Všechno pohltímNeuvěřitelných 85% dopadajícího viditelného světla přemění na elektrickou energii fotoelektroda, kterou sestrojili experti z japonské Hokkaidské univerzity v Sapporu. 100 nm silný zlatý film pokryli vrstvou polovodivého oxidu titaničitého TiO2 o tloušťce 30 nm. Na povrch hustě nasázeli nanočástice rovněž ze zlata (viz obr.): https://bit.ly/2RlA0Pp Spodní zlatá vrstva funguje jako zrcadlo, které po osvícení vytvoří se zlatými nanočásticemi rezonátor zachycující dopadající světlo.

Skutečný vzhled fotoelektrody týmu prof. Misawy, Xu Shi et al., Enhanced water splitting under modal strong coupling conditions, Nature Nanotechnology (2018). Mezi nanočásticemi a zlatou vrstvou vznikají silně absorbující plazmony, což jsou společné vibrace volných elektronů v pevných látkách. Popisujeme je formálně jako virtuální (pomyslné) částice. Zařízení absorbuje viditelné světlo tak silně, že na pohled je černé, jak vidíme na obrázku. Fotony pohlcené nanočásticemi zlata excitují elektrony, které přecházejí do vrstvy oxidu titaničitého a mohou se podílet na dalších chemických reakcích či výrobě elektřiny. V popsaných experimentech je vědci využili ke štěpení vody na vodík a kyslík.

„Naše fotoelektroda úspěšně vytvořila nový stav, ve kterém plazmon silně interaguje s viditelným světlem zachyceným ve vrstvě oxidu titaničitého, což umožňuje, aby nanočástice zlata absorbovaly široký rozsah vlnových délek. Účinnost přeměny světelné energie je 11krát vyšší než u systémů bez rezonátoru,“ vysvětluje šéf vědeckého týmu prof. Hiroaki Misawa. Novinky z Akademonu, viac na www.akademon.cz
St, 03/10/2018 - 03:48
Tiskněte zvukemNasazení zvukových vln výrazně rozšiřuje možnosti tisku.Tradiční ink-jet tiskárny pracují s inkousty zhruba do desetinásobku viskozity vody. Elektrohydrodynamický tisk (electrohydrodynamic printing) není takto omezen, zato vyžaduje inkoust určitých elektromagnetických vlastností. Prof. Jennifer Lewis z Harvard University vyzdvihuje výhody nové metody, jejíž vývoj vedla: „Využitím zvukových vln jsme vytvořili novou technologii, která umožňuje tisk nesčetných materiálů pomocí kapky na přání.“ Možnosti akustoforetického tisku (acoustophoretic printing) jsou rozsáhlé. Může se např. podílet na vzniku nových materiálů i vytváření biologických tkání. Pomocí kapiček kovu lze vytvářet i jednoduché třírozměrné struktury.

Základem je tryska umístěná v dutině rezonátoru. Zvukové vlny, jejichž silové působení asi stokrát převyšuje gravitaci, odervou od ústí trysky kapku tiskového inkoustu požadované velikosti. Na začátku videa vidíme tisk medovými kapkami. Požadavky limitující vlastnosti kapalného inkoustu fakticky neexistují. Porovnání prostého odkápnutí medu gravitační silou (vlevo) a akustoforetické odtržení kapky (vpravo) najdeme na tomto videu pro trysku o průměru 70 mikrometrů: https://www.youtube.com/watch?v=FCbxfe9F6fs Novinky z Akademonu, viac na www.akademon.cz
St, 05/09/2018 - 23:18
HorninotvornýNejstarší horninou na Zemi je rulový skalní výchoz poblíž řeky Acasta v kanadském Severozápadním teritoriu, který dosahuje stáří kolem 4,031 miliardy let. Nese pojmenování Acasta Gneiss. Jako přeměněná (metamorfovaná) hornina vznikl působením teploty a tlaku na původní materiál. Netypické složení a struktura naznačují, že přeměna proběhla za vysoké teploty a poměrně nízkého tlaku, tedy v povrchových vrstvách zemské kůry, nejspíš při dopadu obrovského kosmického tělesa.

