Ciekawostki naukowe – czerwiec/lipiec

Przyszłe huragany będą jeszcze mocniejsze
Jak przewidują naukowcy z Scripps Institution of Oceanography w San Diego, w kolejnych latach huragany, które będą tworzyły się na wodach Pacyfiku będą jeszcze mocniejsze. Dlaczego? Wszystko za sprawą globalnego ocieplenia.
Pomimo tego, że huragany czy tajfuny nie są wcale tak rzadkim zjawiskiem, nie wiemy o nich wystarczająco wiele. Naukowcy są jednak przekonani, że za siłę tych zjawisk odpowiada temperatura wód na dużych głębokościach, nad którymi tworzą się te ogromne burze. Do takich wniosków naukowcy doszli po analizie temperatur wód w oceanach. W latach siedemdziesiątych XX wieku głębokie wody były o około 0,7 stopnia Celsjusza chłodniejsze. Od tego czasu siły huraganów wzrosły mniej więcej o dziesięć procent.
Jak temperatura wód wpływa jednak na siłę huraganu? W czasie formowania się tego zjawiska atmosferycznego, wody z dużej głębokości (około 50-150 metrów) są pociągane w górę. Gdy dotrą do powierzchni wody, oddają one swoje ciepło w stronę burzy. To właśnie oddana ilość ciepła wpływa na prędkość wiatrów, które panują wewnątrz huraganu.
Przewidywania na następne lata są więc bardzo pesymistyczne. Prawdopodobnie do 2100 roku temperatura oceanów podniesie się o około 1,3 stopnia Celsjusza. Sprawi to, że prędkość wiatru w huraganie wzrośnie o około 14% (do średniej 225 km/h), a będzie to skutkowało tym, że huragany będą mogły być nawet o 50% bardziej niszczycielskie. Jak mówi lider naukowców zajmujących się tym zagadnieniem – Wei Mei, w praktyce oznacza to, że obecne huragany kategorii trzeciej będzie można przemianować na kategorię czwartą. Miejmy jednak nadzieję, że sytuacja nie zmieni się aż tak drastycznie, a do czasu tak wielkich zmian nauczymy skutecznie chronić się przed tym niszczycielskim żywiołem.
Arsen i fosfor – rywal grafenu, zastępca krzemu?
Naukowcom z Uniwersytetu w Monachium udało się stworzyć materiał, który swoimi właściwościami fizycznymi jest w stanie dorównać nawet grafenowi. Jest on stworzony z atomów arsenu i fosforu, a jego ogromną zaletą jest fakt, że może być on niebywale cienki. Naukowcom udało się uzyskać powierzchnię o grubości zaledwie dwóch atomów, co stawia materiał zaraz za grafenem, który jest jedynym tworzywem o grubości 1 atomu. Synteza dwóch pierwiastków została przeprowadzona za pomocą nowatorskiej metody, która nie musiała zostać przeprowadzana pod dużym ciśnieniem.
Połączenie arsenu i fosforu wytworzyło substancję, która jest półprzewodnikiem. Oznacza to, że może on doskonale sprawdzić się w przemyśle elektronicznym. Podczas badań naukowcom udało się osiągnąć przerwę energetyczną rzędu tylko 0,15 elektronowolta, co jest bardzo niską wartością. Taką właściwość udało się uzyskać przy gdy arsen stanowi 83% substancji.Fosfor i arsenNaukowcy już teraz zastanawiają się nad zastosowaniami dla nowego materiału. Powinien on bardzo dobrze sprawdzić się jako wykrywacz różnego rodzaju gazów w powietrzu czy czujnik odległości, który często pojawia się w samochodach. Być może połączenie arsenu i fosforu sprawdzi się jako zastępca krzemu, który teraz jest głównym pierwiastkiem używanym w tworzeniu układów scalonych, a przede wszystkim procesorów. Poszukiwanie najbardziej odpowiedniego materiału do zastąpienia krzemu stało się w ostatnim czasie bardzo ważne, ponieważ proces miniaturyzacji procesorów powoli osiąga fizyczne granice pierwiastka.
Większość podziemnych zbiorników wodnych zaczyna wysychać
Kolejne niepokojące wieści przynoszą naukowcy z Uniwersytetu w Waszyngtonie. W oparciu o szeroko zakrojone badania, stwierdzili oni, że większość najbardziej obszernych podziemnych zbiorników wodnych na Ziemi traci o wiele więcej wody, niż zyskuje. Taka sytuacja może doprowadzić do ogromnych katastrof w przeciągu najbliższych parędziesięciu lat.
