Μετά το γραφένιο.. έρχεται το γερμανένιο!!

Βερολίνο  

Ένα υποσχόμενο «δισδιάστατο» υλικό, του οποίου η ύπαρξη είχε προταθεί θεωρητικά πριν από μια πενταετία, δημιουργήθηκε για πρώτη φορά από ανεξάρτητες ερευνητικές ομάδες σε Ευρώπη και Κίνα. Είναι το «γερμανένιο», ξάδελφος του περίφημου γραφένιου που υπόσχεται επανάσταση στην ηλεκτρονική.

Τα νέα υλικά

Την τελευταία δεκαετία, ερευνητές σε όλο τον κόσμο αναπτύσσουν μια σειρά νέων υλικών στα οποία όλα τα άτομα βρίσκονται διατεταγμένα στο ίδιο επίπεδο -πρόκειται ουσιαστικά για φύλλα πάχους ενός μόλις ατόμου, τα οποία θεωρούνται «δισδιάστατα» και δεν απαντώνται στη φύση.

Το πιο διάσημο υλικό της νέας κατηγορίας είναι το γραφένιο, χημικός ξάδελφος του γραφίτη, του οποίου η ανακάλυψη το 2004 βραβεύτηκε με το Νόμπελ Φυσικής του 2010. Έκτοτε έχουν παρουσιαστεί δισδιάστατες μορφές του κασσίτερου, του πυριτίου και άλλων στοιχείων, ακόμα και δισδιάστατα πολυμερή. Το νέο μέλος της οικογένειας είναι τα μονοατομικά φύλλα γερμανίου, ενός σχετικά σπάνιου στοιχείου που χρησιμοποιείται σήμερα στις οπτικές ίνες και την ηλεκτρονική.

Η τεχνική

Ευρωπαίοι ερευνητές αναφέρουν στην επιθεώρηση «New Journal of Physics» ότι δημιούργησαν γερμανένιο ακολουθώντας την ίδια τεχνική που είχε εφαρμοστεί για το «πυριτένιο», το αντίστοιχο υλικό από πυρίτιο.

Το νέο υλικό παράχθηκε με την απόθεση μεμονωμένων ατόμων γερμανίου πάνω σε ένα λεπτό υπόστρωμα από χρυσό σε συνθήκες κενού και υψηλής θερμοκρασίας. Οι ερευνητές επιβεβαίωσαν ότι πρόκειται για γερμανένιο με φασματοσκοπικές μετρήσεις και με την εξέταση της δομής του με μικροσκόπιο σήραγγας, ικανό να διακρίνει μεμονωμένα άτομα.

Τη δημιουργία γραφενίου αναφέρει ότι πέτυχαν ανεξάρτητα ερευνητές στην Κίνα. Αυτό που μένει τώρα είναι να επιβεβαιωθούν οι θεωρητικοί υπολογισμοί για τις ιδιότητες του νέου υλικού. Το γερμανένιο «αναμένεται να παρουσιάσει εντυπωσιακές ηλεκτρικές και οπτικές ιδιότητες και θα μπορούσε να αξιοποιηθεί ευρέως σε όλη τη βιομηχανία ηλεκτρονικών» αναφέρει η ερευνητική ομάδα στη Γερμανία, την Ισπανία και τη Γαλλία.

Μια από τις πιθανές εφαρμογές θα ήταν η χρήση του γραφενίου ως «τοπολογικού μονωτή» στους μελλοντικούς κβαντικούς υπολογιστές. Το πρόβλημα βέβαια με το γερμάνιο είναι ότι δεν υπάρχει σε άφθονες ποσότητες όπως ο άνθρακας που χρησιμοποιείται στο γραφένιο: η ετήσια παραγωγή σε παγκόσμιο επίπεδο δεν ξεπερνά τους 120 τόνους το χρόνο.

Βήμα Science

Το πρώτο συνθετικό χρωμόσωμα!

Νέα Υόρκη  

 

Ένα βήμα - ορόσημο στο πεδίο της βιολογίας έκαναν επιστήμονες από τις ΗΠΑ, τη Γαλλία, τη Βρετανία και την Ινδία, που κατάφεραν για πρώτη φορά να δημιουργήσουν εξ αρχής ένα πλήρως συνθετικό και λειτουργικό χρωμόσωμα, μία εξέλιξη που ανοίγει το δρόμο για νέες επαναστατικές καινοτομίες στο πεδίο της βιοτεχνολογίας και της ιατρικής κατά τις επόμενες δεκαετίες.

Συνθετική ζωή

Τα συνθετικά χρωμοσώματα, που σχεδιάζονται με τη βοήθεια ηλεκτρονικού υπολογιστή, θα αποτελέσουν τη βάση για τη δημιουργία μελλοντικών συνθετικών μορφών ζωής (κατ’ αρχήν μικροοργανισμών και αργότερα φυτών και ζώων), με ποικίλες εφαρμογές όπως ο καθαρισμός του περιβάλλοντος από τοξικές ουσίες, η βιομηχανική παραγωγή νέων φαρμάκων, εμβολίων, βιοκαυσίμων, θρεπτικών ουσιών και άλλων «εξωτικών» υλικών.
Ενώ η κλασική γενετική μηχανική και βιοτεχνολογία μέσω γενετικής τροποποίησης περιορίζεται στην αλλαγή και την μεταφορά γονιδίων, η συνθετική βιολογία πηγαίνει παραπέρα, σχεδιάζοντας εξ αρχής και συνθέτοντας τελείως νέο γενετικό υλικό - κάτι που όμως ορισμένοι σκεπτικιστές βλέπουν επιφυλακτικά λόγω των πιθανών επιπτώσεων στη Φύση, όταν οι άνθρωποι «μιμούνται τον Θεό».

Το επίτευγμα

Το νέο επίτευγμα -η πρώτη σύνθεση χρωμοσώματος ενός ευκαρυωτικού οργανισμού (οργανισμού με πυρήνα)- που απαίτησε έρευνα επτά ετών, αποτελεί συνέχεια και επέκταση της ιστορικής δημιουργίας από τον αμερικανό Κρεγκ Βέντερ του συνθετικού γονιδιώματος ενός πολύ απλούστερου βακτηρίου (οργανισμού χωρίς πυρήνα) το 2010, όταν είχε δημιουργήσει ένα εν μέρει συνθετικό βακτήριο, τη «Σύνθια».
Οι ερευνητές (μεταξύ των οποίων ο Μιχάλης Χατζηθωμάς του Τμήματος Βιολογίας του Πανεπιστημίου Τζονς Χόπκινς), με επικεφαλής τον γενετιστή Τζεφ Μπέκε του Ιατρικού Κέντρου Langone του Πανεπιστημίου της Νέας Υόρκης, συνέθεσαν εξ αρχής ένα χρωμόσωμα ζυμομύκητα, ενώνοντας συνθετικά τμήματα DNA σε μια ενιαία αλληλουχία.
Οι επιστήμονες εκτιμούν ότι ένα πλήρως συνθετικό γονιδίωμα ενός τέτοιου μύκητα, που χρησιμοποιείται στη ζυθοποιία για τη ζύμωση της μπίρας (μαγιά), στην οινοποιία, στην αρτοποιία κ.α., το οποίο θα αποτελείται από 16 συνθετικά χρωμοσώματα, θα γίνει πραγματικότητα μέσα στην επόμενη τετραετία.
«Η έρευνά μας μετακινεί τη βελόνα στη συνθετική βιολογία από τη θεωρία στην πράξη. Η εργασία μας αντιπροσωπεύει το μεγαλύτερο βήμα μέχρι σήμερα στο πλαίσιο μιας διεθνούς προσπάθειας να δημιουργηθεί το πλήρες γονιδίωμα ενός συνθετικού ζυμομύκητα. Πρόκειται για το πιο εκτεταμένα τροποποιημένο χρωμόσωμα που έχει ποτέ δημιουργηθεί. Όμως το πραγματικό ορόσημο είναι ότι το ενσωματώσαμε στο κύτταρο ενός ζωντανού ζυμομύκητα και δείξαμε ότι τέτοια κύτταρα, που φέρουν το συνθετικό χρωμόσωμα, είναι απολύτως φυσιολογικά, όμως διαθέτουν νέες δυνατότητες» αναφέρει ο Μπέκε.

