Cвет и квантовые точки превращают растения в водород

Поделиться



Водород является экологически чистым источником энергии, ведь при использовании его в качестве автомобильного топлива в атмосферу выделяется только водяной пар. Однако, производится водород обычно из природного газа или из других загрязняющих веществ, и такой процесс производства может нанести ущерб окружающей среде. Поэтому ученые постоянно ищут экологически чистый и эффективный способ получения водорода, и вот недавно исследователи из Кембриджского университета предложили свой метод производства этого газа.





Кембриджские ученые, как и многие другие исследователи до них, решили использовать биомассу в качестве источника водорода, в частности, они сосредоточились на лигноцеллюлозе, которая содержится в растениях.

«Лигноцеллюлоза является эквивалентом природного железобетона, она состоит из необычайно прочных целлюлозных волокон, которые соединены между собой лигнином и гемицеллюлозой, которые действуют как клей. Такая жесткая структура дает растениям механическую устойчивость», — рассказал Мориц Кюнель, один из авторов исследования.





Все предыдущие способы получения водорода из лигноцеллюлозы предполагали использование высоких температур, но в новом методе используется только свет, что позволяет значительно снизить энергоемкость процесса. Ученые добавили раствор щелочи, содержащий наночастицы (квантовые точки) сульфида кадмия, которые являются полупроводниками, к биомассе, которую затем подвергли воздействию света, благодаря чему из биомассы начал вырабатываться водород. В качестве биомассы исследователи использовали бумагу, листья и кусочки дерева.

«Наша технология обеспечивает производство чистого водорода из необработанной биомассы в естественных условиях. Мы рассматриваем его как новую и жизнеспособную альтернативу высокотемпературных методов производства водорода. В настоящее время мы изучаем возможности коммерциализации нашей технологии», — сказал Эрвин Рейснер, глава лаборатории Кембриджского университета, где проводились исследования.опубликовано  

 

P.S. И помните, всего лишь изменяя свое потребление — мы вместе изменяем мир! ©

 

Источник: newatlas.com/clean-hydrogen/48406/

Гвоздика и серебро улучшат биоразлагаемую пищевую пленку

Поделиться



Для упаковки пищевых продуктов обычно используется полиэтиленовая пленка, которую сложно утилизировать, и она остается на свалках в течение многих лет после захоронения, причиняя серьезный вред окружающей среде. Ученые из Каунасского технологического университета попытались решить эту серьезную экологическую проблему и разработали новую пищевую пленку, которая является не только биоразлагаемой, но еще и дольше сохраняет еду свежей.





Пленка сделана в основном из растительной целлюлозы, а также содержит эфирное масло гвоздики и наночастицы ионного серебра. Масло гвоздики придает пленке анти-окислительные свойства, связывая свободные радикалы, а ионы серебра отвечают за противомикробные свойства, уничтожая микроорганизмы. Добавление серебра также делает пластик более эластичным и прочным.





По словам исследователей, материал полностью разрушается в течение двух лет после утилизации. Сейчас ученые работают над коммерциализацией технологии. До этого другие исследователи разрабатывали биоразлагаемую пищевую пленку, используя экстракт семян грейпфрута, орегано эфирное масло и молочный протеин. опубликовано  

 

P.S. И помните, всего лишь изменяя свое потребление — мы вместе изменяем мир! ©

Источник: ecotechnology

Наночастицы редких металлов и свет превращают углекислый газ в топливо

Поделиться



Используя лишь свет и крошечные наночастицы редкого металла родия, исследователи из Университета Дьюка нашли способ превратить углекислый газ в компонент топлива. В недавно обнаруженной химической реакции можно использовать естественный солнечный свет, чтобы снизить растущий уровень CO2 в атмосфере без образования нежелательных побочных продуктов, таких как токсичные окиси углерода.





Использование света, а не тепла не только более эффективно при реакции с родием, но и способствует образованию преимущественно метана, а не нежелательных побочных продуктов.

Порошкообразный материал, состоящий из синтезированных наночастиц родия, был помещен в камеру реакции со смесью диоксида углерода и водорода. Когда наночастицы подвергались воздействию мощного ультрафиолетового светодиода, реакция проходила при комнатной температуре с получением исключительно метана, а когда реакция проходила при температуре 300 градусов по Цельсию, то в результате получалась смесь с равными долями метана и ядовитой окиси углерода.





