Per molti, questi giorni di vacanze singhiozzate sono stati l’occasione per allontanare lo sguardo dai giornali, dagli allarmi dell’economia, dal sangue che puntualmente imbratta le pagine di politica estera relative a nord Africa e Medio Oriente. Per questo, non tutti hanno seguito gli eventi che in pochi giorni hanno portato a livelli preoccupanti la tensione tra Iran e Stati Uniti.
Il 28 dicembre, mentre noi spazzolavamo gli avanzi del panettone, il vicepresidente iraniano Mohamed Reza Rahimi annunciava di essere pronto a chiudere lo stretto di Hormuz, da cui transita il 40% di tutto il petrolio venduto al mondo (“ più facile di bere un bicchier d’acqua”, sono state le sue esatte parole). Noi ci preparavamo a stappare lo spumante, e intanto Barack Obama ufficializzava nuove sanzioni contro le istituzioni finanziarie che intrattengono rapporti con la banca centrale iraniana. Infine, nelle ultime ore, la Marina iraniana ha portato a termine la fase finale dei dieci giorni di esercitazioni militari, culminate con il test di nuovi missili antiaereo e antinave, alcuni dei quali sarebbero in grado di sfuggire all’occhio dei radar statunitensi. Quest’ultima esercitazione, in cui veniva simulato il blocco dello stretto di Hormuz al traffico militare e civile, è stata intesa come una sorta di rappresaglia contro sanzioni statunitensi, che tra le altre cose hanno avuto il drammatico effetto di far crollare il valore del rial, moneta ufficiale iraniana.
Fra gli esperti di geopolitica quasi tutti sono pronti a scommettere che quella di Teheran sia solo un’ esposizione muscolare che nasconde una sostanziale incapacità di sostenere un nuovo conflitto nel Golfo Persico (al punto che, dal Ministero degli Esteri Iraniano, è trapelata l’indiscrezione secondo cui l’ayatollah non avrebbe intenzione di bloccare lo stretto di Hormuz, mossa che darebbe sicuramente il via a un conflitto). Eppure, da qualche tempo lo sviluppo militare e scientifico del paese “ cerniera tra mondo arabo e asiatico” è sotto l’occhio dei riflettori. Vediamo perché.
Fino a 15 anni fa, l’Iran aveva una produzione scientifica in linea con quella di paesi come l’Iraq e il Kuwait, con circa 700 paper pubblicati ogni anno. Oggi, mentre Iraq e Kuwait faticano a spostare l’assicella di qualche tacca più in alto, la Repubblica Islamica dell’Iran sforna articoli scientifici a ritmo serrato, arrivando a toccare quota 13mila paper all’anno e posizionandosi come il paese con la più rapida crescita scentifica dell’ultimo decennio.
Com’è facile prevedere, i traguardi più noti (anche perché più pubblicizzati), sono quelli raggiunti in campo bellico e, soprattutto, nucleare.
Lo scorso novembre la International Atomic Energy Agency (Iaea) ha pubblicato un rapporto in cui illustra dati che suggeriscono che dal 1998 al 2003 l’Iran abbia lavorato alla costruzione di armi atomiche.
L’agenzia ha anche fornito dati che rivelano un programma di arricchimento dell’uranio al 20% (non sufficiente a produrre bombe, ma comunque contrario a quanto richiesto dalle Nazioni Unite), ma non è riuscita a raccogliere notizie certe sull’intenzione del governo iraniano di produrre armi nucleari. Gli unici possibili indizi si riscontrano in alcuni programmi di ricerca che potrebbero essere complementari alla produzione di armamenti nucleari (come un sistema che permette alle bombe di esplodere a mezz’aria). Insomma, la stessa Iaea evidenzia che se anche c’è stata una corsa agli armamenti iraniana, dal 2003 è stata enormemente rallentata e la produzione nucleare è ancora a un stato rudimentale.
Un discorso diverso vale invece per i progressi compiuti nell’ambito della fisica nucleare. Attualmente l’Iran è il settimo produttore di esafluoruro di uranio e giusto ieri ha annunciato di aver prodotto la prima barra di combustibile interamente iraniana. Inoltre, partire dallo scorso febbraio è il sesto paese al mondo a disporre di un dispositivo nucleare IR-IECF.
