W normalnych warunkach wirusy wyrządzają zwykle wiele szkód, ale mogą  jednocześnie stać

Np. niektóre bakteriofagi zostały zaprojektowane tak, aby czyścić beznadziejnie wyglądające infekcje, które bez nich byłyby praktycznie nie do wyleczenia.

Podobnie, materiał genetyczny wirusów został wykorzystany w celu ułatwienia produkcji biopaliw. Zespół z MIT (Massachusetts Institute of Technology) wykorzystuje zmodyfikowany wirus do montażu biologicznych  „nano-rusztowań”, niezbędnych do podziału wody na jej dwie części składowe wodór i tlen, które jak powszechnie wiadomo, są doskonałym paliwem.

Oczywiście, inne sposoby podziału wody na wodór i tlen istnieją, ale żaden z nich nie był dotychczas tak wydajny i prosty, jak metoda stosowana przez rośliny do utleniania wody w procesie fotosyntezy, używając w tym celu energię z zewnątrz ( energię słoneczną).

Niestety starania, aby wyodrębnić fotosyntetyzujące składniki z roślin do wykorzystania w ogniwach słonecznych okazały się w dużej mierze nieskuteczne.

Zespół MIT-u zdecydował się więc zaprojektować wirusy tak, aby sztucznie naśladowały proces fotosyntezy występujący u roślin. Wykorzystali oni w tym celu pigment biologiczny – porfiryny cynku oraz jako katalizatora – tlenek irydu. Korzystając z tych dwóch składników, zespół był już w stanie naśladować naturę swoją własną fotosyntezą, która okazała się bardzo skuteczna w przemianie wody w paliwo – w porównaniu do metody wykorzystywanej przez rośliny . Ale żeby skutecznie przeprowadzić taką reakcję, wykorzystywane w niej katalizatory oraz pigmenty musiały być odpowiednio ze sobą zestawione.

W eksperymencie wykorzystali oni szczep wirusa M13, który łatwo ulega wszelkim modyfikacjom, dzięki nieskomplikowanej budowie. Jest to nieszkodliwe dla człowieka, ale bardzo pomocne przy badaniach naukowych  nano-rusztowanie biologiczne. Naukowcy rozmieścili na obu przeciwnych końcach wirusa tlenek irydu oraz porfiryny cynku. Pigment (porfiryny cynku) wychwytywał energię słoneczną oraz przekazywał ją w dół długości wirusa gdzie znajdował się katalizator (tlenek irydu). Energia ta reagowała na iryd, który w odpowiedzi wydzielał z wody tlen.

Jednak w tym całym procesie wciąż brakuje jednego istotnego etapu. Mimo tego, że tlen został wyodrębniony z wody, to niestety wodór wciąż pozostawał niewykorzystany w postaci wolnych protonów i elektronów.

Obecnie naukowcy pracują nad innym „bionaśladowczym” systemem, który pozwoli wyodrębnić wodór do postaci użytecznej i możliwej do przechwytywania. Ale od skutecznego procesu, który pozwolił by produkować czyste paliwo na skalę przemysłową, tak jak robią to rośliny dzielą nas niestety jeszcze lata.  Zespół MIT ma nadzieje stworzyć kompletne, samowystarczalne urządzenie, które będzie mogło wykonać kompleksowo proces podziału wody na wodór i tlen w warunkach laboratoryjnych, w ciągu dwóch lat.

źródło: www.popsci.com, tłumaczenie i opracowanie: mag.media.pl.

Doczekaliśmy się „srebrnego” wieku jeżeli chodzi o nanocząsteczki. Już od kilku dobrych lat wiadomo, że mikro drobinki srebra działają antybakteryjnie.

Nanocząsteczka, czyli drobina o wielkości sto tysięcy razy mniejszej od ziarenka piasku (nanometr to milionowa część milimetra) zabija 99% znanych od dawna drobnoustrojów takich jak bakterie, grzyby, czy wirusy.

Jak to możliwe ?

Najmniejsze znane człowiekowi bakterie są około stu razy większe niż cząstki nanosrebra.