Родий в небольших количествах используется в качестве катализатора для ускорения процессов в производстве удобрений, моющих средств и фармацевтических препаратов. Также он используется как каталитический нейтрализатор в выхлопных системах автомобилей.

Сейчас исследователи собираются проверить эффективность использования солнечного света в других реакциях, где родий используется в качестве катализатора. Они также надеются использовать родий для повышения производительности солнечных батарей. опубликовано 

 

P.S. И помните, всего лишь изменяя свое потребление — мы вместе изменяем мир! ©

Источник: ecotechnology

Как сельскохозяйственные культуры впитывают в себя наночастицы

Поделиться



        Впервые ученые отследили поглощение сельскохозяйственными культурами наночастиц из почвы и проанализировали химическое состояние их металлических элементов. Оказалось, что цинк растворяется и накапливается по всему растению, в то время как церий в тканях растения не растворяется. Эти результаты вносят свой вклад в противоречивые дебаты о токсичности наночастиц для растений и вероятности попадания искусственных наночастиц в пищевую цепочку. Исследование было опубликовано 6 февраля в журнале ACS Nano.

        Международную исследовательскую команду возглавил Jorge Gardea-Torresdey из Университета Техаса в Эль-Пасо. В нее вошли ученые из Университета Калифорнии в Санта-Барбаре, Национальной лаборатории ускорителей SLAC в Стэндорде (Калифорния) и с Европейской установки синхротронного излучения (ESRF) в Гренобле (Франция).

        «На рынке появляется все большее число товаров, содержащих искусственные наночастицы, которые в конечном итоге окажутся в воде, почве и воздухе. Вот почему очень важно изучать взаимодействие между сельскохозяйственными культурами и наночастицами, так как возможная транслокация последних в пищевую цепочку начинается здесь», — говорит Jorge Gardea-Torresdey, профессор и декан факультета химим Университета Техаса в Эль-Пасо.





        Ученые сосредоточили свое внимание на соевых бобах, пятой по величине культуре в мировом сельскохозяйственном производстве и второй в США. Почва, в которой росли растения, смешали с окисью цинка (ZnO) и двуокисью церия (CeO2, наноцерий) — наночастицами, являющимися одними из наиболее часто используемых в индустрии. ZnO широко применяется в солнцезащитных продуктах, в газовых сенсорах, антибактериальных агентах, оптических и электронных устройствах, а также в качестве красителя.

        Наноцерий — великолепный катализатор для внутреннего сгорания и крекирования нефти. Он также используется в газовых сенсорах, солнцезащитных товарах и косметических кремах. Когда соя в парниках поспела, ученые приступили к изучению распределения цинка и церия по растению. Использование микроскопических рентгеновских лучей в синхротроне на базе ESRF и Стэнфордского источника синхротронного излучения (SSRL) позволило исследователям определить химическую форму этих металлов, к примеру, были ли они по-прежнему связаны с наночастицами или растворились и образовали связи с тканями растения.

        Оказалось, что церий присутствует не только в узелках растения, близких к почве, но и в стручках. Детализированный спектральный анализ сигналов рентгенограммы показал, что церий в узелках и стручках — в том же химическом состоянии, что и в наночастицах. Однако часть церия изменила степень окисления с Ce(IV) до Ce(III), что может изменить химическую активность наночастиц.





        Цинк был обнаружен в узелках, стеблях и стручках в больших концентрациях, чем у контрольной группы. Спектральный анализ не показал присутствия в растениях цинка, связанного в виде ZnO наночастиц, что означает биотрансформацию цинка в наночастицах. Спектр позволяет предположить, что органические кислоты, такие как цитраты, являются возможными лигандами для цинка.

        «Поскольку цинк присутствует в большинстве растений, неудивительно, что цинк из наночастиц в почве способен проникнуть в ткань растений. Но растения способны усваивать более опасные элементы, такие как кадмий или мышьяк, которые, используясь в наночастицах, могут представлять реальную угрозу», — говорит Hiram Castillo.

        «Наши результаты также показали, что, если наноцерий CeO2 присутствует в почве, он может поглощаться пищевыми сельскохозяйственными культурами. У церия нет химического партнера в тканях растения, и он не биотрансформируется в соевых бобах, но он все равно достигает пищевой цепочки и следующего поколения сои», — добавляет Jorge Gardea-Torresdey.

