, u níž rychlost deformace není úměrná mechanickému napětí. Při tlacích vyvolaných dopadem střely se stane mnohem viskóznější. Přesné složení Moratex nepublikuje. Na obrázku vidíme její chování v okamžiku zásahu střelou (foto Moratex). Doposud se pro výrobu ochranných neprůstřelných vest používá nejvíc kevlar, který je mnohem těžší. Kapaliny, se kterými si běžně setkáváme, jako voda, líh, benzín, nafta, jsou všechny newtonovské. Příklad nenewtonovské kapaliny je směs vody a škrobových zrn. Rovněž některé nátěrové hmoty jsou nenewtonovskými kapalinami, jejichž viskozita klesá při roztírání. Nazýváme je tixotropní.

Video o novém produktu Moratexu najdeme zde.

Jak ukazuje stručný přehled na konci této aktuality, mnoho vědeckých týmů věnuje svou pozornost problematice plastů, která samostatně zahladí své poškození. Pozornost se nyní obrací k betonu, velmi rozšířenému stavebnímu materiálu. Cílem mezinárodního projektu healCON, který koordinuje prof.Nele De Belie z Ghentské univerzity v Belgii, je dospět k technologii použitelné ve stavebnictví. Jednou možností je přidat do betonu polymer, který velmi dobře pohlcuje vodu. Když vznikne prasklinka, polymer začne pohlcovat pronikající vlhkost. Jeho objem narůstá, dokud nevyplní celou puklinu. V úvahu přichází rovněž užití bakterií, které produkují uhličitan vápenatý. Pracovat začnou také v okamžiku, kdy k nim pronikne vlhkost. Je zjevné, že uvedené technologie nenahrazují beton rovnocenně pevnou látkou. Cílem projektu je zajistit samoopravitelnost drobných trhlinek, které ještě nenarušují pevnost, ale izolační vlastnosti. Do betonu a skrz něj jimi proniká voda. A z malých prasklin časem mohou vzniknout velké.

akademon.cz 3.8.2014: Zhojení pod vodou

akademon.cz 16.6.2014: Hojení plastů

akademon.cz 2.10.2013: Hojící se polymer

akademon.cz 16.3.2009: Samoobnovitelný polymer

akademon.cz 23.5.2008: Trhlina se zacelí sama

Lesňáček černohlavý (Setophaga striata) z řádu pěvců přeletí ze severovýchodu Severní Ameriky do Karibiku bez zastávky, odpočinku a jídla. Vzdálenost kolem 3.000 km urazí během tří dnů. Obdivuhodný výkon na ptáčka, který váží nanejvýš 21 g a průměrně 12 - 15 g. Jeho tělo dosahuje délky 15 cm a rozpětí křídel se pohybuje mezi 20 - 25 cm. Tedy žádný kondor! Ornitologové ho již 50 let podezřívali, že podstupuje takto vyčerpávající přelet. Teprve nyní dosáhla miniaturizace takové úrovně, aby bylo možné vybavit geolokátory i tak drobné ptactvo. Na výzkumu se podílel William V. DeLuca z University of Massachusetts v Amherstu spolu s experty z Vermont Center for Ecostudies a D. Ryanem Norrisem a jeho kolegy z University of Guelph v kanadském Ontariu. Z Karibiku po přestávce lesňáček pokračuje na svá definitivní zimoviště ve Venezuele a Kolumbii. Na obrázku ho vidíme s připevněným geolokátorem (foto Vermont Center for Ecostudies).

péče o potomstvo u hmyzu nalezli a popsali ve 100 milionů let starém kusu jantaru Bo Wang a Torsten Wappler z Bonnské univerzity spolu s kolegy z Čínské akademie věd, Gdaňské univerzity a Slezské univerzity v Katovicích. Fosilizovaná v jantaru zalitá toulice Wathondara kotejai z čeledi Ortheziidae řádu polokřídlých (Hemiptera) nese na spodní části těla vak s oplodněnými vajíčky a několik čerstvě vylíhlých larev. Fosilie pochází z nalezišť jantaru z období křídy ve střední Barmě. Kresbu fosilie vidíme na obrázku (eLife 2015;4:e05447).

