Invenţie inedită: cuţitul care taie o picătură de apă în două jumătăţi

A tăia o picătură de apă în două pare o sarcină imposibilă, similară celor solicitate lui Hercule în miturile greceşti.

Acum, un cercetător american a arătat că acest lucru este posibil şi fără a apela la un instrument magic. Antonio Garcia de la Arizona State University a creat alături de colegii săi un cuţit superhidrofob care poate „tăia” o picătură de apă în două, invenţia sa având potenţiale folosiri în cercetările biomedicale.

Materialele superhidrofobe sunt extrem de rezistente la umiditate, forţând picăturile de apă să formeze o sferă pe suprafaţa lor. 

Echipa coordonată de Garcia a pus o picătură de apă pe o lamelă acoperită cu Teflon superhidrofob, ţinând picătura în loc cu ajutorul a două fire. Apoi, cercetătorii au creat mai multe cuţite – unele din polietilenă, altele din zinc – pe care le-au tratat nitrat de argint şi cu o soluţie superhidrofobă denumită HDFT.

Atunci când au apropiat lama cuţitului spre picătură, aceasta s-a împărţit în două picături, fiecare ataşată de firul care o ţinea în loc. Atunci când cuţitul era ridicat, picăturile se reuneau, devenind una singură.

Cercetătorii afirmă că posibilitatea de a tăia picăturile de apă în două părţi distincte va permite separarea proteinelor amestecate în fluide biologice, ceea ce va facilita analizarea acestora mai repede şi mai eficient.

Acoperişul care transpiră: invenţia care ne va ajuta să trecem cu bine peste caniculă

Cercetătorii de la ETH Zurich au creat acoperişul care transpiră. Noua invenţie are potenţialul de a răci clădirile fără a folosi electricitatea.

Transpiraţia este un proces relativ simplu prin care organismul se răceşte. Oamenii şi animalele îl folosesc pentru a evita supraîncălzirea în zilele călduroase de vară, sau după ce au făcut efort fizic. 

Acum, specialiştii spun că procesul poate fi utilizat şi pentru răcirea clădirilor. Oamenii de ştiinţă din cadrul Wendelin Stark’s Group au creat un material special pe care plănuiesc să îl utilizeze pe post de acoperiş. Dacă plouă, materialul atrage apă ca un burete, pentru ca apoi, când este încălzit de soare,  să elimine apa stocată. El extrage căldura din clădire, formând un proces similar cu transpiraţia umană. Atunci când transpirăm, glandele secretă sudoare care se evaporează treptat. Pentru ca transpiraţia să se evaporeze, este nevoie de energie care se extrage din corp sub formă de căldură. 

Materialul este creat dintr-un polimer special, numit PNIPAM, care este acoperit de o membrană permeabilă care îi permite acoperişului să absoarbă apa de ploaie. Capacitatea de stocare a lui PNIPAM este dependentă de temperatură. Dacă materialul se încălzeşte la mai mult de 32 de grade sub razele soarelui, el se micşorează şi adoptă proprietăţi hidrofobe. 

Cercetătorii au testat principiul pe o scară mică: au învelit acoperişurile unor clădiri în miniatură cu materiale groase de 5 milimetri şi au aprins deasupra lor o lampă care imita lumina soarelui. Rezultatele au arătat că în aceste căsuţe, temperatura scădea considerabil şi recreştea mult mai lent comparativ cu cea din clădirile miniaturale care nu aveau astfel de acoperişuri. 

Experţii spun că în astfel de clădiri sistemele de răcire vor fi utilizate mult mai puţin. Potrivit calculelor realizate de oamenii de ştiinţă de la ETH-Zurich, aplicarea materialului într-un strat de doar 1 milimetru, ar putea duce la economisirea a 6% din energia consumată de aparatele de aer condiţionat într-o zi călduroasă de iulie. 

Salvarea astronauţilor: instrumentul astro-chirurgical

Drenarea unui abces este o procedură simplă, dar asta doar dacă intervenţia se face pe Pământ. Pe o navă spaţială care călătoreşte spre Lună sau Marte, intervenţia ar putea ucide toţi membrii echipajului.

Sângele şi lichidele corporale nu pot fi ţinute în medii cu gravitaţie zero şi prin urmare, momentan nu se pot face intervenţii chirurgicale în spaţiu, fără a contamina întreaga navă. Acest lucru face ca drumurile în spaţiu să fie problematice. 

„Statisticile indică faptul că există şanse destul de mari ca la bordul unei nave să există o urgenţă chirurgicală”, a explicat James Antaki de la Universitatea Carnegie Mellon, din Pittsburgh, Pennsylvania. În prezent, Antaki face parte dintr-o echipă de cercetători americani care dezvoltă un instrument astro-chirurgical. 

Aqueous Immersion Surgical System, sau AISS este o cutie transparentă care creează un sigiliu etanş atunci când este plasat pe rană şi pompează soluţie salină sterilă. Această soluţie sterilă este păstrată sub presiune în interiorul instrumentului AISS pentru a preveni sângele să iasă din rană. Rana poate fi accesată cu ajutorul instrumentelor portabile şi ortoscopice prin intermediul unor găuri speciale, care nu permit intrarea aerului. 