        «Следует помнить, что как только искусственные наночастицы попадают в пищевую цепочку, процесс становится накопительным. Допустимые сегодня уровни завтра могут стать опасными. Поэтому важно изучать не только возможность поглощения синтетических наночастиц из почвы, но и то, как они биотрансформируются в растениях», — заключает ученый.

 

Источник: /users/104

Светящиеся мыши покажут где накапливаются наночастицы

Поделиться







Мыши, светящиеся под ультрафиолетовым светом, показывают, как происходит накопление наночастиц в организме.

Наночастицы все чаще используются в очистке воды, упаковке пищевых продуктов, косметических средствах. Однако ученым не удавалось оценить количественное накопление наночастиц в тканях организма, не повреждая их. Исследователи ввели светочувствительные наночастицы, в несколько нанометров диаметром. Их можно увидеть на коже мышей под воздействием УФ-излучения с помощью метода атомно-эмиссионной спектроскопии.





Уоррен Чен из Университета Торонто обнаружил, что концентрация частиц в коже грызунов непосредственно связана с введенной дозой и накоплением в других органах. Ученые надеются, что это открытие будет использовано для более точных прогнозов того, как наночастицы ведут себя в организме.



Источник: nauka24news.ru/

Учеными проанализировано влияние на ДНК человека нано частиц

Поделиться



    




Учеными проанализировано влияние на ДНК человека нано частиц. Группой экспертов научно-технологического института штата Массачусетс и университета Гарварда, проанализированы данные, направленные на установление степени воздействия наночастиц на ДНК человека, часто присутствующих в косметике и продуктах питания. Научную деятельность ученых финансировал государственный бюджет соединенных штатов Америки с перечислением средств из национального управления здравоохранения региона. Отметим, что наночастицы применяются буквально везде! Ими часто дополняют продукты питания и средства косметического

Генетические мутации не связаны с развитием болезней

О том, что человек несовершенен, говорили еще древние мудрецы. Это подтверждают и современные исследования: ученые выяснили, что у каждого человека есть определенные генетические вариации, которые определяют его предрасположенность к тем или иным болезням или неправильному развитию. Однако, как ни странно, эти дефекты становятся причиной болезни намного реже, чем должны были бы. Ученые ужа давно установили, что каждый человек несет определенный набор поврежденных вариаций ДНК и не все они вызывают болезни, однако

Генетический анализ останков Этци раскрывает новые сведения о его жизни

Исследователи выполнили детальный анализ ДНК «ледяного человека» Этци, мумии человека, обнаруженной в 1991 году в области альпийского ледника. По предварительным оценкам возраст мумии человека, погибшего от раны в плече, составляет около 5300 лет. Сравнив ДНК Этци с данными современных жителей планеты – 1300 европейцев и 125 жителей Северной Африки, а также 20 жителей Аравийского полуострова – ученые установили, что потомки Этци существуют до сих пор на Земле.

Источник: globalscience.ru

Медики разработали микроиглы для безболезненных уколов

Поделиться



Специалисты из Университета Северной Каролины предложили технику изготовления микроигл, заполненных активными ферментами или наночастицами.

По словам Мога (Moga), никто не любит получать укол, но вакцины и белковые препараты не могут быть приняты через рот. Безопасная и безболезненная доставка вакцин и препаратов требует микроигл, которые способны избегать нервных клеток и быть достаточно длинными, чтобы проколоть внешние, защитные слои кожи человека. Катрин А. Мога и ее исследовательская группа сначала сделали перфторполиэфирные формы с пирамидальными отверстиями. Затем они заполняют смесью поливинилпирролидона и ферментов или наночастиц. После этого химики добавили к иглам защитный слой, изготовленный из водорастворимого полимера.

При легком нажатии на кожу человека или кожу живой мыши, патч из микроигл прокалывает поверхность, а затем освобождает «начинку». Защитный слой растворяется после воздействия нескольких капель воды.

Тесты показали, что фермента бутирилхолинэстераза осталась на 100% активной. Полимерные наночастицы также остались нетронутыми в процессе изготовления микроигл, что делает их перспективными и недорогими средствами для доставки вакцин и нанолекарств в подкожные слои.