Το γενετικό δυναμικό

Σύμφωνα με τους ερευνητές, είναι πλέον σε θέση να σχεδιάσουν σε έναν υπολογιστή τις αλλαγές που θέλουν να επιφέρουν στο γενετικό δυναμικό ενός χρωμοσώματος και στη συνέχεια να το τοποθετήσουν μέσα στο κύτταρο της μαγιάς, προσδίδοντας στην τελευταία ιδιότητες που υπό φυσιολογικές συνθήκες δεν διαθέτει.
Το συνθετικό χρωμόσωμα ονομάζεται «synIII», επειδή αντικατέστησε το χρωμόσωμα Νο 3 από τα συνολικά 16 του ζυμομύκητα. Το εγχείρημα χαρακτηρίστηκε «ανάβαση του όρους Έβερεστ» της συνθετικής βιολογίας, λόγω της πολυπλοκότητάς του, καθώς έπρεπε να συγκολληθούν με τη σωστή σειρά 273.871 «γράμματα» (βάσεις) του DNA και, παράλληλα, να αφαιρεθούν περίπου 50.000 που διέθετε το φυσικό χρωμόσωμα και θεωρήθηκαν περιττά.
Όπως είπε ο Τζεφ Μπέκε, «όταν αλλάζεις το γονιδίωμα, ρίχνεις ζάρια. Μία λάθος αλλαγή μπορεί να σκοτώσει το κύτταρο. Εμείς κάναμε πάνω από 50.000 αλλαγές στον κώδικα του DNA στο χρωμόσωμα και παρόλα αυτά ο ζυμομύκητάς μας έζησε και αναπαράχθηκε, πράγμα που δείχνει ότι το συνθετικό μας χρωμόσωμα είναι ανθεκτικό». Το επίτευγμα δημοσιεύεται στην επιθεώρηση «Science».
Βήμα Science 

Προϊόντα από.... "ζωντανά" υλικά!

Μασαχουσέτη 

 

Ερευνητές του Πανεπιστημίου ΜΙΤ των ΗΠΑ έκαναν ένα ακόμα βήμα για τη δημιουργία των λεγόμενων «ζωντανών υλικών», υλικών που συνδυάζουν ανόργανα και οργανικά συστατικά. Η έμπνευση προέρχεται από την ύπαρξη στη φύση υλικών όπως τα οστά, όπου συνυπάρχουν ανόργανα μέταλλα και ζωντανά κύτταρα.

Η μετατροπή

Μηχανικοί του ΜΙΤ, με επικεφαλής τον Τίμοθι Λου καθηγητή του Τμήματος Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Βιολογικής Μηχανικής, κατάφεραν να μετατρέψουν βακτηριακά κύτταρα, έτσι ώστε αυτά να παράγουν βιοφίλμ με ενσωματωμένα μη έμβια υλικά, όπως νανοσωματίδια χρυσού και κβαντικές κουκίδες.

Αυτά τα «ζωντανά υλικά», όπως αποκαλούνται, συνδυάζουν τα πλεονεκτήματα των έμβιων κυττάρων (άμεση ανταπόκριση στα ερεθίσματα του περιβάλλοντος, παραγωγή πολύπλοκων βιολογικών μορίων κ.α.) με τα οφέλη των άβιων υλικών (μεταφορά ηλεκτρισμού, εκπομπή φωτός κ.α.).

Στο μέλλον, τέτοια «υβριδικά» υλικά μπορεί να χρησιμοποιηθούν για τον σχεδιασμό πιο πολύπλοκων συσκευών, όπως νέου τύπου μπαταριών, ηλιακών κυψελών, αυτο-επιδιορθούμενων υλικών ή διαγνωστικών και περιβαλλοντικών αισθητήρων.

«Η ιδέα μας είναι να βάλουμε μαζί τον έμβιο και τον άβιο κόσμο, προκειμένου να δημιουργήσουμε υβριδικά υλικά, τα οποία θα έχουν ζωντανά κύτταρα μέσα τους και θα είναι λειτουργικά», δήλωσε ο Λου.

Το βακτήριο

Οι ερευνητές πειραματίστηκαν με το γνωστό βακτήριο E.coli που από τη φύση του παράγει βιοφίλμ, το οποίο περιέχει αμυλοειδείς πρωτεϊνες που το βοηθούν να προσκολλάται σε επιφάνειες. Αυτές οι πρωτεϊνες αποτελούνται από υπομονάδες (CsgA), οι οποίες είναι δυνατό να τροποποιηθούν έτσι ώστε πλέον να ενσωματώνουν άβια υλικά, όπως τα νανοσωματίδια χρυσού.

Προγραμματίζοντας γενετικά με κατάλληλο τρόπο τα κύτταρα του E.coli, οι ερευνητές κατάφεραν να ελέγξουν τις ιδιότητες του παραγόμενου βιοφίλμ και να δημιουργήσουν υβριδικά «ζωντανά» νανοσύρματα χρυσού, βιοφίλμ-αγωγούς του ηλεκτρικού ρεύματος και φιλμ με διάσπαρτες κβαντικές κουκίδες (μικροσκοπικούς κρυστάλλους με κβαντομηχανικές ιδιότητες). Ακόμη, μπόρεσαν να «καθοδηγήσουν» τα κύτταρα έτσι να επικοινωνούν μεταξύ τους και να μεταβάλλουν μόνα τους τη σύνθεση του βιοφίλμ με το πέρασμα του χρόνου.

«Δείξαμε ότι είναι δυνατό να φτιάξουμε κύτταρα που ‘μιλάνε' και μπορούν να αλλάξουν τη σύνθεση του υλικού. Ο απώτερος στόχος μας είναι να μιμηθούμε τον τρόπο που τα συστήματα της φύσης, όπως τα οστά, σχηματίζονται. Κανένας δεν λέει σε ένα οστό τι να κάνει, όμως αυτό δημιουργεί ένα υλικό αναποκρινόμενο στα περιβαλλοντικά σήματα» αναφέρει ο Λου.

Το εύρος των πιθανών πρακτικών εφαρμογών φαίνεται από το γεγονός ότι η έρευνα χρηματοδοτείται, μεταξύ άλλων, από τα Γραφεία Ερευνών τόσο του Πολεμικού Ναυτικού, όσο και του Στρατού, καθώς επίσης από το υπουργείο Άμυνας, τα Εθνικά Ινστιτούτα Υγείας και το Εθνικό Ίδρυμα Επιστημών των ΗΠΑ. Η έρευνα δημοσιεύεται στην επιθεώρηση "Nature Materials".

Βήμα Science

Νανοτεχνολογία: μια ματιά στο παρόν και στο μέλλον !

Παρακολουθείστε το βίντεο που ακολουθεί και δείτε τι μπορεί και κάνει η νανοτεχνολογία για εμάς!

Τσιμέντο μετατρέπεται σε μέταλλο!

Οι μεσαιωνικοί αλχημιστές θα ζήλευαν τους σύγχρονους επιστήμονες, οι οποίοι κατάφεραν να μετατρέψουν το υγρό τσιμέντο σε υγρό μέταλλο. Με τον τρόπο αυτό, το τσιμέντο έγινε ημιαγωγός του ηλεκτρικού ρεύματος και ανοίγει πλέον ο δρόμος, μεταξύ άλλων, για να χρησιμοποιηθεί στην κατασκευή ηλεκτρονικών συσκευών και «τσιπ» υπολογιστών.

Η «μαγεία» έγινε πραγματικότητα από ερευνητές του Εθνικού Εργαστηρίου Argonne του υπουργείου Ενέργειας των ΗΠΑ, σε συνεργασία με συναδέλφους τους από την Ιαπωνία, τη Γερμανία και τη Φινλανδία. Η σχετική δημοσίευση, με επικεφαλής τον Αμερικανό φυσικό Κρις Μπένμπορ, έγινε στο περιοδικό της Εθνικής Ακαδημίας Επιστημών των ΗΠΑ (PNAS).

Όπως ανέφερε ο Μπένμορ, το νέο υλικό έχει πολλές δυνητικές εφαρμογές όπως σε ηλεκτρικές αντιστάσεις με μορφή λεπτού φιλμ, οι οποίες χρησιμοποιούνται σε επίπεδες οθόνες υγρών κρυστάλλων.

Το νέο υλικό αποτελεί ένα είδος μεταλλικού γυαλιού, που έχει καλύτερη αντίσταση στη διάβρωση σε σχέση με ένα συμβατικό μέταλλο, είναι λιγότερο εύθραυστο από το γυαλί, μεταδίδει το ηλεκτρικό ρεύμα, εμφανίζει μεγαλύτερες ενεργειακές (μαγνητικές) απώλειες και διαθέτει καλύτερη ρευστότητα, πράγμα που βοηθάει στην επεξεργασία του.

Έως τώρα, μόνο μέταλλα είχε καταστεί εφικτό να μετατραπούν σε αυτή την μεταβατική φάση του μεταλλικού γυαλιού. Η μετατροπή του τσιμέντου σε υγρό αγώγιμο μέταλλο γίνεται με τη διαδικασία της «παγίδευσης ηλεκτρονίων», η οποία στο μέλλον πιθανώς θα επιτρέψει και σε άλλα στερεά μονωτικά υλικά να μετατραπούν σε ημιαγωγούς του ρεύματος. Οι σχετικοί πειραματισμοί θα ξεκινήσουν σύντομα.

www. kathimerini,gr Πηγή: AΠE-MΠΕ

To CSI των "αρχαίων" μαλλιών και ματιών...

