Uji që nuk ngrin kurrë.

A mundet që uji të arrijë minus 263°c pa u kthyer në akull? Po mundet, thonë hulumtuesit nëse e mbyllim brenda kanaleve të lipideve në shkallë nanometrike.

Nëse ti do të analizoje strukturën e kristaleve të akullit do të shikoje, që molekulat e ujit janë të vendosura në një strukturë grile tre dimensionale të rregullt. Ndërsa në ujë, përkundrazi, molekulat janë të ç'organizuara  dhe kjo është arsyeja se pse uji rrjedh.

Uji i qelqtë.

Një grup fizikanësh dhe kimistësh të drejtuar nga profesori Raffaele Mezzenga dhe Ehud Landau nga ETH Zurich dhe Universiteti Zurich, kanë identifikuar tashmë një mënyrë të pazakontë që të parandalojë ujin prej formimit të kristaleve të akullit, kështu që edhe në temperaturë ekstreme nën zero ujit i mbeten karakteristikat amorfe të lëngut.

Në hapin e tyre të parë hulumtuesit dizenjuan një klasë të re lipidesh (molekulat yndyrore) sintetike dhe krijuan një formë të re të lëndës biologjike të butë të njohur si, "lipidic mesophase." Në këtë material, lipidet vetë-organizohen në mënyrë spontane dhe grumbullohen për të formuar membranat, duke u sjellur në mënyrë të ngjashme me molekulat natyrore të yndyrës. Këto membrana pastaj, adoptojnë një vendosje uniforme për të krijuar një rrjet kanalesh të ndërlidhura që peshojnë më pak se një nanometer në diametër. Temperatura dhe përmbajtja e ujit, ashtu si edhe struktura e re e molekulave lipide të dizenjuara përcaktojnë strukturën që do të marrë "lipidic mesophase."

Nuk ka hapësirë për kristalet e akullit.

E veçanta e kësaj strukture është se në kanalet e sheshta të saj thjesht nuk ka vend për kristalet e akullit që të formohen, kështu mbetet i ç'organizuar deri edhe në temperaturat ekstreme nën zero. Gjithashtu as lipidet nuk ngrijnë akull.

Duke përdorur heliumin e lëngshëm hulumtuesit ishin të aftë që të ftohnin një "lipidic mesophase" që konsiston në një monoacylglycerol kimikisht të modifikuar, deri në temperaturën minus 263°c, që është vetëm 10 gradë sipër temperaturës zero absolute dhe prap se prap nuk u formuan kristale akulli.

"Faktori kyç është shkalla e lipideve në ujë," shpjegon profesori Raffaele Mezzenga nga Laboratori i Ushqimeve dhe Materialeve të Buta në ETH Zurich. Prandaj, është përmbajtja e ujit në përzierje që përcakton temperaturën në të cilën gjeometria e "mesophase" do të ndryshojë.

Antifrizi natyrorë për bakteret.

"Ajo që e bën zhvillimin e këtyre lipideve kaq të ngatërruar është sinteza dhe pastrimi i tyre," thotë Ehud Landau, Profesor kimie në Universitetin Zurich. Ai shpjegon, se kjo ndodh për shkak se molekulat lipide kanë dy pjesë: njëra është hidrofobe (e largon ujin) dhe tjetra është hidrofile (e tërheq ujin). "Kjo e bën jashtëzakonisht të vështirë punën me to," thotë ai.

Biomateriali i butë i formuar prej membranave të lipideve dhe ujit, ka një strukturë komplekse që minimizon kontaktin me pjesët hidrofobe dhe maksimizon ndërveprimin me pjesën hidrofile.

Hulumtuesit kanë modeluar një klasë të re lipidesh në membranat e disa baktereve. Këto baktere gjithashtu, prodhojnë vetë një klasë të veçantë lipidesh të cilat vetë-organizohen dhe në mënyrë natyrore mund t'a mbyllin ujin në brendësinë e tyrë dhe në këtë mënyrë mikroorganizmat mund të mbijetojnë në mjedise shumë të ftohta. 

Material i butë për hulumtime.

"Në një proces normal të ngrirjes, kur formohen kristalet e akullit ato zakonisht dëmtojnë dhe shkatërrojnë membranat si dhe biomolekulat e mëdha kyçe dhe kjo gjë na pengon që të përcaktojmë strukturën dhe funksionin e tyre kur ato ndërveprojnë me membranat lipide," thotë Mezzenga.