Sul fronte dello sviluppo bellico, dal 1988 (fine della guerra con l’Iraq) ad oggi, il paese dell’ayatollah Khamenei si è concentrato nello sviluppo del comparto missilistico. I missili della discordia, che nelle ultime ore hanno debuttato nei pressi dello stretto di Hormuz, sono un missile superficie-mare (Qadar) e uno superficie-superficie (Nour), che hanno un raggio d’azione a lunga gittata (200 km) e una certa capacità di sfuggire al rintracciamento radar. Ma a far paura alle nazioni nemiche dell’Iran (e Israele, in particolare) sono i missili superficie-aria come il Mehrab, ma soprattutto, i missili balistici a lunga gittata come il Shahab-3. Quest’ultimo ha un raggio d’azione che può toccare i 2mila km e colpire qualsiasi paese del Medio Oriente. Si tratta di missili estremamente potenti, capaci di trasportare testate chimiche e nucleari. Le varie agenzie di intelligence non sono riuscite a stimare con esattezza il peso di questi missili balistici all’interno dell’arsenale iraniano: c’è chi sostiene che la Marina Iraniana non abbia più di una ventina di missili, chi è pronto a giurare di contarne più di 300, chi ancora arriva a scommettere anche sulla presenza di Shahab 4 o modelli superiori, la cui gittata si spinge invece sopra i 6mila km.
Ma dal momento che stiamo parlando dello sviluppo scientifico iraniano e non del suo arsenale di guerra, sarebbe ingiusto non riconoscere alla nazione mediorientale i traguardi raggiunti negli ultimi anni in svariati ambiti. Innanzitutto, l’Iran ricopre un ruolo significativo in campo chirurgico, sono infatti iraniani gli esperti che hanno sviluppato un nuovo trattamento neurochirurgico, che ha permesso alla politica americana Gabrielle Giffords di riprendersi dopo aver ricevuto una pallottola in testa.
In ambito biotecnologico gli scienziati iraniani si sono distinti per la progettazione dei primi impianti bio-oculari e nella produzione di anticorpi monoclonali terapeutici. Non solo, la Repubblica Islamica dell’Iran ha raggiunto notevoli traguardi anche in campo robotico, nella produzione di microscopi a effetto tunnel e nella produzione di supercomputer. Gli enti di ricerca iraniani hanno collaborato a Lhc e alla produzione dell’acceleratore di particelle giordano Sesame, inoltre, entro il 2017 l’Iran programma di spedire il suo primo astronauta in orbita.
Tuttavia, nonostante la variegata estensione del progresso scientifico iraniano, la nazione guidata da Mahmud Ahmadinejad conquista le prime pagine per motivi molto meno lusinghieri. Anche oggi, la situazione non accenna a raffreddarsi. Dopo aver concluso la pioggia di missili nella simulazione di ieri, infatti, in queste ore il Comandante in Capo delle Forze Armate iraniane, Ataollah Salehi, ha caldamente invitato gli Stati Uniti a tenere la propria portaerei, che attualmente naviga nel Golfo dell’Oman, lontana dal Golfo Persico, e di non farselo ripetere due volte.
These hydrogels have potential as injectable materials for medical applications, e.g., liquid injection agents that become gelatinous in the human body to keep drugs around cancerous tumors. In this study, scientists from Kansas State University, University of Nebraska, and PNNL used two native functional sequences from spider flagelliform silk protein and a trans-membrane motif of human muscle L-type calcium channel to design a self-assembling peptide, h9e.
The h9e peptide formed two novel hydrogels in Ca2+ solution and acidic pH conditions—h9e Ca2+ hydrogel and h9e acidic hydrogel. The shear-thinning, rapid-strength-recovering h9e Ca2+ hydrogel proved to have potential for drug delivery and tissue-engineering applications and was tested on mice as an injectable adjuvant for H1N1 swine influenza virus killed vaccine. The study showed it was biologically safe, improved immune response on killed H1N1 virus antigen by approximately 70%, and induced a similar H1N1-specific IgG1 antibody response compared with an oil-based commercial adjuvant.
To assess these rationally designed peptide hydrogels, the researchers used electrospray ionization followed by analysis of the resulting ions in an LTQ-Orbitrap high-resolution mass spectrometer at EMSL. The mass spectrometry experiments were conducted to identify possible precursors of the peptide assembly and nanofiber crossing, as well as the binding mode of calcium to the peptides.