Η HIrisPlex είναι μια μέθοδος ανάλυσης DNA που αναπτύχθηκε πρόσφατα δίνοντας τη δυνατότητα στους ειδικούς των εγκληματολογικών εργαστηρίων να διαπιστώνουν από μικρά δείγματα αίματος ή άλλου είδους δείγματα (π.χ αποτύπωμα χειλιών σε ένα ποτήρι) το χρώμα των μαλλιών και των ματιών ενός ατόμου. Ετσι διευκολύνεται ο εντοπισμός ενός δράστη εγκληματικής ενέργειας καθώς και η ταυτοποίηση νεκρών τα χαρακτηριστικά των οποίων έχουν για κάποιο λόγο αλλοιωθεί.

Οπως διαπιστώθηκε, η μέθοδος αυτή μπορεί να αναλύσει το εξαιρετικά αλλοιωμένο και σε προχωρημένη αποσύνθεση ελάχιστο δείγμα DNA που υπάρχει στα οστά και τα δόντια ανθρώπων που έχουν πεθάνει πριν από πολλούς αιώνες ώστε να ταυτοποιηθεί το χρώμα των μαλλιών και των ματιών τους.

Η μέθοδος

 

Το HIrisPlex ανέπτυξε ομάδα ερευνητών από την Πολωνία και την Ολλανδία και βασίζεται σε 24 πολυμορφισμούς DNA, δηλαδή κάποιες παραλλαγές γονιδίων που προκύπτουν με φυσικό τρόπο. «Το σύστημα μας μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να βρουν απάντηση διαχρονικά ερωτηματικά τα οποία έχουν προκύψει από έλλειψη έγχρωμων εικόνων ή άλλων αρχείων. Το HIrisPlex επιβεβαίωσε ότι ο στρατηγός Βλάντισλαβ Σιρκόσκι που έχασε τη ζωή του σε αεροπορικό δυστύχημα το 1943 είχε πράγματι ξανθά μαλλιά και γαλάζια μάτια όπως εμφανιζόταν σε κάποια πορτρέτα του τα οποία όμως είχαν ζωγραφιστεί μετά τον θάνατο του» αναφέρει ο Βόισχιεκ Μπρανίκι, του Ινστιτούτου Ιατροδικαστικών Ερευνών εκ των επικεφαλής της ομάδας που ανέπτυξε τη μέθοδο. 

Πίσω στο χρόνο

 

Το HIrisPlex μπορεί όπως αποδεικνύεται να ανασύρει στοιχεία όχι μόνο από «φρέσκο» DNA αλλά και από το εξαιρετικά αλλοιωμένο και σε προχωρημένη αποσύνθεση DNA που υπάρχει στα οστά ανθρώπων που έχουν πεθάνει πριν από πολλούς αιώνες. Με τη βοήθεια του HIrisPlex διαπιστώθηκε ότι ένα μυστηριώδες άτομο που είχε θαφτεί πριν από περίπου 800 χρόνια σε μια κρύπτη στο Αβαείο του Βενεδικτίνου στα περίχωρα της Κρακοβίας ανήκε σε μια γυναίκα που είχε μακριά καστανόξανθα μαλλιά και καφέ μάτια. Η επιστημονική κοινότητα περιμένει τώρα να δει αν η μέθοδος μπορεί να χρησιμοποιηθεί με την ίδια επιτυχία και για την ανάλυση του DNA ανθρώπων που ζούσαν πριν από χιλιάδες έτη και έτσι να μάθουμε κάποια στοιχεία για την εμφάνιση των αρχαίων μας προγόνων. 

Θοδωρής Λαίνας Βήμα Science

Ελάτε στη διαδραστική έκθεση επιστήμης και τεχνολογίας!

Πολλές διαφορετικές δράσεις αφιερωμένες στον τομέα της Τεχνολογίας φιλοξενεί η Διαδραστική Έκθεση Επιστήμης και Τεχνολογίας του Ιδρύματος Ευγενίδου τον Ιανουάριο. Στις 13, 20 και 27 Ιανουαρίου οι φανατικοί των ρομπότ θα μπορέσουν να παρακολουθήσουν το «Διαδραστικό Εργαστήρι: Εισαγωγή στη Ρομποτική». Παράλληλα, κάθε Σάββατο και Κυριακή, οι επισκέπτες της Διαδραστικής Έκθεσης θα παρακολουθούν την ενότητα «Τεχνολογία: Από τη μηχανή του Ήρωνα στα ιπτάμενα τρένα», που περιλαμβάνει Πειράματα, Διαδραστικό Παραμύθι για παιδιά και Διαδραστική Αφήγηση για την αρχαία Ελληνική Τεχνολογία. Στις 19 και 20 Ιανουαρίου η Διαδραστική Έκθεση φιλοξενεί ερευνητές, οι οποίοι θα μιλήσουν για τις τελευταίες εξελίξεις σε συγκεκριμένους τεχνολογικούς τομείς.

Στους συνδέσμους που ακολουθούν θα βρείτε αναλυτικά το πρόγραμμα των δραστηριοτήτων.

Διαδραστικό Εργαστήρι: Εισαγωγή στη Ρομποτική (απευθύνεται σε παιδιά από Β΄ Γυμνασίου έως Α΄ Λυκείου):
http://www.eugenfound.edu.gr/frontoffice/portal.asp?cpage=RESOURCE&cresrc=2858&cnode=100
 

Ενότητα «Τεχνολογία: Από τη μηχανή του Ήρωνα στα ιπτάμενα τρένα»:
 

http://www.eugenfound.edu.gr/frontoffice/portal.asp?cpage=RESOURCE&cresrc=2859&cnode=100
 

Ομιλίες ερευνητών στη Διαδραστική Έκθεση Επιστήμης & Τεχνολογίας (στα πλαίσια του αφιερώματος στην Τεχνολογία). Περισσότερες πληροφορίες:
 

http://www.eugenfound.edu.gr/frontoffice/portal.asp?cpage=RESOURCE&cresrc=2860&cnode=100


Δείτε ένα μικρό βίντεο για την ενότητα στον σύνδεσμο που ακολουθεί:
http://www.youtube.com/watch?v=ZdC62LN3njs

  

Πρώτη έγκριση γονιδιακής θεραπείας σε Ευρώπη!

Ένας γενετικά τροποποιημένος ιός για την αντιμετώπιση μιας σπάνιας γενετικής διαταραχής έγινε την Πέμπτη η πρώτη γονιδιακή θεραπεία που εγκρίνεται όχι μόνο στην Ευρωπαϊκή Ένωση αλλά και σε όλο τον κόσμο εκτός της Κίνας.

«Ορόσημο» η έγκριση

Η νέα θεραπεία έχει αστρονομικό κόστος και προορίζεται για έναν πολύ μικρό αριθμό ασθενών, ωστόσο η έγκρισή της αποτελεί ορόσημο για τις τεχνολογίες επιδιόρθωσης ελαττωματικών γονιδίων.

Η θεραπεία Glybera, την οποία ανέπτυξε η εταιρεία βιοτεχνολογίας uniQure, με έδρα το Άμστερνταμ, εγκρίθηκε για την αντιμετώπιση μιας διαταραχής που ονομάζεται «ανεπάρκεια λιποπρωτεϊνικής λιπάσης» ή LPLD.

Η LPLD περιλαμβάνεται στις λεγόμενες «ορφανές ασθένειες», οι οποίες είναι ιδιαίτερα σπάνιες και συνήθως δεν προσελκύουν το ενδιαφέρον της φαρμακοβιομηχανίας.

Η γενετική αυτή ανεπάρκεια, η οποία πλήττει μόνο ένα ή δύο άτομα ανά εκατομμύριο, εμποδίζει την αποτελεσματική διάσπαση των λιπαρών οξέων της διατροφής, τα οποία συσσωρεύονται στο αίμα και μπορούν να προκαλέσουν θανατηφόρο φλεγμονή στο πάγκρεας.

Με «όχημα» γενετικώς τροποποιημένο αδενοϊό 

Η θεραπεία Glybera βασίζεται σε έναν ακίνδυνο, γενετικά τροποποιημένο αδενοϊό, ο οποίος εισάγει στα κύτταρα του σώματος υγιή αντίγραφα του γονιδίου που κωδικοποιεί για την παραγωγή του ενζύμου της λιποπρωτεϊνικής λιπάσης.

Η νέα θεραπεία, η οποία εγκρίθηκε από την Ευρωπαϊκή Επιτροπή κατόπιν θετικής γνωμοδότησης από την Ευρωπαϊκή Υπηρεσία Φαρμάκων, μόνο φθηνή δεν μπορεί να χαρακτηριστεί. Σύμφωνα με το Reuters, το κόστος μπορεί να φτάνει ακόμα και τα 1,2 εκατομμύρια ευρώ ανά ασθενή. Η εταιρεία uniQure, πάντως, τονίζει ότι η τιμή αυτή είναι συγκρίσιμη με το κόστος της θεραπείας με το ίδιο το ένζυμο της λιπάσης.