Por, jo me këtë "mesophase" të re, që është e pashkatërrueshme dhe që ruan të tilla molekula në gjendjen e tyre origjinale edhe në praninë e lipideve. "Hulumtimi jonë ka hapur rrugën për projekte në të ardhmen që të përcaktojmë se si mund të ruhen proteinat në gjendjen e tyre origjinale nga ndërveprimi me membranat e lipideve në një temperaturë shumë të ulët," thotë profesori i ETH.

Burimi:
https://www.sciencedaily.com/releases/2019/04/190410114117.htm

Robotë në vend të kujdestarëve për të moshuarit.

Hulumtuesit kanë zhvilluar një metodë të re dizenjimi për të krijuar robotë të butë, të cilët mund të ndihmojnë në dhënien e ndihmës për të moshuarit.

Popullata e të moshuarve në botë është në lulëzim. Numri i të moshuarve, pra i atyre që janë mbi 60 vjeç, do të jetë më shumë se dyfishi aty nga viti 2050 dhe është duke u rritur më shpejt sesa grupet e tjera të moshave të reja në glob.

Ky trend vjen me një kërkesë në rritje për kujdestarët e aftë që të sigurojnë përkujdesje për 24 orë dhe jo vetëm nëpër spitale apo në shtëpitë e të moshuarve, por edhe në shtëpi private dhe në apartamente.

Aktualisht, robotët që japin ndihmë janë të programuar që të bëjnë pyetje siç do t'i bënte një infermier/e dhe mund të monitorojë pacientin. Asistentët robotik pritët të kenë një marketing gjithnjë e në rritje dhe të arrijnë në 450,000 në vitin 2045 për shkak të mungesës së kujdestarëve në ShBA.

"Fatkeqësisht, struktura e jashtme e ashpër e robotëve kujdestarë i pengon ata që të kenë një ndërveprim të sigurtë me njerëzit duke e limituar vetëm në një ndërveprim të zbehtë social, por jo fizik", thotë Ramses Martinez, profesor në shkollën e inxhinierisë industriale dhe në shkollën e inxhinierisë biomedicinale të Kolegjit Inxhinierik, Purdue. "Fundja, a do t'i linit fëmijët ose të moshuarit që janë fizikisht ose mendërisht të paaftë, në dorën e një roboti?"

Avancimet e fundit në shkencën materiale kanë mundësuar fabrikimin e robotëve që mund të ndryshojnë formën e trupit kur preken. Por, dizenjimi kompleks, fabrikimi dhe kontrolli i robotëve të butë, momentalisht e pengon komercializimin e kësaj teknologjie dhe përdorimin e tyre për aplikimet e përditshme.

Martinez dhe studiues të tjerë të Universitetit Purdue kanë zhvilluar një metodë të re dizenjimi që duket premtuese në krijimin e dizenjimeve efiçente dhe në fabrikimin e robotëve të butë duke përdorur printerin 3D.

Proçesi i dizenjimit përfshin tre hapa. Fillimisht, një përdorues bën një skedar CAD (computer-aided design), pastaj ngjyros skedarin CAD për të treguar se në cilat drejtime dhe në cilat pika të ndryshme do të lëvizë roboti i butë. Dhe një algoritëm kompjuterik në vetëm pak sekonda arrin të konvertojë modelin CAD në një makinë të butë të arkitektuar 3D (architected soft machine, ASM), që mund të printohet duke përdorur një printer 3D konvencional.

Makinat e buta të arkitektuara (ASM) mund të lëvizin si njerëzit, përveç se në vend të muskujve ata kanë motorë të zvogëluar që tërhiqen nga linja najloni deri në fund të gjymtyrëve të tyre. Ata mund të ngjeshen dhe të zgjaten deri në 900 përqind të gjatësisë së tyre origjinale.

"ASM mund të performojë lëvizje komplekse, psh mund të kapet ose të zvarritet me lehtësi dhe kjo përbën një hap përpara sa i përket zhvillimit të robotëve të butë autonom, që çojnë pesha të lehta," tha Martinez. "Aftësia e ASM-së për të ndryshuar konfigurimin e trupit të tyre si dhe adaptimi me një variacion mjedisesh bën të mundur që jo vetëm të përmirësojë kujdestarinë, por edhe në kujdesin robotik ndaj fatkeqësive."

Burimi:
https://www.sciencedaily.com/releases/2019/04/190408123233.htm