Lansata în 1997, sonda Cassini este parte a unui proiect mai complex – misiunea Cassini-Huygens, realizata de NASA în colaborare cu Agentia Spatiala Europeana si Agentia Spatiala Italiana. Cassini a intrat, dupa o lunga calatorie interplanetara, pe orbita planetei Saturn, în 2004. De atunci, a transmis un mare volum de date si mii de imagini ale lui Saturn si ale numerosilor sai sateliti – peste 60 la numar.
În fotografie: Dione, cel de-al patrulea satelit, ca marime, al lui Saturn, alaturi de Titan, cea mai mare dintre lunile planetei. În fundal se vad inelele lui Saturn, constituite din particule de gheata, praf si resturi de roca.
"Pozele" au fost reconstituite din mai multe imagini, fotografiate de camera de luat vederi de la bordul lui Cassini, cu filtre rosii, albastre si verzi, de la distanta de cca. 2 milioane de kilometri departare de Titan si cca. 3 milioane km de Dione.
Titan, cel mai mare satelit saturnian (5150 km diametru), alaturi de "planeta-mama".
Satelitul Tethys (1.062 km diametru) si "fratele" sau mult mai mare, Titan.
Iluzie de perspectiva: Dione apare aici mai mare decât Titan, desi, în realitate, este mult mai mica (1.123 km diametru). Se afla, însa, mult mai aproape de aparatul de fotografiat.
C'è chi non si arrende di fronte alle difficoltà che paiono insormontabili. E poi ci sono persone come Louis Braille, che lottano per tutta la vita contro i propri limiti. Nato nel 1809 a Coupvray – a circa 40 chilometri da Parigi – il giovane Braille aveva perso la vista all'età di 3 anni, ma questo non gli impedì di inventare il famoso alfabeto tattile che oggi permette a milioni di ciechi di leggere e scrivere in completa libertà.
La strada che portò il giovane Braille a vincere il proprio handicap non fu affatto facile. Soprattutto se si pensa che, all'inizio del XIX secolo, le condizioni di vita dei non vedenti erano piuttosto precarie. Si può dire che tutta la buona (e la cattiva) sorte di Braille ebbe origine dalla sua famiglia. Il padre, Simon-René, era un artigiano molto abile dedito alla lavorazione del cuoio, tanto che i proventi della bottega di famiglia erano più che sufficienti a garantire al giovane Braille un'educazione dignitosa alla pari di quella del fratello e delle due sorelle maggiori.
D'altra parte, il brutto incidente che rese cieco Braille avvenne proprio nel laboratorio artigianale del padre. Il bambino, che amava giocare con gli attrezzi del mestiere, stava cercando di forare una banda di cuoio con un punteruolo. Braille era molto curioso, e come tutti i bambini fissava da vicino l'oggetto che teneva tra le mani nel tentativo di vincere la resistenza del materiale e bucarlo. Purtroppo, quando l'utensile riuscì a passare la banda, si conficcò direttamente nell'occhio di Braille, causando una gravissima ferita.
La medicina dell'epoca non fu in grado di arrestare l'infezione scaturita in seguito all'incidente, e nel giro di poco tempo il piccolo Braille perse l'uso di entrambi gli occhi. Per fortuna, l'amore e i grandi sacrifici della famiglia aiutarono il bambino a convivere con il suo deficit e a frequentare le scuole del paese. E Braille dimostrava un'intraprendenza e un'intelligenza fuori dal comune, che arrivarono a sorprendere i pregiudizi di tutti i maestri di Coupvray.
Il grande salto avvenne nel 1819, quando il giovane Braille si trasferì a Parigi per frequentare il primo istituto al mondo per ragazzi non vedenti, l' Institution Royale des Jeunes Aveugles. Grazie all'intervento del marchese di Orvilliers, il ragazzo ottenne una borsa di studio che gli permise di studiare presso l'istituto parigino fondato da Valentin Haüy, filantropo e uomo politico che aveva dedicato parte della propria vita ai ciechi, realizzando libri leggibili anche da chi non poteva vedere.