Μέχρι σήμερα, η Κίνα ήταν η μόνη χώρα που είχε δώσει άδεια κυκλοφορίας για γονιδιακή θεραπεία. Η θεραπεία της κινεζικής SiBiono GeneTech εγκρίθηκε το 2003 για την αντιμετώπιση του καρκίνου του τραχήλου και της κεφαλής, ωστόσο κανένα άλλο αντίστοιχο προϊόν δεν έχει λάβει άδεια σε ΗΠΑ και Ευρώπη.

Η ιδέα της ίασης ασθενειών μέσω της αντικατάστασης ελαττωματικών γονιδίων πήρε μια μεγάλη ώθηση το 1990, όταν η πρακτική αποδείχθηκε αποτελεσματική σε μια σοβαρή γενετική ασθένεια που ονομάζεται σοβαρή συνδυασμένη ανοσοανεπάρκεια.

Οι φόβοι για τη γονιδιακή θεραπεία

Αργότερα, όμως, έγινε σαφές ότι η εισαγωγή επιπλέον γονιδίων σε τυχαίες θέσεις του γονιδιώματος μπορεί να έχει απρόβλεπτες παρενέργειες. Το 1999 ένας νεαρός ασθενής πέθανε στην Αριζόνα λόγω της θεραπείας και το 2002 εμφάνισαν λευχαιμία δύο παιδιά με συνδυασμένη ανοσοανεπάρκεια.

Στα χρόνια που πέρασαν, πάντως, οι θεραπείες βελτιώθηκαν όσον αφορά τις θέσεις του γονιδιώματος στις οποίες εισάγουν τα επιπλέον γονίδια.

Οι εταιρείες που δραστηριοποιούνται σήμερα στις γονιδιακές θεραπείες είναι συνήθως μικρές, άκρως εξειδικευμένες εταιρείες βιοτεχνολογίας. Τον τελευταίο καιρό έχει ωστόσο εκδηλωθεί ενδιαφέρον και από μεγάλες φαρμακοβιομηχανίες, όπως η GlaxoSmithKline που συνεργάζεται με ιταλούς ερευνητές σε μια γονιδιακή θεραπεία για τη συνδυασμένη ανοσοανεπάρκεια.

Βαγγέλης Πρατικάκης Βήμα Science

Νανοσωματίδια χρυσού "αποκαλύπτουν" τον ιό του AIDS και τον καρκίνο

Ένα φθηνό τεστ το οποίο μπορεί να ανιχνεύσει ιούς όπως ο HIV του AIDS ακόμη και όταν το ιικό φορτίο είναι πολύ χαμηλό, αλλά και κάποιους καρκίνους όπως ο καρκίνος του προστάτη, αναπτύχθηκε από βρετανούς ερευνητές. Σύμφωνα με τους δημιουργούς του από το Imperial College του Λονδίνου, το νέο τεστ είναι πολύ ευαίσθητο και πολύ πιο φθηνό σε σύγκριση με τα υπάρχοντα, δίνοντας υπόσχεση για καλύτερη διάγνωση και θεραπεία σοβαρών ασθενειών, κυρίως στις αναπτυσσόμενες χώρες.

Με νανοσωματίδια χρυσού 

Το τεστ που παρουσιάζεται στην επιθεώρηση «Nature Nanotechnology» βασίζεται σε χρήση νανοσωματιδίων χρυσού και δίνει γρήγορα αποτέλεσμα ορατό δια γυμνού οφθαλμού – το δείγμα γίνεται μπλε όταν το αποτέλεσμα είναι θετικό και κόκκινο όταν το αποτέλεσμα είναι αρνητικό. «Η προσέγγισή μας έχει περισσότερη ευαισθησία, δεν απαιτεί τη χρήση εξεζητημένων εργαλείων και μηχανημάτων και είναι δέκα φορές φθηνότερη σε σύγκριση με τις υπάρχουσες» ανέφερε η δρ Μόλι Στίβενς που ήταν επικεφαλής της νέας μελέτης στο ειδησεογραφικό πρακτορείο Reuters.
H εξέταση αφορά ανάλυση του ορού του αίματος –  ενός διάφανου υγρού που εξάγεται από τα δείγματα αίματος – για ύπαρξη ειδικών βιοδεικτών που συνδέονται με διαφορετικές ασθένειες.
Για παράδειγμα σε ό,τι αφορά τον ιό HIV του ΑΙDS το τεστ αναζητά έναν βιοδείκτη του ΗΙV που ονομάζεται p24. Eάν ο p24 εντοπιστεί στον ορό του αίματος, ακόμη και σε πάρα πολύ μικρές συγκεντρώσεις, κάνει τα χρυσά νανοσωματίδια να δημιουργούν συσσωματώσεις σε μη φυσιολογικά μοτίβα – έτσι το υγρό γίνεται μπλε. Όταν το αποτέλεσμα είναι αρνητικό και δεν ανιχνεύεται η ύπαρξη του p24 τότε να χρυσά νανοσωματίδια διαχωρίζονται σε μικρές σφαίρες που δίνουν κόκκινο αποτέλεσμα.

Πιο ευαίσθητο στη διάγνωση του HIV 

Σύμφωνα με τη δρα Στίβενς το συγκεκριμένο τεστ είναι πιο ευαίσθητο από τα καλύτερα τεστ που υπάρχουν σήμερα για την ανίχνευση του HIV. «Στα πειράματά μας το νέο τεστ ανίχνευσε τον HIV σε επίπεδα τόσο χαμηλά ώστε να μην είναι δυνατή η ανίχνευσή τους με τα υπάρχοντα τεστ της αλυσιδωτής αντίδρασης της πολυμεράσης (PCR) – τα οποία και θεωρούνται σήμερα ως ο χρυσός κανόνας για τη διάγνωση του HIV».

Και για τον καρκίνο του προστάτη 

Το τεστ χρησιμοποιήθηκε και για τη διάγνωση καρκίνου του προστάτη μέσω της ανίχνευσης του Ειδικού Προστατικού Αντιγόνου (Prostate Specific Antigen, PSA). Σε αυτήν την περίπτωση χρησιμοποιήθηκαν μικροσκοπικά χρυσά αστέρια «φορτωμένα» με αντισώματα τα οποία προσδένονταν στο PSA και δημιουργούσαν ένα ασημί περίβλημα, το οποίο μπορούσε να ανιχνευθεί κάτω από το μικροσκόπιο. Η ερευνήτρια τόνισε ότι το τεστ θα μπορούσε να αποδειχθεί πολύ χρήσιμο στην περίπτωση του καρκίνου ανιχνεύοντας εγκαίρως δείκτες ακόμη και σε πολύ χαμηλά επίπεδα που μαρτυρούν υποτροπή μετά από αφαίρεση κάποιου όγκου.

Στόχος η διάγνωση πλήθους ασθενειών

Η δρ Στίβενς σημείωσε ότι το νέο τεστ θα μπορούσε να υποστεί αλλαγές ώστε να ανιχνεύει και άλλες ασθένειες όπως η λεϊσμανίαση, η φυματίωση και η ελονοσία αλλά και τη σηψαιμία. Προσέθεσε ότι η ίδια και ο συνεργάτης της στην ανάπτυξη της εξέτασης Ρομπέρτο ντε λα Ρίκα σχεδιάζουν να προσεγγίσουν σύντομα μη κερδοσκοπικούς οργανισμούς ώστε να διατεθεί η εξέταση σε αναπτυσσόμενες χώρες.
Θεοδώρα Τσώλη Βήμα Science

Πετρέλαιο..από τον αέρα;;

Το συνθετικό πετρέλαιο της Air Fuel Synthesis μοιάζει και μυρίζει σαν αληθινό, φτιάχνεται όμως από αέρα και νερό και, σύμφωνα με την εταιρεία, είναι πιο καθαρό

Πετρέλαιο από αέρα και νερό; Ακούγεται απίστευτο, αυτό όμως ανακοίνωσε ότι πέτυχε μια βρετανική εταιρεία με την εύγλωττη επωνυμία Air Fuel Synthesis. Αν η τεχνική που ανέπτυξε όντως λειτουργήσει και σε μεγάλη κλίμακα, δεν υπόσχεται μόνο να λύσει το ενεργειακό πρόβλημα του πλανήτη αλλά και να τον απαλλάξει από τον εφιάλτη του διοξειδίου του άνθρακα.

Όπως αναφέρει η εφημερίδα «Independent» η  Air Fuel Synthesis παρουσίασε τα αποτελέσματά της σε συνέδριο του Ιδρύματος Μηχανολόγων Μηχανικών του Λονδίνου. Σύμφωνα με την ανακοίνωση από τον περασμένο Αύγουστο έχει συνθέσει πέντε λίτρα πετρελαίου «ενώνοντας» διοξείδιο του άνθρακα με υδρατμούς και σκοπεύει να περάσει σε κλίμακες εμπορικής παραγωγής την επόμενη διετία.

