ΕΝΑ ΤΑΞΙΔΙ ΣΤΙΣ ΤΕΛΕΥΤΑΙΕΣ ΕΠΙΣΤΗΜΟΝΙΚΕΣ ΕΞΕΛΙΞΕΙΣ ΚΑΙ ΣΤΙΣ ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΤΟΥΣ

¨...Η θέση και η ταχύτητα ενός μικροσκοπικού σωματιδίου δεν μπορεί να είναι ταυτόχρονα γνωστές με απόλυτη ακρίβεια....Όμως το πραγματικό περιεχόμενο της αρχής της αβεβαιότητας αναδεικνύεται αν την εφαρμόσουμε σε ένα σωματίδιο παγιδευμένο σε μια μικροσκοπική περιοχή, οπότε η θέση του είναι γνωστή με περιθώριο λάθους, δηλαδή απροσδιοριστία, όση και η διάσταση της φυλακής του. Εφόσον η απροσδιοριστία στη θέση του θα είναι πολύ μικρή, η απροσδιοριστία στην ταχύτητά του θα είναι πολύ μεγάλη, οπότε και η ταχύτητά του η ίδια θα είναι μεγάλη κατά μέσο όρο. Οδηγούμαστε έτσι στο εξής εντυπωσιακό- και πολύ βαθύ - συμπέρασμα: όσο πιο μικροσκοπική είναι η φυλακή στην οποία είναι κλεισμένο ένα σωματίδιο, τόσο μεγαλύτερη είναι η ταχύτητά του κατά μέσο όρο, άρα τόσο μεγαλύτερη και η κινητική ενέργεια που υποχρεούται να έχει... Η πιο μικροσκοπική φυλακή που υπάρχει στη φύση είναι ο ατομικός πυρήνας. Τι περιμένουμε λοιπόν να κάνουν οι έγκλειστοί του, δηλαδή τα πρωτόνια και τα νετρόνια που βρίσκονται στο εσωτερικό του; Σύμφωνα με τα παραπάνω, θα έχουν τεράστιες κινητικές ενέργειες ακριβώς επειδή είναι παγιδευμένα σε μια τόσο μικροσκοπική περιοχή. Ο πυρήνας είναι γίγαντας ενέργειας ακριβώς επειδή είναι νάνος μεγέθους...¨
¨ Το φάντασμα της όπερας¨, Στέφανος Τραχανάς, καθηγητής Φυσικού Τμήματος Παν. Κρήτης
Αφιέρωμα στην αρχή της απροσδιοριστίας ή αρχή της αβεβαιότητας του Heisenberg η οποία ανακαλύφθηκε το 1927 και ...κρύβεται πίσω από όλες τις βασικές φυσικές προυποθέσεις που επιτρέπουν στο σύμπαν να φτάσει έως την αυτογνωσία!

Πέμπτη 28 Μαρτίου 2013

«Βιο-μπαταρίες» με βακτήρια: Ένα βήμα πιο κοντά, το ηλεκτρικό ρεύμα από βιο-μπαταρίες με βακτήρια!


Βρετανοί και Αμερικανοί επιστήμονες έκαναν ένα ακόμα σημαντικό βήμα προόδου για την παραγωγή «καθαρού» ηλεκτρισμού από βακτήρια μέσω της ανάπτυξης των σχετικών βιο-μπαταριών. Οι ερευνητές έδειξαν με ποιο τρόπο οι πρωτεΐνες που βρίσκονται στην επιφάνεια ορισμένων μικροοργανισμών, μπορούν να παράγουν ηλεκτρικό ρεύμα απλώς με το να έρχονται σε επαφή με μια μεταλλική επιφάνεια...
Έως τώρα δεν ήταν σαφές αν τα βακτήρια δημιουργούν ηλεκτρικό φορτίο από μόνα τους (όπως τελικά όντως συμβαίνει) ή αν χρησιμοποιούν κάτι άλλο στο περιβάλλον για να πετύχουν κάτι τέτοιο. «Αυτό ήταν το τελευταίο κομμάτι του παζλ», όπως είπαν οι ερευνητές. Η τεχνολογική πρόκληση είναι πλέον η «χειραγώγηση» στην πράξη αυτού του βιολογικού φαινομένου στο πλαίσιο μιας ελεγχόμενης βιο-μπαταρίας.
Οι ερευνητές της Σχολής Βιολογικών Επιστημών του βρετανικού πανεπιστημίου East Anglia και του αμερικανικού Εθνικού Εργαστηρίου Pacific Northwest, με επικεφαλής τον δρα Τομ Κλαρκ και τον βιοχημικό Λιανγκ Σι, που έκαναν τη σχετική δημοσίευση στο περιοδικό της Εθνικής Ακαδημίας Επιστημών των ΗΠΑ (PNAS), σύμφωνα με το BBC, ανακάλυψαν ότι τα βακτήρια πάνω στην επιφάνεια ενός μετάλλου ή ορυκτού μπορούν να «γεννούν» στο εσωτερικό τους και να μεταφέρουν στο περιβάλλον τους ηλεκτρικά φορτία (ηλεκτρόνια) μέσω των κυτταρικών μεμβρανών τους. Αυτό σημαίνει ότι θα ήταν εφικτό να τοποθετηθούν βακτήρια απευθείας πάνω σε ηλεκτρόδια και, έτσι, να δημιουργηθούν μικροβιακές μπαταρίες.
Οι ερευνητές (που, καθόλου τυχαία, χρηματοδοτούνται από το υπουργείο Ενέργειας των ΗΠΑ) έκαναν πειράματα με μια οικογένεια θαλάσσιων βακτηρίων (Shewanella oneidensis), τα οποία τροποποίησαν γενετικά, έτσι ώστε να αυξήσουν τις συγκεκριμένες πρωτεΐνες που μεταφέρουν το ηλεκτρικό φορτίο (το ρεύμα των ηλεκτρονίων) από το εσωτερικό του μικροοργανισμού στο μέταλλο με το οποίο βρίσκεται σε επαφή.
Ήταν η πρώτη φορά που οι επιστήμονες κατάφεραν πραγματικά να δουν και να αναλύσουν τον μηχανισμό με το οποίο τα συστατικά (πρωτεΐνες) της κυτταρικής μεμβράνης του βακτηρίου αλληλεπιδρούν άμεσα με τις ουσίες των μετάλλων, μεταφέροντας έτσι ρεύμα έξω από τον μικροοργανισμό.
Όπως είπε ο Τομ Κλαρκ, είναι πλέον δεδομένο ότι τα βακτήρια διαθέτουν ένα μεγάλο δυναμικό ως δυνητικές μικρο-γεννήτριες ηλεκτρισμού. Στην πράξη, όπως ανέφερε, ηλεκτρισμός θα μπορούσε να δημιουργείται στο μέλλον από τα μικρόβια που αφθονούν στα κάθε είδους απόβλητα (οικιακά, γεωργικά κ.α.). Σύμφωνα με τον βρετανό ερευνητή, κάποια στιγμή τα βακτήρια θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν ως μίνι-εργοστάσια ηλεκτροπαραγωγής.
Πηγή: ΑΜΠΕ, www.kathimerini.gr