4.2.2016: Ještě výrazně starší doklad péče o potomstvo nalezli Jean-Bernard Caron z Royal Ontario Museum a Jean Vannier z Université Claude Bernard Lyon u fosilií dávno vyhynulého mořského korýše Waptia fieldensis. Důkladně prozkoumali jeho 508 milionů let staré zkameněliny, nalezené již zhruba před sto lety. Pocházejí z proslulého kanadského naleziště v Burgesských břidlicích v kanadské provincii Britská Kolumbie. Jde o jedno z nejstarších nalezišť zkamenělin živočichů vůbec. Ve fosilizovaném těle živočicha nalezli vajíčka, které již obsahovala vyvíjející se embrya.

vhodný pro 3D tisk připravil Andrew J. Boydston se svými kolegy z University of Washington v americkém Seattlu. Mechanochromní nazýváme takovou látku, která vlivem mechanického pnutí změní svou barvu. Konkrétně do makromolekuly polykaprolaktonu [-O-(CH₂)₅-CO-]_n zabudovali molekuly spiropyranu. Polymerní řetězce přenesou mechanické působení na tuto molekulu a tahem ji přemění na fialově zbarvený merocyanin. Na obrázku vidíme změnu barvy polymeru v důsledku tahu (dx.doi.org/10.1021/am506745m, ACS Appl. Mater. Interfaces 2015, 7, 577-583). Na animaci, která znázorňuje průběh chemické reakce způsobené pnutím, se dostaneme přes link z obrázku.

Parazitický prvok Toxoplasma gondii ovlivňuje chování svého hostitele nejspíše prostřednictvím acetylace lysinu v astrocytech, což jsou velké rozvětvené hvězdicovité buňky s dlouhými výběžky, které podpírají a vyživují mozkové neurony. Jedním svým výběžkem se dotýkají jeho povrchu, druhým přiléhají na stěnu krevní kapiláry. Na základě svých výzkumu k tomu dospěl prof.William J.Sullivan se svým týmem z z lékařské fakulty Indiana University. Lysin je jedna ze základních aminokyselin, které se podílejí na stavbě bílkovin. Po jejich syntéze uvnitř buňky dochází ještě k chemické modifikaci bílkovin, a to navázáním nejrůznějších funkčních skupin, např. methyl skupiny -CH₃. Jednou možností je i navázání acetylové skupiny CH₃(C=O)-, která je odvozena od kyseliny octové. Uvnitř našich buněk k tomu běžně dochází. T. gondií ovlivňuje aktivitu enzymů, která za to zodpovídají. V důsledku toho se acetyluje až dvakrát více lysinu než v neinfikovaných buňkách. Strukturu aminokyseliny lysinu (vlevo) a acetylovaného lysinu (vpravo) si můžeme prohlédnout pomocí linku z obrázku. Na obrázku samotném vidíme mikroskopický snímek aktivního stádia prvoka Toxoplasma gondii obarveného Giemsovým roztokem. Délka buněk na obrázku se pohybuje v rozmezí 4 - 8 mikrometru, šířka 2-3 mikrometry, foto Centers for Disease Control.

akademon.cz 6.5.2009: Acetylace lysinu v bakteriích

prof.Jaroslav Flegr 4.4.2015: Tak masivní změny kdekoli v mozku na chování vliv mít mohou. Je ovšem otázkou, zda je za ty acetylace toxoplasma odpovědná přímo, nebo jen nepřímo – aktivací imunitního systému. I v mozku fungují imunocyty a dosti čile si pomocí lymfokinů „povídají“ s neurony a jinými mozkovými buňkami.