Σε δυο χρόνια στα βενζινάδικα;

Προς το παρόν η διαδικασία βρίσκεται σε πολύ αρχικό στάδιο. Η βρετανική εταιρεία διαθέτει μόνο ένα πολύ μικρό διυλιστήριο το οποίο λειτουργεί με ηλεκτρικό ρεύμα. Αισιοδοξεί όμως ότι ως το 2014 θα έχει αναπτύξει μεγαλύτερες εγκαταστάσεις οι οποίες θα έχουν ικανότητα παραγωγής ενός τόνου πετρελαίου την ημέρα και  θα λειτουργούν με ανανεώσιμες πηγές ενέργειας.

Το συνθετικό πετρέλαιο της Air Fuel Synthesis, όπως τονίζουν οι υπεύθυνοι, θα είναι έτοιμο προς χρήση στα υπάρχοντα αυτοκίνητα χωρίς να χρειάζονται μετατροπές ενώ μελετάται επίσης η παραγωγή «πράσινου» καυσίμου για αεροσκάφη.

Το πιο εντυπωσιακό είναι ίσως ότι η «βάση» της θαυματουργής μεθόδου δεν είναι τίποτε το καινούργιο. Η εταιρεία χρησιμοποιεί υπάρχουσες και γνωστές μεθόδους, όπως η ηλεκτρόλυση και η πρόκληση χημικών αντιδράσεων, για να εξαγάγει διοξείδιο του άνθρακα από τον αέρα και να το ενώσει με υδρογόνο από υδρατμούς ώστε να παραγάγει συνθετικούς υδρογονάνθρακες.

Συνθετικό αλλά πιο καθαρό

Η ιδέα δεν είναι καινούργια, αρκετές ομάδες ανά τον κόσμο προσπαθούν να την εφαρμόσουν, όμως η Air Fuel Synthesis φαίνεται να είναι η πρώτη που τα κατάφερε. «Πήραμε το διοξείδιο του άνθρακα από τον αέρα και το υδρογόνο από το νερό και μετατρέψαμε αυτά τα στοιχεία σε πετρέλαιο» δήλωσε ο διευθυντής της, Πίτερ Χάρισον. «Δεν το κάνει κανένας άλλος στη Βρετανία ούτε και στο εξωτερικό, εξ όσων γνωρίζουμε. Το προϊόν μας μοιάζει με πετρέλαιο και μυρίζει σαν πετρέλαιο, είναι όμως πολύ πιο καθαρό από το ορυκτό πετρέλαιο γιατί δεν έχουμε κανένα από τα πρόσθετα και τα βλαβερά συστατικά που περιέχονται σε αυτό».

Αν, όπως και εμείς, βλέπετε το ζήτημα με μια κάποια δυσπιστία, όσοι έχουν δει το συνθετικό πετρέλαιο με τα ίδια τους τα μάτια δεν φαίνονται να έχουν αμφιβολίες. «Ακούγεται πολύ ωραίο για να είναι αληθινό, όμως είναι αληθινό» δήλωσε ο Τιμ Φοξ, επικεφαλής σε θέματα ενέργειας και περιβάλλοντος στο Ιδρυμα Μηχανολόγων Μηχανικών του Λονδίνου, μιλώντας στον «Independent».

«Το κάνουν, έχω πάει εκεί και το έχω δει ο ίδιος» πρόσθεσε. «Η καινοτομία έγκειται στο ότι το πέτυχαν ως διαδικασία. Είναι μια μικρή πιλοτική μονάδα που συλλέγει αέρα και εξάγει από αυτόν το διοξείδιο του άνθρακα με βάση γνωστές και καλά δοκιμασμένες αρχές. Χρησιμοποιούν γνωστά και καλά δοκιμασμένα “συστατικά” αλλά το συναρπαστικό είναι ότι τα συνέθεσαν σωστά και έδειξαν ότι η ιδέα μπορεί να λειτουργήσει».

Βήμα Science

Συσκευές που..διαλύονται μετά τη χρήση!

Υπέρλεπτες μικροσκοπικές ηλεκτρονικές συσκευές οι οποίες διαλύονται μέσα στο σώμα μετά τη χρήση τους δημιουργήθηκαν από αμερικανούς επιστήμονες και υπόσχονται να φέρουν επανάσταση στην ιατρική, αλλά ακόμη και στη διαχείριση των ηλεκτρονικών αποβλήτων. Οι συσκευές «λιώνουν» αμέσως μόλις επιτελέσουν το έργο τους, σύμφωνα με νέα μελέτη που δημοσιεύεται στην επιθεώρηση «Science».

Μέσα σε μεταξένιο «κουκούλι»

Τα υπέρλεπτα «γκάτζετ» είναι κατασκευασμένα από πυρίτιο καθώς και από οξείδιο του μαγνησίου ενώ τοποθετούνται μέσα σε ένα προστατευτικό «κουκούλι» από μετάξι. Σημειώνεται ότι η ομάδα που τα δημιούργησε και η οποία αποτελεί έναν «συνασπισμό» μηχανικών, βιοφυσικών και ειδικών στην επιστήμη υλικών είναι η ίδια που ανέπτυξε και τα «ηλεκτρονικά τατουάζ», αισθητήρες που λυγίζουν και τεντώνονται μαζί με το δέρμα.
Το «κλειδί» σε ό,τι αφορά τις νέες νανο-συσκευές είναι το μεταξένιο περίβλημά τους. Ο χρόνος ζωής του μεταξιού μπορεί να ελεγχθεί εύκολα μεταβάλλοντας την κρυσταλλική δομή του και με αυτόν τον τρόπο τον βαθμό στον οποίον υγρά όπως το νερό μπορούν να της επιτεθούν και να τη διασπάσουν, εξηγεί ο Φιορέντσο Ομενέτο από το Πανεπιστήμιο Ταφτς στη Βοστόνη που ήταν εκ των επικεφαλής της νέας μελέτης. Αυτό σημαίνει με απλά λόγια ότι το μετάξι μπορεί να αποσυντεθεί μέσα σε λίγα λεπτά, ή μετά από μήνες ή και χρόνια, ανάλογα με τις ανάγκες.

«Εξαφάνιση» μέσα σε δυο εβδομάδες 

Το πυρίτιο και το οξείδιο του μαγνησίου που αποτελούν τα «συστατικά» των συσκευών δεν είναι τοξικά ενώ χρησιμοποιήθηκαν σε τόσο μικρές ποσότητες ώστε να μπορούν να διαλυθούν γρήγορα σε υγρά περιβάλλοντα όπως το σώμα. Συγκριτικά, ένα συμβατικό τσιπ με πάχος ενός χιλιοστού χρειάζεται περί τα 1.000 χρόνια προκειμένου να διαλυθεί, σημειώνει ο Τζον Ρότζερς από το Πανεπιστήμιο του Ιλινόι στο Σικάγο που ήταν επικεφαλής της ερευνητικής ομάδας και προσθέτει ότι οι νέες μικρο-συσκευές μπορούν να «εξαφανιστούν» μέσα σε περίπου δύο εβδομάδες.
Οι συσκευές - «φαντομάδες» δοκιμάστηκαν αρχικώς στο εργαστήριο – συγκεκριμένα δημιουργήθηκαν με βάση τη νέα τεχνολογία μια ψηφιακή κάμερα με ανάλυση 64 pixel, αισθητήρες θερμοκρασίας αλλά και ηλιακές κυψέλες.
Δοκιμάστηκε επίσης σε αρουραίους μια μικροσυσκευή που θερμαίνει τα τραύματα ώστε να «εξολοθρεύονται» τα βακτήρια και να μην προκαλούνται μολύνσεις. Σύμφωνα με τους ειδικούς, μετά την τοποθέτησή του εμφυτεύματος εντός του οργανισμού των ζώων άρχισαν να αναπτύσσονται αιμοφόρα αγγεία γύρω από το μεταξένιο «κουκούλι» του, γεγονός που μαρτυρεί ότι αυτό ήταν βιοσυμβατό.

Κανένα σημάδι φλεγμονής 

Παράλληλα δεν εμφανίστηκε κανένα σημάδι φλεγμονής στο σημείο όπου τοποθετήθηκαν οι συσκευές πριν να διαλυθούν. Όπως εξήγησε ο δρ Ρότζερς «με δεδομένο ότι οι μολύνσεις αποτελούν κύρια αιτία επανεισαγωγής στο νοσοκομείο, η τοποθέτηση μιας τέτοιας συσκευής στην περιοχή ενός χειρουργημένου τραύματος προτού το κλείσουν οι γιατροί θα μπορεί να σώσει από περαιτέρω προβλήματα υγείας. Ωστόσο μια τέτοια συσκευή θα είναι απαραίτητη μόνο για το πρώτο κρίσιμο διάστημα μετά την επέμβαση. Με τη νέα τεχνολογία λοιπόν δεν θα χρειάζεται να ξαναχειρουργήσουμε τον ασθενή για να αφαιρέσουμε τη συσκευή αφού αυτή θα διαλύεται από μόνη της».