„Ohřátí na 900°C za takových tlakových podmínek vyžaduje skutečně drastické působení. Myslíme, že horniny Acasta jsou jediným známým důkazem mimozemského bombardování, které charakterizovalo prvních 600 milionů let existence naší planety,“ shrnuje Tim E. Johnson z Curtin University v australském Perthu. Obr: https://bit.ly/2vPNMRl Novinky z Akademonu, viac na www.akademon.cz
Št, 16/08/2018 - 15:41
Sopka přitápíAktivní vulkán ohřívá zespodu ledovec Pine Island (Pine Island Glacier) v Antarktidě, čímž přispívá k jeho tání a usnadňuje klouzání do moře. Prostřednictvím splazu tohoto ledovce odchází celá čtvrtina úbytku antarktického ledu. Prof. Karen Heywood z University of East Anglia v Norwichi, vědecká vedoucí výpravy, upřesňuje: „Objev sopky pod antarktickým ledovým pokryvem znamená, že existuje další zdroj tepla, který taví led a dělá jeho cestu k moři kluzčí, čímž přispívá k ohřevu oceánských vod. Je důležité to zahrnout do našich odhadů, zdali se antarktický ledový pokryv stane nestabilní a dále přispěje k vzestupu hladiny moří.“

Vulkanologové určili výkon sopky na 2.500 ±1.700 MW. Přesně určit podíl vulkanického tepla na tání ledovce zatím nelze, protože na ní leží zhruba 2 km ledu. Záleží totiž nejen na výkonu, ale i na velikosti a tvaru ohřívané oblasti. V roce 2008 zjistili experti z British Antarctic Survey, že vulkán naposled vybuchl před 2.200 lety. Sopečným popelem pokryl rozsáhlé plochy ledovce, které později překryl sníh a nové vrstvy ledu. Existenci sopky dokládá přítomnost izotopu 3He v mořské vodě. Jeho přítomnost je typická při vulkanickou činnosti v oblasti. Novinky z Akademonu, viac na www.akademon.cz
Ne, 08/07/2018 - 14:25
Vlnovod zobrazíMožnosti endoskopie a biopsie podstatně rozšíří nové multimodové optické vlákno, které vypočítal a zhotovil mezinárodní tým prof. Tomáše Čižmára z University of Dundee a Ústavu přístrojové techniky AV ČR. Vlákno tenčí vlasu může bez problémů procházet tkáněmi a přenášet obraz jejich vnitřku. Důležité je, že díky parabolickému profilu indexu lomu nedochází k neopravitelnému zkreslení přenášeného obrazu ani při ohybu vlákna, což byl doposud zásadní problém. „Svým jádrem dokážou šířit celou řadu tvarů, a to i navzdory svým miniaturním rozměrům či ohybu vlákna,“ zdůrazňuje prof. Čižmár.

Na obrázku vidíme, jak nové optické vlákno zvládá přenos obrazu při ohybu. Levá část znázorňuje prohnutí vlákna, v pravé najdeme části odpovídají přenesený obraz pro různé konstrukce vlákna. SI znamená step-index, klasické vlákno se skokovou změnou indexu lomu mezi jádrem a obalem. GRIN značí gradientní vlákno (graded-index), ve kterém index lomu postupně klesá s vzdáleností od středu. Pokud indexu lomu jednotlivých vrstev vytvoří na řezu tvar paraboly, hovoříme o parabolickém profilu: https://bit.ly/2lA6G9i

Vícevidové nebo multimodové optické vlákno (angl. multimode optical waveguide) má na rozdíl od běžných jednovidových optických vláken větší průměr jádra (vnitřku vlákna), a to nad 10 mikrometrů. Přenese více informací za cenu nižší rychlosti a vystačí s levnějším zdrojem světla jako jsou diody LED. Používá se na kratší vzdálenosti, typicky uvnitř budov. Novinky z Akademonu, viac na www.akademon.cz
Ut, 26/06/2018 - 21:12
V Grónskunalézáme stopy vzestupu a úpadku středomořských civilizací. Stříbro, klíčový mincovní kov starověku i středověku, získávali redukčním tavením minerálu galenitu, obdobně jako dnes železo. Chemicky jde o sulfid olovnatý PbS, který může obsahovat tolik stříbra, že jeho zpracování má smysl. Olovo při tavbě unikalo do ovzduší ve značném množství. Šlo o největší starověký zdroj emisí. Díky vzdušnému proudění dosáhly emise z Pyrenejského poloostrova Grónska, kde se usazovaly a zůstaly zachovány ve vrstvách narůstajícího ledu: https://bit.ly/2tcaUHK