Cząstki te osiadają na błonie komórkowej drobnoustrojów, blokując tym samym enzymy, które są odpowiedzialne za ich rozmnażanie. Dodatkowo srebro samo poszukuje zarazków, przyciągając je swym dodatnim ładunkiem, co jest podwójnie skuteczne podczas zwalczania mikrobów.

W XIV wieku w Europie, podczas gdy szalała epidemia dżumy, niektórzy rodzice dawali dzieciom do ssania srebrne łyżeczki, nie jest natomiast znane źródło informacji, z którego czerpali informacje, że w ten sposób walczą z zarazą.

Bogacze posługujący się srebrnymi sztućcami podczas spożywania posiłków, znacznie rzadziej zapadali na choroby układu pokarmowego, za które jak wiadomo, są odpowiedzialne niektóre bakterie.

Także XIX wieku w Niemczech odkryto, że roztwór srebra działa odkażająco, np. przy zapaleniu oczu.

Nawet starożytni doceniali walory bakteriobójcze srebra. Choć nie były wówczas znane nanotechnologie, Sumerowie spostrzegli, że wrzucenie do mleka srebrnej monety, znacznie przedłuża jego trwałość.

Dziś cząstek nanosrebra używa się niemal w każdej dziedzinie życia. Powstają antybakteryjne farby, buty, skarpetki itp.  Na rynku można znaleźć szereg preparatów, przeznaczonych do dezynfekcji zawierających ten „cudowny” specyfik.

Aby zbadać poziom bezpieczeństwa produktów zawierających srebrne drobinki naukowcy zakupili sześć par markowych skarpetek z domieszką tego metalu. Moczyli je w wodzie destylowanej o temperaturze pokojowej, następnie potrząsali(tak jak dzieje się to w pralce), a na końcu mierzyli poziom jonów i nanocząsteczek srebra w wodzie.

Okazało się, że niektóre technologie wiążą srebro z tkaninami lepiej, zaś inne-gorzej. Z jednych skarpetek całe srebro znikało po kilku praniach, z innych – w ogóle się nie uwalniało. Obecność jonów srebra może szkodzić całym ekosystemom w zbiornikach wodnych – na przykład uszkadzać skrzela ryb. Na razie nie jest jasne, czy i na ile szkodliwe jest srebro w postaci nanocząsteczek.

Nanocząstki srebra to nowa technologia, czas pokaże, czy będą one „szkodliwe” na dłuższą metę.

Faktem jest, że dziś cząstki srebra są niemal niezastąpione. Tradycyjne środki dezynfekcyjne, by dały podobne efekty jak preparaty z cząsteczkami srebra, muszą być używane bez przerwy, a i tak nie doprowadzą do całkowitej eliminacji drobnoustrojów, gdyż bakterie się na nie uodparniają.

Piorun jest to bardzo silne wyładowanie elektryczne, które zachodzi między chmurami lub między chmurą, a ziemią.

Najczęściej ma miejsce, gdy na skutek szybkiego ochładzania się wilgotnego powietrza powstają Chmury typu culumonibus.

W takich chmurach kropelki wody elektryzują się i naładowane ujemnie gromadzą się w dole, a dodatnio w górze. Gdy zgromadzi się ogromna ilość ładunków, następuje złożony proces, który ludzkie oko widzi jako błyskawicę, a ucho słyszy jako grzmot. Grom powstaje przez rozprężanie mas powietrza nagrzanych przez piorun do temperatury 25 000 K. Nie można przewidzieć trasy przebiegu pioruna. Zwykle wybiera on najkrótszą drogę i najlepsze przewodniki np. maszty, dzwonnice, samotne Drzewa, wieże kościelne, słupy energetyczne itp., ale w niektórych przypadkach może poruszać się nawet poziomo i uderzyć w podstawę wysokiego masztu.