Άλλες εφαρμογές 

Υπάρχουν επίσης ιδέες σχετικά με χρήση της τεχνολογίας για την αργή αποδέσμευση φαρμάκων εντός του σώματος ή για τη δημιουργία αισθητήρων που θα τοποθετούνται στον εγκέφαλο και στην καρδιά. Η ερευνητική ομάδα έχει πάντως μέχρι στιγμής δημιουργήσει οδοντικά εμφυτεύματα με βάση τη νέα τεχνολογία.
Η νέα τεχνολογία είναι πολλά υποσχόμενη όχι μόνο στο πεδίο της ιατρικής  αλλά και σε πολλούς άλλους τομείς. Θα μπορούν για παράδειγμα να δημιουργούνται βιοδιασπώμενες οθόνες για κινητά και υπολογιστές ή και άλλα εξαρτήματα ηλεκτρονικών συσκευών – αν συμβεί κάτι τέτοιο θα καθίσταται δυνατή η καλύτερη διαχείριση των ηλεκτρονικών αποβλήτων τα οποία κατακλύζουν ολοένα και περισσότερο τον πλανήτη μας.
Θεοδώρα Τσώλη Βήμα Science

CSI: Λίγο αίμα "σκιτσάρει" το δολοφόνο!

Ολλανδοί ερευνητές έκαναν μια ανακάλυψη η οποία αναμένεται να φέρει επανάσταση στον ιατροδικαστικό (και όχι μόνο) τομέα. Οι ερευνητές υποστηρίζουν ότι ανακάλυψαν τον μηχανισμό δημιουργίας του προσώπου. Αυτό σύμφωνα με τους ειδικούς ανοίγει τον δρόμο για την ανάπτυξη μιας μεθόδου με την οποία ένα μικρό δείγμα αίματος θα μπορεί να αποκαλύψει το πρόσωπο του ατόμου στο οποίο ανήκει. Ετσι αν σε ένα τόπο εγκλήματος υπάρχουν ίχνη αίματος θα μπορεί να αποκαλυφθεί το πρόσωπο των ατόμων στα οποία ανήκουν, και που ανάμεσά τους πιθανώς να είναι και ο δράστης.

Η έρευνα

Ερευνητές του Ιατρικού Κέντρου του Πανεπιστημίου Erasmus στην Ολλανδία έκαναν μαγνητικές τομογραφίες σε ανθρώπινα κεφάλια και διαπίστωσαν ότι υπάρχουν 9 «παράμετροι» προσώπου όπως η θέση των ζυγωματικών, η απόσταση των ματιών μεταξύ τους, το μήκος και πλάτος της μύτης κ.α. Στη συνέχεια ανέλυσαν το DNA δέκα χιλιάδων ατόμων και εντόπισαν 5 γονίδια τα οποία, όπως υποστηρίζουν, ελέγχουν αυτές τις 9 παραμέτρους και ουσιαστικά είναι αυτά που καθορίζουν τον σχηματισμό του προσώπου.

«Είναι τα πρώτα ευρήματα που ανοίγουν τον δρόμο για τη γονιδιακή κατανόηση της μορφολογίας του ανθρώπινου προσώπου. Ισως στο μέλλον γίνει εφικτό να σχεδιάζουμε το πορτρέτο ενός ατόμου βασιζόμενοι αποκλειστικά στο DNA του γεγονός που θα έχει πολλές και ενδιαφέρουσες εφαρμογές όπως στον ιατροδικαστικό τομέα» αναφέρει ο καθηγητής Μάνφρεντ Κάιζερ, επικεφαλής της έρευνας που δημοσιεύεται στη διαδικτυακή επιθεώρηση «Public Library of Science Genetics».

Οι ερευνητές έσπευσαν να επισημάνουν ότι είναι πιθανό εκτός από τα 5 γονίδια που εκείνοι εντόπισαν να υπάρχουν και άλλα που να εμπλέκονται στον σχηματισμό του προσώπου η ανακάλυψη των οποίων θα βοηθήσει στο να δημιουργείται ένα όσο το δυνατόν πιο ακριβές πορτρέτο ενός ατόμου χρησιμοποιώντας μόνο ένα δείγμα αίματος. 

Θοδωρής Λαινας Βήμα Science

Υπερελαστικό υδροτζελ

Ένα πολυμερές υλικό που περιέχει κυρίως νερό, παρόμοιο με τα υλικά από τα οποία κατασκευάζονται οι φακοί επαφής, δεν προσφέρει μόνο άριστη αντοχή, αλλά μπορεί επίσης να τεντώνεται μέχρι 20 φορές το αρχικό του μήκους. Το νέο υδροτζέλ είναι επίσης βιοσυμβατό και θα μπορούσε μια μέρα να αντικαθιστά φθαρμένες αρθρώσεις.

Υδροτζέλ-«τραμπολίνο»

Σε βίντεο που παρουσίασαν οι ερευνητές του Πανεπιστημίου Χάρβαρντ στη Μασαχουσέτη, μια μπάλα από συμπαγές ατσάλι αναπηδά πάνω στο υδροτζέλ σαν να ήταν τραμπολίνο.

Το φυσικό καουτσούκ, το οποίο μπορεί να τεντωθεί μόνο μέχρι έξι φορές το αρχικό του μήκους, θα φαινόταν άκαμπτο μπροστά του.

Τα υδροτζέλ είναι σχετικά νέα υλικά που αποτελούνται από υδρόφιλα πολυμερή μόρια και αποτελούνται έως και κατά 99,9% από νερό. Το ίδιο, όμως, συμβαίνει και με πολλούς ιστούς του ανθρώπινου σώματος.

«Ο χόνδροι, η καρδιά, ακόμα και ο εγκέφαλος, μπορούν να θεωρηθούν υδροτζέλ» σχολιάζει ο μηχανικός Τσιγκάνγκ Σούο, επικεφαλής της ομάδας που ανέπτυξε το νέο υλικό.

Εκτός όμως από ακραία ελαστικότητα, το νέο υλικό προσφέρει και εξαιρετικά υψηλή αντοχή. Το υδροτζέλ στους μαλακούς φακούς επαφής αντέχουν σε δυνάμεις μερικών εκατοντάδων Joule (μονάδα μέτρησης της ενέργειας) ανά τετραγωνικό μέτρο, ενώ οι ανθρώπινοι χόνδροι μέχρι 1.000 Joule/m².

«Στο δικό μας υλικό, η ενέργεια θραύσης ανεβαίνει στα 10.000 Joule/m²» υπερηφανεύεται ο Σούο.

Τα συστατικά του υπερελαστικού πολυμερούς

Όπως αναφέρουν οι ερευνητές στο περιοδικό Νature, το υπερελαστικό υδροτζέλ αποτελείται από δύο πολυμερή: το αλγινικό οξύ που προέρχεται από φύκια, και την πολυακριλαμίδη που χρησιμοποείται στη βιομηχανία και τις βιοϊατρικές έρευνες.

Τα μόρια αλγινικού οξέος ενώνονται μεταξύ τους με ιοντικούς δεσμούς, ενώ τα μόρια πολυακριλαμίδης από ισχυρότερους ομοιοπολικούς δεσμούς. Όταν το υλικό τεντωθεί, οι ομοιοπολικοί δεσμοί εμποδίζουν τη θραύση του υλικού, ενώ οι ιοντικοί δεσμοί σπάνε και σχηματίζονται εκ νέου όταν το υδροτζέλ επανέλθει στο αρχικό του σχήμα.

Ακόμα και όταν τεντωθεί στο σημείο να υποστεί πλαστική παραμόρφωση, το υδροτζέλ μπορεί να ανακτήσει το αρχικό του σχήμα με απλή θέρμανση στους 80 βαθμούς Κελσίου.

Δεδομένου ότι και τα δύο πολυμερή θεωρούνται βιοσυμβατά, το νέο υδροτζέλ θα μπορούσε ίσως να χρησιμοποιηθεί σε τεχνητούς χόνδρους υψηλής αντοχής.

Βαγγέλης Πρατικάκης Βήμα Science

To "πορτρέτο" του μεγάλου επιταχυντή αδρονίων του CERN

* Η όλη εγκατάσταση του επιταχυντή έχει ελλειπτικό σχήμα και το συνολικό της μήκος είναι 27 χιλιομέτρα (για την ακρίβεια 26,659 χλμ) . Το μεγαλύτερο μέρος της εγκατάστασης βρίσκεται στο υπέδαφος σε βάθος που φτάνει τα 175 μέτρα κάτω από την επιφάνεια της γης.