21.000 chemických analýz vrstev ledu z let 1.100 př. Kr až 800 po Kr. z celkem 18 vrtů ukázalo, že koncentrace olova přesně koreluje s historií Středomoří. Nejprve pozorujeme vzestup související s fénickou a později kartaginskou kolonizací, následovaný vzestupem Říma. Krize Římské republiky v posledním století př. Kr. způsobila prudký pokles těžby. Následovalo 200 let prosperity římského míru (Pax Romana), což jeden z autorů výzkumů, prof. Andrew Wilson z Oxford University, komentuje: „Téměř čtyřnásobné množství olověných emisí v první dvou stoletích Římského císařství v porovnání s posledními desetiletími republiky ukazuje podstatný hospodářský růst pod císařskou vládou.“

Rozkvět ukončil Antoninův mor (nejspíš neštovice nebo spalničky) v letech 165 až 180 po Kr. a krize Říma ve 3.století po Kr. Stejných hodnot emisí jako ve vrcholném období císařství dosáhla Evropa až v raném středověku o více než 500 let později. Podstatný pokles emisí způsobil i Cyprianův mor, epidemie neštovic v letech 249-262 po Kr. Nedostatek lidí tehdy těžce postihl hospodářství i armádu.

Nejstarší znečištění z emisí při výrobě stříbra v Evropě najdeme v rašeliništi Crveni Potok v Srbsku. Je staré téměř 6.000 let. Novinky z Akademonu, viac na www.akademon.cz
Pi, 15/06/2018 - 23:58
Přečíst myšlenkuKombinace zobrazování mozku pomocí jaderné magnetické rezonance a umělé inteligence možná zachrání životy sebevrahům. Jednoduchým experimentem lze vytipovat lidi se sebevražednými tendencemi. Funkční magnetická rezonance je moderní neinvazivní metoda umožňující sledovat odezvu mozku na vnější i vnitřní podněty. Je založena na magnetických vlastnostech atomových jader. Vychází z jednoduchého předpokladu, že zaměstnané oblasti mozku budou více prokrvené, takže jejich chemické složení je nepatrně odlišné od neaktivních částí. Detailní informace o fungování mozku magnetická rezonance nepřináší, říká nám pouze kde, nikoliv jak.

Psychiatři sledovali odezvu mozku v reakci na sedm výrazů: smrt, krutost, potíž, bezstarostný, dobrý a chvála. Pokus proběhl v angličtině ve Spojených státech, takže skutečně použité termíny zněly death, cruelty, trouble, carefree, good a praise. Umělá inteligence ze 17 lidí se sebevražednými sklony, který předem odhalila pozorování psychiatrů, rozpoznala 16. Z kontrolní skupiny o stejném počtu bezproblémových osob byl nesprávně označen pouze jediný člověk.

„Testy s více subjekty nyní přesněji určí použitelnost a spolehlivost metody předpovědi sebevražedných tendencí. V budoucnu by mohlo jít o způsob, jak odhalit změněné a často zkreslené myšlení, které tak často charakterizuje lidi se sebevražednými myšlenkami,“ uvádí spoluautor výzkumu David Brent ze School of Medicine (lékařské fakulty) University of Pittsburgh. Na obrázku vlevo: https://bit.ly/2kVqbZr pořízeném funkční magnetickou rezonancí vidíme rozdíly ve fungování mozku člověka se sebevražednými sklony a vpravo mozku zdravého.

Magnetická rezonance je úžasná metoda, která zachránila zdraví i život mnoha lidem. Díky ní získáme informace o měkkých tkáních, které na rentgenovém snímku příliš jasně nerozeznáme. Nicméně údaje o reakci našich mozků na různé stimuly znamená průlom do našeho největšího soukromí, do nitra našich hlav. Těžko čekat, že nebudou zneužity k manipulaci s námi. Novinky z Akademonu, viac na www.akademon.cz
St, 06/06/2018 - 13:00
Čo Vám na portáli chýba? ›› redakcia@cez-okno.net

Stránky

Top