Zdarza się, że piorun po uderzeniu pozostawia z małego domu stertę gruzu. Np. w Columbos w USA zdarzył się kiedyś przypadek zburzenia kamiennego mostu, który wyglądał jak po uderzeniu ciężkiej bomby. Istnieją miejsca na Ziemi (np. Wyspa Jawa), które mają średnio 222 dni burzowe w roku, ale występują tam też lata, w których jest ich aż 322. W Polsce rocznie jest ok. 36, a na wybrzeżu Kalifornii do 8 dni burzowych.

Rocznie na świecie porażonych przez pioruny jest kilka tysięcy osób, dziennie kilkudziesięciu. Cały Czas nad powierzchnią ziemi szaleje ponad 40 tys. burz. W czasie burzy na naszych terenach pojawia się średnio 65 piorunów na godzinę, a w rejonach tropikalnych nawet 10 000 na godzinę.

Dawniej na wsiach chroniono się przed piorunami np. ustawiając gromnice w oknach lub biciem w dzwony (chociaż to ostatnie miało taki skutek, że stosunkowo często porażeniom ulegali właśnie dzwonnicy ), a porażonych często ZAKOPYWANO W ZIEMI - aż po szyję!!! – by ziemia „wyciągnęła” z ciała elektryczność(mówiąc fachowo – uziemiano ich).  Było to oczywiście absurdalne, bo po pierwsze należy porażonemu udzielić pierwszej pomocy (masaż serca i sztuczne oddychanie), a po drugie w ciele nie ma już elektryczności i jej „wyciąganie” nie ma sensu.

Zdarzają się przypadki poważnego uszkodzenia ciała np. rozerwania tkanek, słabego uszkodzenia np. krzaczaste ślady na skórze lub w ogóle nie ma żadnych widocznych uszkodzeń i człowiek żyje i ma się świetnie. Wszystko to zależy od parametrów pioruna (np. natężenie i napięcie prądu).

Zdarzył się kiedyś przypadek, gdy mężczyzna trafiony przez piorun stracił przytomność i… ubranie. Gdy się ocknął nie miał odzienia (zostało spalone przez piorun) i spokojnie, trochę oszołomiony wrócił do domu.

Co ciekawe, oprócz piorunów liniowych widzianych w postaci błyskawicy istnieją pioruny kuliste, których powstawanie i trwanie dotąd owiane jest tajemnicą. Złożone z plazmy ognista kule potrafią przenikać przez ściany, palić, uderzać i wybuchać jak granat lub duża porcja dynamitu. Pioruny paciorkowe natomiast widoczne są w postaci oddzielnych punktów świetlnych najczęściej w miejscu wyładowania liniowego i koloru czerwonobrunatnego.

Słońce

Podstawowym źródłem energii dla Ziemi jest Promieniowanie słoneczne, wraz, z którym

dociera do Ziemi moc około 178000 TW (Tera Watów), z czego ok. 30% jest dobijane przez atmosferę, ponad 45% pochłaniają lądy i morza. Pozostała zostaje zużyta w procesie fotosyntezy (100 TW). Właśnie Fotosynteza jest odpowiedzialna za powstawanie przez setki milionów lat: paliw kopalnych, węgla, torfu, ropy naftowej i gazu ziemnego.

Olbrzymie zapotrzebowanie na energię wystąpiło w dobie rewolucji przemysłowej. W 1980 roku zużycie energii wzrosło 10-krotnie, choć Liczba ludzi zwiększyła się tylko 2,5 krotnie.

Wzrost jednostkowego zużycia w przeliczeniu na jednego mieszkańca Ziemi rośnie nadal.

W drugiej połowie XX wieku węgiel (kamienny, brunatny) przestał być głównym źródłem energii, zwłaszcza w krajach wysoko rozwiniętych. Zastąpiły go takie Surowce jak ropa naftowa i gaz ziemny, również ważną rolę odegrały tu względy ekologiczne. W trakcie spalania węgla emitowane są do atmosfery szkodliwe pyły i związki głównie siarki. Ropa naftowa jest łatwiejsza do wydobyciu i transporcie, jest też bardziej kaloryczna Niż węgiel. Po II wojnie światowej wzrosło znaczenie gazu ziemnego. Gaz ziemny ma wiele zalet: jest wysokokaloryczny, tani w wydobyciu, transporcie, jego zanieczyszczenie środowiska jest minimalne.