Spośród 37 największych tego typu zbiorników, aż 21 z nich stale traci ogromne ilości zapasów wody. Znajduje się w ona głownie w skałach, które są w stanie ją przechowywać. Głównym powodem takiej sytuacji jest niestety działalność człowieka.  Najgorsze sytuacje możemy zaobserwować na terenach znajdujących się blisko sporej wielkości miast, a także w okolicach pół uprawnych. Podziemne wody są wykorzystywane nie tylko w codziennym życiu milionów osób w miastach, ale także do nawadniania pól. Dobrym przykładem może być zbiornik znajdujący się pod stanem Kalifornia, który jest nadużywany przez ogromne miasta jak i sporej wielkości uprawy.Podziemne zbiorniki wodne na świecieTylko zbiorniki oznaczone na niebiesko są w dobrym stanie
Do swoich badań naukowcy użyli dość niekonwencjonalnej metody – wykorzystali dwie satelity programu GRACE. Nieustannie orbitują one nad Ziemią kontrolując jej pole grawitacyjne. Dzięki czujnikom umieszczonym w satelitach, naukowcy są w stanie kontrolować masę, jaka występuje w danym miejscu pod powierzchnią Ziemi. W czasie analizowania wyników uzyskiwanych na przestrzeni dziesięciu lat (od 2003 roku), doszli oni do wniosku, że przeważająca większość podziemnych basenów zmniejszyła znacząco swoją masę. Najgorzej sytuacja wygląda na terenach Bliskiego Wschodu, Północnej Afryki, a także Indii i Pakistanu. To właśnie w tych miejscach podziemne zbiorniki są najbardziej obciążone.
Nowatorska metoda badania i segregacji komórek
Biolodzy z Uniwersytetu Texas Southwestern Medical Center stworzyli niebywałe urządzenie, które być może usprawni wiele badań, które teraz wykonujemy. Przyrząd opierający się na zjawisku magnetyzmu jest także szansą na bardziej efektywne przeciwdziałanie rozszerzaniu się chorób wewnątrz organizmu.
Naukowcy opracowali sposób na identyfikowanie pojedynczych komórek w krwi dzięki wprawianiu ich w stan lewitowania. Ich pomysł opiera się o stworzenie dwóch magnesów, pomiędzy którymi przepływałyby miliardy komórek. Ponieważ każda z nich wykazuje odpowiednie właściwości magnetyczne, ustawiałyby się one w miejscu charakterystycznym dla danej grupy komórek.
Takie rozwiązanie nie jest pierwszym tego typu na świecie, jednak to właśnie stworzenie urządzenia o tak małych rozmiarach było ogromnym problemem. Użycie magnesów stworzonych z materiałów w stanie stałym nie powiodło się, dlatego naukowcy użyli dwóch miniaturowych rurek, w których umieścili gadolin – rzadki pierwiastek charakteryzujący się silnymi właściwościami ferromagnetycznymi (substancja jest silnie namagnesowana). Dzięki temu, wszystkie komórki przepływające pomiędzy tymi rurkami ustawiały się na odpowiedniej wysokości, w zależności od swojej gęstości.
Taki sposób segregacji pozwolił na łatwe identyfikowanie czerwonych krwinek, białych krwinek, czy płytek krwi. Ponadto, komórki nowotworowe także z łatwością poddawały się segregacji. Dzięki odpowiednio umieszczonym lustrom, naukowcy mogli obserwować cały proces pod mikroskopem w czasie rzeczywistym.
Opracowana technologia może posłużyć do o wiele łatwiejszego badania zawartości krwi, a także do walki z nowotworami. Jeśli metoda sprawdzi się na szerszej skali przypadków, może być ona niemałym przełomem w świecie medycyny.
Kontrolowanie drogi pioruna
Myśleliście kiedyś o możliwości zmiany drogi, którą wybierze piorun, aby trafić do celu? Wielu naukowców tak. A dzięki najnowszym eksperymentom jesteśmy coraz bliżej osiągnięcia tego celu.
Naukowcy w końcu znaleźli sposób na kontrolowanie drogi, która wybierze piorun w trakcie swojej podróży do celu. Na razie jednak udało im się to osiągnąć na małą skalę – sztucznie wytworzonych wyładowań. Dzięki zastosowaniu laseru, a także odpowiedniego gazu umieszczonego pomiędzy elektrodami, strumień prądu elektrycznego przebył dokładnie taką trasę, jaką zakładali naukowcy.
Gdy pomiędzy dwie elektrody zostanie rozpylony gaz, a w jego stronę skierujemy odpowiednio ukierunkowaną wiązkę laserową, zostanie wtedy wytworzona plazma. Jak się okazuje, jest ona bardzo „atrakcyjna” dla prądu elektrycznego, bo właśnie w miejscu, w którym się ona wytworzy, przebiegnie piorun.
W czasie swoich eksperymentów naukowcom z powodzeniem udało się omijać przeszkody, a także kształtować drogę pioruna w kształt litery S. Poniższe zdjęcia bardzo dobrze obrazują osiągniecie naukowców.
Odkrycie przez nich dokonane, może w przyszłości przyczynić się do stworzenia urządzeń, które byłyby w stanie ludzi przed niszczycielskim działaniem piorunów powstających w czasie burz. Jednak do tego czasu pozostaje nam oglądanie przepięknych zdjęć sztucznych wyładowań  elektrycznych.Kontrolowanie przebiegu drogi pioruna

Źródło: EurekAlert, ScienceMag, Science Daily