Источник: nauka24news.ru/

Как наночастицы раскрывают криминальные секреты

Поделиться







Группа исследователей из Швейцарии пролила свет на точные механизмы, ответственные за впечатляющие способности наночастиц, которые позволяют обнаруживать отпечатки пальцев, оставленные на месте преступления. Работа была опубликована в журнале Nanotechnology, и ее основной мотив — оспаривание общепринятой теории о том, что наночастицы притягиваются к отпечаткам пальцев электростатически.

Ученые утверждают, что притяжение на самом деле носит химический характер и вызывается соединениями на поверхности наночастиц, связывающихся со сложным коктейлем соединений, присутствующих в отпечатке пальца.

Также они полагают, что более фундаментальное понимание взаимодействия наночастиц и отпечатков пальцев поспособствует развитию более точных методов, которые повысят шансы обнаружения ранее недетектируемых отпечатков пальцев. По факту около 50% отпечатков, оставляемых на бумаге, не удается обнаружить.

Ведущий автор исследования Себастьян Морет говорит следующее: «Есть ряд различных методов, используемых для визуализации отпечатков пальцев, когда их приносят в лабораторию, но им всем не хватает чувствительности. Некоторые из этих методов стыкуются не только с отпечатками, но и с подложкой или поверхностью, на которой они остаются, что приводит к появлению фона, который скрывает отпечатки».

Большинство из этих методов были разработаны путем проб и ошибок, поэтому весьма важно понять фундаментальные механизмы, которые за ними стоят.

Отпечатки пальцев остаются на месте преступления благодаря природным выделениям — потовым и жировым соединениям, а также загрязнениям вроде косметики или крови, которые накапливаются на пальцах. Именно все это создает впечатляющий узор линий, которые оставляют наши пальцы на конкретной поверхности.

В своем исследовании ученые из Университета Лозанны наносили отпечатки пальцев на алюминиевую фольгу, а затем погружали ее в водный раствор с наночастицами диоксида кремния, которые были покрыты карбоксильной группой из атомов углерода, водорода и кислорода.

Также в наночастицы вводился специальный краситель, чтобы их можно было визуализировать в определенном свете.

Ученые провели ряд тестов, чтобы показать, что притяжение между наночастицами и отпечатками пальцев происходило из-за химической связи между карбоксильной группой и конкретной химической группой — аминов, которые присутствуют в аминокислотах и белках в отпечатке пальца.

До сих пор общепринятой теорией было то, что кислый раствор, в котором размещались наночастицы, приводил к тому, что отпечаток пальца становится положительно заряженным и притягивал отрицательно заряженные наночастицы.

Наночастицы используются в области криминологии не только из-за небольшого размера и оптических свойств, но и благодаря способности точной настройки поверхностных свойств, которые, как полагают ученые, после их работы получат значительное развитие.

«Теперь, когда установлено, что химическое взаимодействие происходит между наночастицами и определенными химическими группами в отпечатках пальцев, это взаимодействие может быть дополнительно повышено, что приведет к более точному анализу, повышенной селективности и снижению фонового шума».

Источник: hi-news.ru

Наночастицы могут быть эффективны в лечении сломанных костей

Поделиться







Переломы костей возможно и не являются самыми страшными травмами — в мире встречаются множество болезней и травм пострашнее, — однако это определенно одно из самых болезненных испытаний, которые очень часто встречаются в жизни людей. Неудивительно, что наука и медицина стараются найти и разработать более эффективные способы не только предотвращать подобные инциденты, но и более эффективно лечить их последствия.

Одно из последних научных достижений, касающихся именно лечения переломов костей было предложено научными сотрудниками британских университетов Кила и Ноттингема, которые создали методику лечениея переломов костей с использованием нанотехнологий.

К сожалению, наука пока не может создавать настоящих и многофункциональных нанитов/нанороботов, широко встречающихся в фантастических произведениях и фильмах, однако ученые уже освоили способы создания наночастиц. И именно наночастицы являются ключевым звеном в новом предложенном методе лечения.