Il suo sistema – su cui si basava l’istituto di Parigi – ispirò molto il giovane Braille che, tuttavia, ne riconosceva tutti i limiti: Il metodo Haüy consisteva infatti nello stampare in rilievo le lettere dell'alfabeto in modo che si potessero leggerle sfiorandone il contorno.
Si trattava di una soluzione assai approssimativa, visto che la lettura dei testi richiedeva molto tempo e la fabbricazione stessa dei volumi comportava l'impiego di tecniche abbastanza complicate. Inoltre, il metodo Haüy non permetteva ai ciechi di scrivere, limitando molto la loro capacità di comunicazione.
Così la curiosità e l'inventiva spinsero Braille a progettare un metodo di lettura e scrittura alternativo. Si dice che l’ispirazione arrivò nel 1821, quando il giovane venne a conoscenza di un interessante alfabeto ideato da Charles_Barbier, un capitano d'artiglieria dell'esercito francese. Il metodo militare rappresentava le lettere dell'alfabeto con punti e linee impressi in rilievo su un foglio: si trattava di un vero e proprio codice pensato per scrivere messaggi tattili che potessero essere letti dai soldati anche in assenza completa di luce. Tuttavia, il night writing di Barbier era ancora troppo complesso per essere impiegato in modo fluido.
Braille prese spunto dal codice militare e nel 1824 – all'età di soli 15 anni – realizzò la versione definitiva del suo alfabeto. In pratica, aveva rimosso le linee usate da Barbier e dimezzato il numero di punti necessari a formare le lettere (da 12 a 6) organizzandoli in due colonne verticali. Ogni lettera dell'alfabeto comune era sostituita da una combinazione variabile (da 1 fino a 5) di punti in rilievo percepibili con la semplice pressione di un polpastrello. Per giunta, l'alfabeto braille poteva essere scritto servendosi di una tavoletta forata e di un punteruolo, lo stesso strumento che aveva accecato Braille da bambino.
Eppure, l'alfabeto braille non venne accettato facilmente dal corpo accademico francese, neppure dopo che, nel 1833, Louis Braille divenne professore a pieno titolo dell'istituto fondato da Haüy. Nei lunghi anni di studio, l'inventore del nuovo alfabeto aveva affinato anche un grande orecchio musicale, che lo avevano reso un ottimo maestro di organo e violoncello. Ecco perché, nel 1829, Braille adattò il suo alfabeto per riprodurre la notazione musicale e permettere a chiunque non potesse vedere di leggere con facilità gli spartiti classici.
Le precarie condizioni di salute – era afflitto da una malattia respiratoria – costrinsero Braille a lasciare la scuola di Parigi nel 1849 per ritirarsi nella casa di famiglia. La sua morte prematura – nel 1852 – convinse il direttivo dell'istituto parigino a rendere il giusto onore al grande lavoro di Braille, adottandone l'alfabeto come strumento didattico ufficiale. Successivamente, il braille si diffuse in tutto il mondo fino a essere ufficializzato in modo universale nel 1832.
Con l'avvento delle moderne tecnologie, l'alfabeto braille è stato implementato anche sui personal computer, dove le persone cieche possono scrivere e leggere testi grazie a display meccanici e software di conversione testuale (anche in mp3) come RoboBraille.
The dye, a compound called orcein, and a related substance, called O4, bind preferentially to small amyloid aggregates that are considered to be toxic and cause neuronal dysfunction and memory impairment in Alzheimer's disease.O4 binding to small aggregates promotes their conversion into large, mature plaques which researchers assume to be largely non-toxic for neuronal cells. Further research with animal models is needed to determine whether this new approach by Dr. Jan Bieschke (Max Delbrück Center for Molecular Medicine, MDC, Berlin-Buch), Dr. Martin Herbst (Charité – Universitätsmedizin Berlin) and Professor Erich Wanker (MDC) in Berlin, Germany, will be useful for therapy development (Nature Chemical Biology.
Protein misfolding is considered to be the cause of Alzheimer's, Parkinson's and also Huntington's disease. In a multistep process, proteins misfold and accumulate into large extra- or intracellular plaques. Researchers assume that small misfolded protein aggregates that are precursors of mature plaques are toxic for nerve cells and are the reason why they are eventually destroyed.