Energia elektryczna odgrywająca najważniejszą rolę w przemyśle i gospodarce wytwarzana jest głównie w elektrowniach cieplnych,wodnych, jądrowych i wiatrowych. Elektrownie cieplne wytwarzają ponad 60% światowej produkcji energii elektrycznej. W odróżnieniu od elektrowni cieplnych Elektrownie wodne nie zanieczyszczają środowiska naturalnego. Elektrownie wodne wymagają odpowiedniego ukształtowania terenu i znacznego potencjału wód, a także poniesienie dużych kosztów związanych z budową zapór wodnych. Jednak Elektrownie wodne są znacznie tańsze Niż cieplne i pod względem ekologicznych są lepsze od cieplnych oraz mogą pracować w różnych porach roku. Elektrownie wodne dostarczają 21% ogółu energii elektrycznej na świecie.

Istniejące w ponad 30 krajach Elektrownie Jądrowe wytwarzają około 17% ogólnej produkcji energii elektrycznej na świecie. Zasadniczą zaletą elektrowni jądrowej stanowi olbrzymia Wydajność uranu i toru- podstawowych paliw jądrowych. Światowe zużycie energii jądrowej w okresie 1970-1985 wzrosło 10- krotnie. Elektrownie Jądrowe nie zanieczyszczają środowiska pyłami i trującymi gazami, ale występują trudności z bezpiecznym składowaniem odpadów promieniotwórczych.

Wyczerpanie złóż surowców energetycznych oraz kryzysy naftowe spowodowały, że świat poszukuje alternatywnych źródeł energii. Rosnące Koszty produkcji energii oraz Ryzyko wyczerpania się zasobów energetycznych są motorem poszukiwań alternatywnych źródeł energii. W pierwszej kolejności zwrócono się ku najstarszym, znanym od wieków rozwiązaniom. Należy do niej wykorzystanie siły wiatru i Słońca.

Elektrownie wiatrowe mają moc około 200 kW. Zaletą tego typu elektrowni jest to, że jest ona przyjazna dla środowiska.

W niewielkim stopniu jest wykorzystywana Energia słoneczna. Możliwości jej wykorzystania stanowią przeszkody technologiczne. Baterie słoneczne o mocy 1000 MW musiałyby mieć powierzchnię 104 m2. Należy przy tym pamiętać, że najwięcej dni słonecznych w roku mają obszary położone w niskich szerokościach geograficznych. Z wyżej wymienionych powodów baterie słoneczne są popularne tylko w gospodarstwach domowych i w małych gospodarstwach rolnych. Umieszczone na dachach budynków podgrzewają wodę lub są wykorzystywane do suszenia ziarna lub pasz.

W gospodarstwach domowych lub rolniczych od lat wykorzystuje się Zasoby geotermiczne, czyli energię gorących źródeł i gejzerów. Wody termalne na głębokości 250-600m mogą osiągnąć temperaturę rzędu 3000 C.

Do nowatorskich, ale zyskujących sobie coraz większą popularność pomysłów należy zaliczyć wykorzystanie do produkcji energii odpadów komunalnych, przemysłowych i organicznych. Te ostatnie wykorzystuje się do produkcji oleju opałowego, bądź też doi produkcji tzw. „biogazu”.

Do przyszłości należy Projekt wykorzystujący różnicę temperatury wody morskiej. W strefach klimatu gorącego Temperatura wody przy powierzchni może wynosić ponad 300 C, podczas gdy na dużych głębokościach spada do 3-40 C. Stworzenie zamkniętego obiegu wody pomiędzy warstwami o różnej temperaturze pozwoliłoby uzyskać parę wodną napędzającą generatory. Również w fazie eksperymentu jest Projekt wykorzystania wody morskiej jako surowca do produkcji wodoru- paliwa w reakcji fuzji wodorowej. Jak widać w dziedzinie energetyki jest jeszcze dużo do zrobienia.