Перелом костной ткани чаще всего не представляется сверхсложной задачей для лечения. Достаточно лишь зафиксировать две части перелома чем-то прочным, наложить повязку или гипс и подождать пару месяцев, пока ткань сама собой не срастется. Однако случаи с раздроблением костей уже выглядят гораздо более сложной задачей для медиков. Проблема лечения таких переломов может заключаться еще и в том, что на некоторые части нашего тала просто невозможно наложить гипс. И именно в таких случаях чаще всего применяют метод остеопластики, или пересадки костной ткани.

При остеопластике обычно удаляется пораженный участок кости (или кость в целом) и заменяется на новую костную ткань, или целую кость, взятую у донора, либо же у самого реципиента (пострадавшего). После пересадки новой кости, человеку требуется пройти курс физических восстановительных нагрузок, в результате которых новая кость или костная ткань приживается, а организм запускает различные биохимические процессы, восстанавливая нервные сигналы, высвобождая нужные гормоны, запуская процесс регенерации клеток и роста тканей, что в конечном итоге приводит к заживлению пораженного участка скелета.

И все же пересадка костей является невероятно болезненной инвазивной (хирургической) процедурой, поэтому врачи и ученые ищут способы найти альтернативные методы решения вопроса связанного с переломами костей и их лечением. Одна из таких альтернатив предлагает использование намагниченных наночастиц.

Ученые из британских университетов Кила и Ноттингема считают, что покрытые белком наночастицы можно в буквальном смысле за счет магнитов направить к месту травмы, чтобы те стимулировали регенерацию стволовых клеток. Такой метод не просто повысит эффективность пересадки костной ткани, но и обеспечит альтернативный метод лечения в тех случаях, когда костные нарушения и другие виды патологий позволяют избежать полной пересадки костей.

Самая же интересная часть нового метода разработанного учеными из британских университетов заключается в том, что он не требует проведения хирургических операций. Наночастицы будут вводиться в организм в рамках обычных инъекций.

Источник: hi-news.ru

Наночастицы на 50 процентов ускоряют заживление ран

Поделиться







Экспериментальная терапия специальными наночастицами обещает вполовину сократить время регенерации тканей по сравнению с естественными методами заживления. Новый метод лечения уже прошел успешное тестирование на лабораторных мышах и в скором времени будет испробован на свиньях, чья кожа, как известно, аналогична коже человека.

Если новый метод терапии наночастицами сможет добраться до стадии клинических испытаний на людях, то его можно будет использовать для более быстрой послеоперационной реабилитации, заживления хронических язвенных болезней кожи, а также в качестве более быстрого способа заживления обычных бытовых порезов, ожогов и других видов ран.

Исследователи, разработавшие новый терапевтический метод заживления ран, обнаружили, что фермент под названием fidgetin-like 2 (FL2) замедляет движение новых клеток кожи к пораженным участкам для заживления ран. И если подавить действие этого фермента, то скорость миграции новых клеток к ране значительно увеличивается. Для подавления FL2 было предложено использование связанных с мРНК (содержат информацию сразу о нескольких белках) малых интерферирующих рибонуклеиновых кислот. Однако отдельное использование малых интерферирующих рибонуклеиновых кислот, по мнению ученых, не было бы столь эффективным без возможности доставки этих молекул внутри специальных защитных носителей, которые уберегали бы молекулы от деградации.





Для решения этой задачи ученые из Медицинского колледжа имени Альберта Эйнштейна разработали особые наночастицы, выступающие в роли защитного носителя молекул к своим целям (в данном случае ранам на коже). Эффективность наночастиц была доказана в рамках лабораторных испытаний на мышах, имевших порезы и ожоги кожи. Мыши, прошедшие процедуру ингибирования фермента FL2 наночастицами, показали более быстрый (до 50 процентов) процесс регенерации, по сравнению с лечением аналогичных ран более традиционными методами.

«Эксперимент показал, что клетки стали не только двигаться к ранам быстрее, но и уже обладали информацией о том, что им нужно делать», — рассказывает соавтор исследования Дэвид Шарп.-«Мы стали свидетелями вполне естественной, направленной регенерации ткани, включая восстановление волосяных фолликул и поддерживающей коллагеновой сетки».

Новый терапевтический метод был запатентован и лицензирован компанией MicroCures, где Дэвид Шарп в настоящее время занимает пост главы научных исследований.

Более подробная информация о работе метода лечения наночастицами была опубликована в журнале Journal of Investigative Dermatology. опубликовано 

Источник: hi-news.ru