Dye from the Canary Islands
The dye orcein is isolated from lichens that grow on the Canary Islands, among other places. Lichens have been used for centuries to color fabrics and food. Eight years ago Professor Wanker screened hundreds of natural compounds to find potential candidate drug molecules for the treatment of neurodegenerative diseases. Among those substances he found orcein, a compound made up of about 14 small molecules. As these molecules might have different biological effects, the researchers in Berlin began to search for pure chemicals with similar properties. They identified the substance O4, a blue dye, which is structurally very similar to one of the 14 molecules. Moreover, they showed that O4 stimulates the formation of large, non-toxic protein plaques from small toxic protein assemblies.
New Mechanism
A few years ago Professor Wanker and his colleagues discovered that EGCG (Epigallocatechin-3-gallate), a natural chemical compound found in green tea, renders toxic protein assemblies non-toxic. With orcein and O4 the researchers have now found another mechanism to eliminate small toxic protein aggregates. However, instead of remodeling protein plaques, the dyes reduce the abundance of small, toxic precursor protein assemblies by accelerating the formation of large plaques, as the researchers could now show in their laboratory.
"This is a new mechanism," Professor Wanker explained. "Up to now it has been considered to be very difficult to stop the formation of small toxic protein assemblies. If our hypothesis is correct that the small aggregates, which are precursors of plaques, indeed cause neuronal death, with O4 we would have a new mechanism to attack the disease."
The synthetic dye methylene blue is currently being tested in clinical trials. This dye also seems to stimulate the formation of large plaques in a way similar to O4. Other therapeutic approaches tested in clinical trials which aim at eliminating small precursor aggregates have so far not led to a significant improvement of disease symptoms.
However, it still remains to be seen whether the blue dye O4 can also be effective against small amounts of misfolded proteins in the brains of Alzheimer's patients and whether the accelerated formation of larger plaques can indeed reduce the signs and symptoms of Alzheimer's disease in humans. Further studies will be necessary to address the question whether the accelerated formation of large plaques can be a therapeutic approach. "We hope that our findings will stimulate research activities in this direction, especially in drug discovery," Professor Wanker said.
Cercetatorii spera ca aceasta reusita va conduce la crearea unor noi fibre, mult mai puternice, ce vor putea fi folosite în textile, ca bandaje pentru victimele arsurilor si pentru conceperea de veste anti-glont.
Viermii de matase modificati genetic produc fire dure, continând proteine din matasea de paianjen. Aceste fire sunt mai elastice decât cele obisnuite, fiind totodata extensibile, având numeroase aplicatii medicale.
Încercarile precedente de a introduce proteine din matasea de paianjen în firele produse de viermi de matase nu au dat rezultate. Acum, gratie unei noi tehnici concepute de Dr. Donald Jarvis, de la Universitatea din Wyoming, viermii de matase transgenici au produs fire cel putin la fel de dure ca matasea de paianjen.
"Matasea de paianjen prezinta un potential imens, fiind un biomaterial cu numeroase aplicatii. Cresterea în captivitate a paianjenilor nu este posibila, astfel ca trebuie gasita o alta cale pentru a produce matase de paianjen. Firele de matase pot fi folosite pentru suturi, pentru conceperea de ligamente artificiale, tendoane, microcapsule si pentru multe alte aplicatii medicale. Viermii de matase sunt principala sursa de matase folosita pentru suturi, dar matasea de paianjen prezinta proprietati superioare, fiind ideala pentru procedurile care necesita suturi mai fine, precum operatiile chirurgicale oftalmologice, neurologice sau cosmetice. Rezultatele obtinute de echipa noastra arata ca viermii de matase pot fi modificati genetic pentru a produce fire compozite de matase ce contin proteine din matasea de paianjen, rezultând astfel o matase cu proprietati mecanice mult îmbunatatite", a explicat Dr. Jarvis.
Specialistii spun ca ar fi posibil ca întregul exoschelet al scorpionilor sa fie un fotoreceptor gigantic, care detecteaza umbrele produse de lumina lunii si a stelelor. Desi, pentru moment, este doar o ipoteza, ea ar explica de ce scorpionii, indiferent de culoarea lor în timpul zilei, stralucesc sub lumina ultravioleta.