* Αποτελείται από έξι ανιχνευτές δύο εκ των οποίων ( ο ATLAS και ο CMS) είναι γιγαντιαίοι

* Ο ATLAS είναι ο μεγαλύτερος ανιχνευτής του κόσμου στο είδος του, με μήκος 46 μέτρα και ύψος 25 μέτρα

*Ο ανιχνευτής CMS είναι βαρύτερος από τον ATLAS περίπου κατά 5,5 τόνους και θεωρείται το βαρύτερο όργανο μέτρησης στην ιστορία της ανθρωπότητας.

* Το συνολικό βάρος του επιταχυντή αγγίζει τους εννέα χιλιάδες τόνους

* Ο αριθμός των μαγνητών που χρησιμοποιούνται για να κατευθύνουν τις δέσμες σωματιδίων είναι 9.300. Κάθε μαγνήτης έχει θερμοκρασία -271.3 βαθμούς Κελσίου. Η ψύξη των μαγνητών γίνεται με την χρήση υγρού αζώτου και ήλιου.

* Τα σωματίδια (πρωτόνια) κάθε δέσμης κινούνται με ταχύτητα που αγγίζει αυτή του φωτός (99.9999991%) με αποτέλεσμα κάθε σωματίδιο να καταφέρνει να κάνει περισσότερες από 11 χιλιάδες περιστροφές (11.245) μέσα στον επιταχυντή ανά δευτερόλεπτο!

* Το κόστος των υλικών της εγκατάστασης ξεπέρασε τα δύο δις ευρώ και σε αυτό το πόσο δεν συμπεριλαμβάνονται τα εργατικά κόστη καθώς και το κόστος των δύο ανιχνευτών.

Θοδωρής Λαίνας Βήμα Science

Στεγνό... ντους

Ενας φοιτητής από τη Νότιο Αφρική δημιούργησε ένα προϊόν το οποίο όπως υποστηρίζει μπορεί να αντικαταστήσει το ντους. Το DryBath είναι ένα τζελ που καθαρίζει και ενυδατώνει το δέρμα και μπορεί να βοηθήσει στην υγιεινή όσων βρίσκονται σε περιοχές όπου υπάρχει έλλειψη νερού ή όσων απλά…βαριούνται να κάνουν ντους. 

Στεγνό μπάνιο

Οπως υποδηλώνει και το όνομά του, το τζελ λειτουργεί ως ένα είδος «στεγνού μπάνιου» καταργώντας το νερό και το σαπούνι. Δημιουργός του είναι ο 22χρονος Λούντβικ Μαρισάν, φοιτητής του Πανεπιστημίου του Κέηπ Τάουν και την ιδέα για την ανάπτυξη ενός τέτοιου προϊόντος την είχε από τα εφηβικά του χρόνια αφού ζούσε σε μια περιοχή όπου δεν υπήρχε μεν έλλειψη νερού υπήρχε όμως έλλειψη ηλεκτρικού ρεύματος και έτσι το χειμώνα δεν υπήρχε ζεστό νερό για να κάνει κάποιος ντους.

Το τζελ διαφέρει από τα διάφορα αντιβακτηριακά προϊόντα που χρησιμοποιούνται για το πλύσιμο των χεριών τα οποία συνήθως αφήνουν στα χέρια μια έντονη οσμή αλκοόλης. Το τζελ δημιουργεί πάνω στο δέρμα μια άοσμη βιοδιασπώμενη μεμβράνη που το καθαρίζει και ενυδατώνει. Ο Μαρισάν κέρδισε μάλιστα το Παγκόσμιο Βραβείο Φοιτητικής Επιχειρηματικότητας και το τζελ του  έχει ήδη μπει στη φάση της μαζικής παραγωγής,  απευθυνόμενο σε πρώτη φάση στις αεροπορικές εταιρείες και τους στρατιωτικούς. 

Θοδωρής Λαίνας Βήμα Science

Φακοί επαφής μετρούν το...σάκχαρο!

Αμερικανοί ερευνητές ανέπτυξαν πρωτοποριακούς φακούς επαφής οι οποίοι υπόσχονται να βάλουν ένα τέλος στα καθημερινά «τσιμπήματα» στα οποία υποβάλλονται οι διαβητικοί προκειμένου να μετρούν τα επίπεδα σακχάρου στο αίμα τους. Με τους νέους φακούς οι πληροφορίες σχετικά με τα επίπεδα του σακχάρου θα… γράφονται στα μάτια.

Ανίχνευση στο δακρυϊκό υγρό 

Οι φακοί δημιουργήθηκαν από ειδικούς του Πανεπιστημίου του Akron στις ΗΠΑ και ανιχνεύουν τα επίπεδα γλυκόζης στο δακρυϊκό υγρό των ματιών.

Όταν αυξάνονται οι συγκεντρώσεις της γλυκόζης στον οργανισμό οι φακοί επαφής το «αντιλαμβάνονται» και αλλάζουν χρώμα. «Οι φακοί λειτουργούν όπως ακριβώς το πεχαμετρικό χαρτί στα σχολικά εργαστήρια χημείας» ανέφερε ο επικεφαλής της ερευνητικής ομάδας δρ Τζουν Χου και εξήγησε: «Το μόριο του σακχάρου δρα όπως ακριβώς το πρωτόνιο στη μέτρηση Ph αντιδρώντας με μια χρωστική που είναι ενσωματωμένη στον φακό με αποτέλεσμα εκείνος να αλλάζει χρώμα».

Το άτομο που φορά τους φακούς δεν θα καταλάβει την αλλαγή στο χρώμα τους εκτός και αν κοιταχτεί στον καθρέπτη. Ετσι η ερευνητική ομάδα σχεδιάζει τώρα μια εφαρμογή η οποία θα μετρά τα επίπεδα σακχάρου με βάση φωτογραφία του ματιού που θα έχει ληφθεί με κάμερα κινητού.

Σε αυτήν την εικόνα του Πανεπιστημίου του Akron φαίνεται το πώς ο φακός αλλάζει χρώμα όταν τα επίπεδα του σακχάρου ανεβαίνουν

Τέλος στην ανάγκη για τσιμπήματα

Σύμφωνα με τον δρα Χου «το σύστημα θα μπορεί να χρησιμοποιείται για την ανίχνευση λεπτών αλλαγών στα επίπεδα σακχάρου του αίματος και για τη στενή παρακολούθηση και διαχείριση του διαβήτη. Θα μπορεί επίσης να εντοπίζει ασθενείς με προδιαβήτη επιτρέποντας την πρώιμη διάγνωση της νόσου».

Ο ερευνητής προσέθεσε ότι η χρήση των φακών επαφής για τη μέτρηση του σακχάρου είναι βολική για τους ασθενείς καθώς καταργεί την ανάγκη για τσιμπήματα ενώ συνδέεται και με μικρότερο κόστος. Επιπροσθέτως, όπως είπε, με δεδομένο ότι τα επίπεδα του σακχάρου εμφανίζουν συχνές διακυμάνσεις μέσα στην ημέρα, συσκευές που επιτρέπουν μέτρηση της γλυκόζης του αίματος πολλές φορές ημερησίως αναμένεται να αποτελέσουν  ένα ισχυρό «εργαλείο» στη μάχη κατά του διαβήτη.

Οι φακοί βρίσκονται ακόμη στο στάδιο του πρωτοτύπου, ωστόσο σύμφωνα με τους δημιουργούς τους θα μπορούν, αν όλα πάνε καλά, να διατεθούν εμπορικά μέσα σε τρία χρόνια. Προς το παρόν, το επόμενο βήμα για τους ερευνητές είναι να ελέγξουν εάν η χρωστική ενσωματώνεται απόλυτα στους φακούς χωρίς να εμφανίζονται διαρροές, γεγονός που θα μπορούσε να είναι επικίνδυνο για τα μάτια. 

 Θεοδώρα Τσώλη Βήμα Science

Ηλιακές κυψέλες σε....Βαφή!

 

Φανταστείτε ηλιακές κυψέλες σε ρευστή μορφή που θα μπορούν να βάψουν επιφάνειες πλαστικού. Απίθανο; Κι όμως αυτό ακριβώς κατάφεραν να κάνουν ερευνητές από το Πανεπιστήμιο της Νότιας Καλιφόρνιας στις ΗΠΑ. Οι ειδικοί ανέπτυξαν για την ακρίβεια μια νέα γενιά ηλιακών κυψελών η οποία αποτελείται από νανοκρυστάλλους με μέγεθος τόσο μικρό ώστε στο κεφάλι μιας καρφίτσας να χωρούν συνολικά 250 δισεκατομμύρια.

Λόγω του ανύπαρκτου μεγέθους τους οι νανοκρύσταλλοι μπορούν να μετατραπούν σε ειδικό μελάνι και να καλύψουν διάφανες, πλαστικές επιφάνειες.