„În spaţiu nu există o bancă de sânge. Prin urmare, dacă se produc sângerări trebuie să salvăm cât de mult sânge putem”, a declarat James Burgess. 

Săptămâna viitoare, instrumentul va fi testat la bordul aeronavei NASA, C-9, cu gravitaţie zero. Specialiştii plănuiesc să realizeze operaţii chirurgicale pe un sistem coronarian artificial umplut cu sânge sintetic, pentru a testa capacitatea noului instrument de a menţine sângele în interiorul corpului şi înafara câmpului vizual al chirurgului. Alte experimente ar putea include teste pe aeronave suborbitale. 

Potrivit lui Tamas Haidegger, un bioinginer de la Universitatea de Tehnologie şi Economie, din Budapesta, în viitor, intervenţiile chirurgicale minore se vor putea efectua la bordul navelor spaţiale cu ajutorul unui robot teleoperat de chirurgi de pe Pământ. 

Copiii gândesc precum oamenii de ştiinţă

Atunci când sunt implicaţi în activităţi ce seamănă cu joaca, preşcolarii se poartă precum oamenii de ştiinţă: formează ipoteze, experimentează, calculează probabilitatea şi descifrează relaţii cauzale, susţine un nou jurnal ştiinţific.

Autorul raportului, Alison Gopnik, profesor de psihologie la Universitatea din California susţine că lucrarea sa are la baza date adunate de-a lungul a mai bine de 10 ani, atât din studii proprii, cât şi din alte cercetări. 

În unul dintre studii, de exemplu, un cercetător a realizat, în faţa unui preşcolar în vârstă de 4 ani, 5 secvenţe diferite, alcătuite din câte 3 acţiuni. Secvenţele fie activau o jucărie, fie eşuau să facă acest lucru. 

Când copiii au primit jucăria, ei au întreprins numai acţiunile necesare pentru a o activa, fiind capabili să elimine, prin observaţie, acţiunile inutile. 

Alte studii au demonstrat că atunci când copiii sunt pur şi simplu învăţaţi, ei nu mai explorează şi nu mai testează mai multe ipoteze. 

Un alt studiu, a presupus ca un cercetător să ţină în braţe o jucărie care avea 4 tuburi, fiecare dintre ele fiind responsabile cu câte o acţiune diferiră. De exemplu, unul dintre tuburi lumina jucăria, în timp ce altul emitea un sunet ascuţi atunci când era acţionat. 

Atunci când cercetătorul s-a prefăcut că a atins din greşeală tubul care emitea sunetul ciudat şi apoi a plecat din încăpere lăsând jucăria, fiecare copil a fost curios să cunoască jucăria şi a activat, pe rând, toate cele 4 braţe. În schimb, atunci când cercetătorul a activat intenţionat jucăria şi apoi i-a întins-o copilului, acesta doar a repetat gestul, fără a mai explora şi restul trăsăturilor ei. 

„Dacă vrem să avem buni oameni de ştiinţă, atunci trebuie să lăsăm copiii să exploreze, să alegem jocuri în care ne prefacem că interpretăm anumite roluri de cercetători şi să renunţăm la cartonaşele de memorare”, a concluzionat dr. Gopnik. 

Vacile modificate genetic oferă o soluţie pentru copiii alergici la lapte

Oamenii de ştiinţă din Noua Zeelandă au modificat genetic o vacă pentru a determina animalul să producă un tip de lapte care să nu mai predispună la alergii.

În primul lor an de viaţă, până la 3% dintre copii sunt alergic la laptele de vacă. Acum, când noua vaca modificată genetic produce lapte fără beta-lactoglobulină, o proteină din zer care îi predispune pe unii oameni la alergii, există noi speranţe pentru aceşti copii. 

Reacţiile alergice ale copiilor pot apărea din cauza diferenţelor dintre laptele de mamă şi cel de vacă, iar una din aceste deosebiri este beta-lactoglobulina, care nu se găseşte la oameni. 

Pentru a întrerupe producţia de beta-lactoglobulină, oamenii de ştiinţă au adăugat mai mult material genetic folosind tehnica numită interferenţa ARN. Deşi viţelul rezultat s-a născut fără coadă, specialiştii spun că este foarte puţin probabil ca acest lucru să se datoreze mutaţiei genetice. 

Pentru că vaca nu a fost gestantă încă, oamenii de ştiinţă au fost nevoiţi să folosească hormoni pentru a stimula începerea producţiei de lapte. „Toate mostrele de lapte prelevate de la viţelul transgenic au fost lipsite de beta-lactoglubină”, au subliniat cercetătorii. 

Acum, profesorul Keith Campbell, de la Universitatea din Nottingham, care a luat parte la clonarea oii Dolly, susţine că, înainte de a declara un succes,  studiul va trebui să observe dacă efectul durează toată viaţa şi dacă el se transmite din generaţie în generaţie. 

„În opinia mea nu există niciun risc. Dacă laptele era otrăvitor, animalul ar fi fost mort până acum”, a adăugat specialistul. 

Deşii unii oameni de ştiinţă spun că acest studiu stă la baza dezvoltării unui nou tip de lapte ce are potenţialul de a-i avantaja pe alergici, există şi voci care susţin că experimentul ridică probleme de natură etică.