Nimeni nu stie exact la ce foloseste aceasta proprietate a scorpionilor, însa specialistii au câteva teorii. Ei cred ca fluorescenta i-ar putea ajuta în ritualul de împerechere sau ar putea fi un rest al protectiei solare pe care o aveau înainte sa evolueze si sa devina nocturni. Oricare ar fi explicatia, se pare ca ei au aceasta proprietate de foarte multa vreme. Acest lucru este indicat de cercetarile facute pe o fosila ce dateaza de acum 430 de milioane de ani.
În studii anterioare, s-a demonstrat ca scorpionii nu mai disting spatiul liber de adapost, atunci când ochii le sunt acoperiti si pigmentii florescenti sunt decolorati. Un alt studiu a demonstrat ca, atunci când coada este expusa la lumina verde (aceeasi culoare ca fluorescenta), nervii din acea regiune se activeaza.
Acum, cercetatorul Douglas Gaffin de la Universitatea din Oklahoma a studiat comportamentul a mai bine de 100 de scorpioni expusi la ultraviolete, lumina verde si lungimi de unda mai mari, pe care ochii lor nu le pot vedea. Astfel, s-a constat ca scorpionii, chiar si atunci când au ochii acoperiti, se misca sub lumina ultravioleta la fel ca atunci când au ochii descoperiti.
"Poate ca ei colecteaza lumina ultravioleta, poate lumina stelelor, iar pigmentii o fac verde si sistemul lor nervos o percepe ca atare", a declarat Griffin. Dar aceasta e doar o ipoteza, mecanismul procesului nu este cunoscut.
Pentru a continua cercetarea, specialistii au de gând sa acopere scorionii cu o crema de protecte solara. Singura problema este ca substantele din crema îi omoara pe scorpioni în doar câteva zile, iar cercetatorii sunt nevoiti sa gaseasca o metoda prin care sa faca acest experiment.
Sursa: wired - Sursa foto: Furryscaly/Flickr - via descopera.ro
Chi è convinto che la notte di San Lorenzo sia ancora troppo lontana per poter avere l’occasione di ammirare il cielo in attesa di una pioggia di stelle cadenti si dovrà ricredere. Se a molti lo spettacolo delle Quadrantidi della notte tra il 3 e il 4 gennaio è infatti sfuggito per problemi di visibilità (il picco dell’evento era troppo vicino all’alba per poter essere bene osservato) il 2012 riserva però altre occasioni per ammirare stelle e pianeti. Eccone alcuni di quelli proposti da Scientific American, che potremmo osservare anche in Italia (condizioni meteorologiche permettendo).
Si comincia alla fine di febbraio, con Mercurio, il più interno dei pianeti del sistema solare (e per questo in genere poco visibile, nascosto com’è dalla luce del Sole). A partire dal mese prossimo il pianeta comincerà ad allontanarsi dalla nostra stella, raggiungendo il punto più distante il 5 marzo. Durante questo periodo, e immediatamente dopo, Mercurio apparirà quindi insolitamente splendente e potremo ammirarlo dopo il tramonto in direzione ovest. Negli stessi giorni anche Marte sarà ben visibile, perché entrerà in opposizione (rispetto al Sole, con la Terra nel mezzo) il 3 marzo.
Mercurio e Marte saranno anche protagonisti di una parata di pianeti nei primissimi giorni di marzo: insieme a Venere, Giove, e Saturno sarà infatti possibile osservarli nel corso di un’unica notte (sebbene non in contemporanea). In particolare, pazientando dal tramonto fino alle 22 sarà possibile scorgere a ovest prima Mercurio, Venere e Giove, poi, a est, Marte e infine Saturno.
Marzo 2012 sarà decisamente un mese interessante per gli astrofili. Il 13 infatti Venere e Giove faranno brillare in modo particolare la volta celeste. Rispettivamente il terzo e il quarto oggetto celeste più luminoso del cielo (dopo il Sole e la Luna), Venere e Giove saranno infatti particolarmente vicini, accoppiati, visibili in direzione ovest nelle prime ore della sera, poco dopo il tramonto.