Σύμφωνα με τους ειδικούς, η συγκεκριμένη καινοτομία θα μπορούσε να οδηγήσει στην οικονομική ενσωμάτωση ηλιακών κυψελών σε εύκαμπτο πλαστικό αντί για γυαλί εκτοπίζοντας τις ογκώδεις κατασκευές και ανοίγοντας έτσι τον δρόμο για «αόρατα» φωτοβολταϊκά. 

Ειρήνη Βενιού Βήμα Science

Νανο-έργα τέχνης!

Τη γέφυρα του Λονδίνου, τον καθεδρικό ναό του Αγίου Στεφάνου στη Βιέννη, ένα αγωνιστικό αυτοκίνητο της Φόρμουλα 1 και άλλα γλυπτά με μέγεθος... ενός κόκκου άμμου δημιούργησαν οι ερευνητές του Πολυτεχνείου της Βιέννης.

Οι ειδικοί μάλιστα ολοκλήρωσαν τα λιλιπούτεια έργα τέχνης τους καταρρίπτοντας κάθε ρεκόρ χρόνου. Επί παραδείγματι, για τη δημιουργία του αγωνιστικού αυτοκινήτου με ανατριχιαστική λεπτομέρεια, το οποίο χωράει να «παρκάρει» επάνω σε μια τελεία, οι ερευνητές χρειάστηκαν μόλις τέσσερα λεπτά!

Πίσω από τα εντυπωσιακά γλυπτά κρύβεται η τεχνική της λιθογραφίας δύο φωτονίων, η οποία βασίζεται σε ακτίνες φωτός υψηλής συγκέντρωσης ικανές να μαλακώσουν και να σκληρύνουν μόρια ρητίνης. Τα δύο φωτόνια αναφέρονται στον τρόπο με τον οποίο η ρητίνη σκληραίνει μόνο όταν δέχεται τον ταυτόχρονο «βομβαρδισμό» των μορίων δύο φωτονίων.

Η τρισδιάστατη εκτύπωση αποκαλύπτει με τον δικό της τρόπο τον μαγικό κόσμο της νανοτεχνολογίας. Το εντυπωσιακό εγχείρημα, σύμφωνα με τους ερευνητές, θα μπορούσε να έχει ευρύτερες εφαρμογές, ιδιαίτερα στον τομέα της ιατρικής, αλλά και σε πολλά άλλα ερευνητικά πεδία.

Ειρήνη Βενιού Βήμα Science

Διαστημικό "ποτήρι" θα παράγει ηλιακή ενέργεια

Η NASA χρηματοδοτεί μια νέα έρευνα για την ανάπτυξη ενός γιγάντιου ηλιακού συλλέκτη που θα βρίσκεται στο Διάστημα, θα «μαζεύει» από εκεί την ηλιακή ακτινοβολία, θα τη μετατρέπει σε ενέργεια και θα τη στέλνει στη Γη. Τα σχέδια που έδωσε στη δημοσιότητα η NASA δείχνουν μια κατασκευή που μοιάζει με ποτήρι κοκτέιλ όπως αυτά που σερβίρεται η μαργαρίτα.

Το «ποτήρι» συλλέκτης

Η κεντρική ιδέα είναι η κατασκευή ενός ηλιακού συλλέκτη ο οποίος δεν θα αποτελείται από μια ενιαία συστοιχία ηλιακών κυψελών αλλά από χιλιάδες κυρτούς καθρέπτες που θα κινούνται συνέχεια ώστε να διασφαλίζεται ότι μαζεύουν τη μέγιστη δυνατή ποσότητα ακτινοβολίας. Ο διαστημικός συλλέκτης θα κινείται με τρόπο παρόμοιο με τους διαστημικούς δορυφόρους σε τροχιά γύρω από τον Ηλιο. Θα συλλέγει την ηλιακή ακτινοβολία, θα τη μετατρέπει σε ενέργεια και θα τη στέλνει με τη μορφή μικροκυμάτων (σε δέσμες) σε εργοστάσια παραγωγής ενέργειας στη Γη τα οποία στη συνέχεια θα τη διανείμουν στους καταναλωτές.

Ενεργειακός δορυφόρος

Ο ηλιακός δορυφόρος έχει λάβει την κωδική ονομασία SPS-ALPHA και δεν είναι λίγοι εκείνοι που υποστηρίζουν ότι η κατασκευή του είναι υλοποιήσιμη. «Είναι μια επαναστατική, βιομιμητική προσέγγιση στον τομέα της διαστημικής ηλιακής ενέργειας. Αν τελικά επιτευχθεί η δημιουργία του θα ανοίξει τον δρόμο για τη δημιουργία γιγάντιων κατασκευών που θα αποτελούνται από δεκάδες χιλιάδες μέρη τα οποία θα μπορούν να παράγουν και να μεταδίδουν ασύρματα δεκάδες ή και χιλιάδες megawatts ηλεκτρικής ενέργειας τόσο στη Γη όσο και σε διαστημικές αποστολές» αναφέρει ο Τζον Μαρκινς, επικεφαλής της εταιρίας Artemis Innovation Managment Solutions στις ΗΠΑ.

Βήμα Science

Αντικαρκινικό εμβόλιο γενικής χρήσης!

Λευκοκύτταρα (μπλε) επιτίθενται στον καρκινικό όγκο (κόκκινο)

Ένα θεραπευτικό εμβόλιο που πιθανόν να μπορεί να χρησιμοποιηθεί στην πλειονότητα των καρκίνων δημιούργησαν ισραηλινοί ερευνητές του Πανεπιστημίου του Τελ Αβίβ και της εταιρείας βιοτεχνολογίας Vaxil. Το εμβόλιο ονομάζεται ImMucin και περιέχει ένα τμήμα της πρωτεΐνης MUC1 η οποία έχει διαπιστωθεί στο 90% των καρκινικών όγκων.

Η ευρεία παρουσία της εν λόγω πρωτεΐνης σε συνδυασμό με το γεγονός ότι εντοπίζεται στην επιφάνεια των καρκινικών κυττάρων, οδήγησε τους ισραηλινούς ερευνητές στη σκέψη ότι πιθανότατα θα μπορούσαν να την αξιοποιήσουν για να εκπαιδεύσουν το ανθρώπινο ανοσοποιητικό σύστημα να επιτίθεται στα κύτταρα που τη φέρουν. Το ανοσοποιητικό σύστημά μας είναι ιδιαίτερα επιθετικό με τους εισβολείς, όπως τα βακτήρια και οι ιοί, αλλά δεν αναγνωρίζει ως εχθρικά τα καρκινικά κύτταρα καθώς αυτά προκύπτουν από την κακοήθη εξαλλαγή δικών μας υγιών κυττάρων.

Η δημιουργία εμβολίων που θα ενεργοποιούν το ανθρώπινο ανοσοποιητικό σύστημα επιλεκτικά εναντίον των καρκινικών όγκων αποτελεί στόχο πολλών ερευνητικών ομάδων παγκοσμίως. Εκτιμάται ότι αυτά τα εμβόλια θα μπορούν να χορηγούνται τόσο όταν οι όγκοι είναι μικροί (ελπίζοντας ότι το ανοσοποιητικό σύστημα θα καταφέρει να τους συρρικνώσει), όσο και μετά από την χειρουργική εκτομή τους (προκειμένου να αποφευχθεί η μετάσταση της νόσου). 

Ελπιδοφόρα ευρήματα

Η πρώτη κλινική δοκιμή του ImMucin περιελάμβανε μόλις 10 ασθενείς με πολλαπλό μυέλωμα και πραγματοποιήθηκε στο ιατρικό κέντρο Hadassah της Ιερουσαλήμ. Στόχος της ήταν να διαπιστωθεί κατ' αρχάς η ασφάλεια του εμβολίου. Διαπιστώθηκε ότι αυτό δεν έχει παρενέργειες εκτός του τοπικού ερεθισμού στο σημείο χορήγησης (ο οποίος παρέρχεται χωρίς ανάγκη εξωγενούς αντιμετώπισης).

Οι ερευνητές διαπίστωσαν όμως ότι μετά τη χορήγηση μόλις δύο ως τεσσάρων από τις δώδεκα προβλεπόμενες δόσεις, οι ασθενείς ανέπτυξαν μια έντονη και ειδική ανοσολογική απόκριση. Όπως δε σημειώνεται και στη σχετική ανακοίνωση της εταιρείας, σε ορισμένους ασθενείς η νόσος υποχώρησε (πράγμα που αποδείχθηκε με βιοψία μυελού των οστών, αλλά και με μείωση των επιπέδων των καρκινικών δεικτών στο αίμα).

Παρά το γεγονός ότι το δείγμα ασθενών είναι μικρό, οι ερευνητές αισιοδοξούν ότι στα επόμενα 5-6 χρόνια θα έχουν ολοκληρώσει επιτυχώς τις κλινικές δοκιμές ώστε να κυκλοφορήσει το εμβόλιο στην αγορά. 

Ιωάννα Σουφλερή Βήμα Science