Segnaliamo poi il transito di Venere sul Sole, ovvero il momento in cui il pianeta si piazzerà tra la Terra e il Sole, in parte oscurandolo. Sebbene l’evento – più raro del passaggio della cometa di Halley, tanto che accadrà di nuovo solo nel 2117 e che raggiungerà il suo culmine il 5 giugno prossimo - non si vedrà sopra il cielo italiano, avremo comunque l’opportunità di non lasciarcelo sfuggire, come spiega Luciano Nicastro dell’ Istituto di Astrofisica Spaziale e Fisica Cosmica di Bologna (Inaf-Iasf): “L’Inaf, come partner del progetto europeo Gloria trasmetterà in diretta via web da tre diversi località, in Giappone, Australia e Norvegia il transito di Venere sul Sole durante la sua intera durata”. Offrendo così anche a noi lo spettacolo di vedere Venere come un piccolo disco scuro sulla nostra stella, con un diametro di circa 1/32 quello del Sole.
Ma anche le Perseidi, le stelle cadenti di agosto, quest’anno potrebbero riservare uno spettacolo sorprendente. A differenza del 2011, infatti, le condizioni per osservarle saranno decisamente ottimali: cielo buio, con la Luna che entrerà nell’ultimo quarto il 9 agosto per poi diventare luna nuova il 17. Per chi non si vuole perdere un’ eclissi di Sole, infine, l’appuntamento è a novembre. In Australia, però.
Switching from hydrocarbon-based transportation to systems powered by state-of-the-art fuel cells therefore seems a natural choice, but numerous obstacles have kept this technology confined to laboratories. A prime example is the problem of on-board hydrogen storage for vehicles: because ambient hydrogen gas is roughly 10,000 times less dense than gasoline, it would require impractically large tanks to obtain comparable mileage.
Compressing hydrogen gas or liquefying it at -250 °C are two ways to increase its energy content by volume. However, chemists are developing a more attractive strategy using specially designed compounds, called metal hydride clusters, to produce high hydrogen-storage densities without extreme temperatures or pressures. The metal atoms within these molecules bind to large numbers of hydrogen atoms, producing a solid that can reversibly add or remove hydrogen using mild heating or cooling.
Now, Zhaomin Hou from the RIKEN Advanced Science Institute in Wako and an international team of colleagues have isolated a new class of ‘heterometallic’ hydride clusters (Fig. 1) that may spur development of lighter and longer-lived fuel cell devices. By incorporating multinuclear rare-earth metals into their compounds, the team has produced the first high-density storage molecules that have hydrogen addition properties that can be monitored directly using x-ray diffraction—a technique that provides clear insights into cluster structure and functionality.
Rare combinations
For the past 25 years, chemists have paired so-called ‘d-block transition metals’, such as tungsten (W) and molybdenum (Mo), with lightweight rare-earth metals, such as yttrium (Y), to increase the storage capacity of hydride clusters. Because the nuclei of rare earths are shielded by many electrons, these metals can pack high numbers of hydrogen atoms into small crystal volumes without suffering electronic repulsions. Unfortunately, once hydrogen gas binds to a rare-earth metal, it tends to stay there. Mixing in d-block metals alters the rare-earth reactivity so that on-demand hydrogen storage and release can occur.
Figure 1: Heterometallic hydride clusters containing molybdenum atoms (purple spheres) and rare-earth yttrium metals (green spheres) are promising materials for on-board storage and release of hydrogen gas (light blue spheres). Credit: 2011 Zhaomin Hou
Until now, most of these combined metal hydrides were constructed using mononuclear rare-earth building blocks, such as YH, with a mononuclear d-block metal. Using a different strategy, Hou and his colleagues recently devised innovative protocols to isolate polynuclear rare-earth hydrides using large molecular ligands to trap these typically unstable compounds in place. Polynuclear hydrides feature dense, interconnected networks of ‘bridging’ hydrogen atoms connected to two or more metals—characteristics that led the researchers to explore their potential for hydrogen storage applications.
“It is not difficult to imagine that hydrogen atoms could bond to multiple metal atoms in a polynuclear polyhydride complex, and the [mode of] bonding could be different with different metal combinations,” says Hou. “However, it is not easy to prepare quality polyhydride samples for high-precision structure determinations. Hydride complexes containing both rare-earth and d-block transition metals are even more difficult to prepare because of their air- and moisture-sensitivity.”
A five-way first
Figure 2: Monitoring the reversible addition and release of a hydrogen gas molecule to a molybdenum-yttrium cluster in real time with x-ray crystallography has revealed the first atom-resolved insights into hydrogen storage by organometallic crystals. Credit: 2011 Zhaomin Hou
Performing their experiments inside nitrogen-filled and humidity-free enclosures, the team mixed one of their carefully prepared polynuclear complexes—four yttrium metals and eight hydrogen atoms held together by bulky organic ligands—with either a Mo or W pentahydride. After precipitating crystals out of the reaction, they used x-ray and neutron diffraction experiments to view their product’s atomic structure. These measurements showed that the two metallic components fused together, yielding a Y4MH11 (M = Mo, W) hydride with double-, triple-, and quadruple-bridged hydrogen atoms.
Zapping the penta-metallic polyhydride with ultraviolet light enabled the team to remove a protective phosphorus ligand and increase the hydrogen bridging density within the cluster. This produced the first hydride cluster where hydrogen is bonded to five metals in a distinctive symmetry known as trigonal bipyramidal. “The confirmation of a penta-coordinated hydrogen atom in this geometry is unprecedented,” says Hou.
Step-by-step scrutiny
Hou and colleagues’ experiments then demonstrated that their heterometallic clusters possessed critical hydrogen storage and release capabilities. Heating H2 and Y4WH11 to 80 °C caused an oxidative addition of the gas molecule to the cluster, which they could reverse through ultraviolet-light treatment. Despite the Y4MoH11 molecule not responding to the same chemical tricks, the researchers discovered that applying a vacuum could suck H2 from the cluster, giving a new Y4MoH9 complex. Exposing this compound to hydrogen gas at room temperature spontaneously regenerated the original molecule (Fig. 2).
According to Hou, the most striking aspect of this chemistry is that the hydrogen addition to the Y4MoH9 cluster can be followed from single crystal to single crystal—meaning that the starting material, the reaction intermediates, and the product all retain the same rigid morphology. “No metal hydrides have previously shown such excellent crystallinity,” he notes.
After gingerly sealing a Y4MoH9 crystal into a thin, hydrogen-filled capillary tube, the researchers monitored the spontaneous addition reaction over 60 hours. As the cluster gradually took in hydrogen and changed color from black to red, they watched—at precision greater than one-millionth of a meter—yttrium and molybdenum atoms separate and shift within the crystal unit cell. By providing the first-ever atom-resolved views of active sites and bonding modes for hydrogen addition to an organometallic crystal, these findings should aid design of more sophisticated alloys in the future.
Theoretical calculations performed by the researchers indicated that combining two metals with starkly different electronic properties played a big role in giving the clusters their unique reactivity. With wide swaths of the periodic table available for exploring using this technique, breakthroughs in heterometallic hydride materials may have only just begun.
Specialistii au ajuns la aceasta concluzie dupa ce au analizat 14 studii, din Statele Unite, Canada si Africa de Sud, care au inclus, fiecare, între 53 si 12.000 de copii cu vârste între 6 si 18 ani.
Dr. Amika Singh si colegii sai de la VU University Medical Center, Amsterdam, au decis sa abordeze aceasta problema ca urmare a faptului ca, în ultimul timp, accentul cade tot mai mult pe învatare, alocându-se din ce în ce mai putin timp pentru activitatile în aer liber si cele care presupun miscare.
Doua dintre cele 14 studii au fost catalogate ca având o calitate superioara si au indicat clar existenta unei relatii între activitatea fizica si performantele scolare.
Este cunoscut faptul ca exercitiile fizice ajuta la cresterea fluxului sangvin si a celui de oxigen la nivelul creierului. Totusi, specialistii explica existenta relatiei si prin faptul ca exercitiile fizice ajuta la îmbunatatirea dispozitiei si la reducerea nivelului de stres. De asemenea, dr. Singh a declarat ca "atunci când copiii fac sport, învata sa se supuna regulilor si sa le respecte. Astfel, ei devin mai disciplinati si se pot concentra mai bine în timpul orelor".
Desi expertii recunosc ca va fi nevoie si de alte cercetari pentru a putea demonstra oficial aceasta legatura, ei afirma ca "este bine ca un copil sa fie activ cel putin o ora pe zi pentru a se mentine sanatos".
(p)Link
Commenti
Storico
Stampa
Feed RSS 0.91
Feed Atom 0.3
