Kwantowi zabójcy infekcji. Grafenowe kropki kwantowe mogą zastąpić antybiotyki

Zespół naukowców opracował rewolucyjną metodę walki z bakteriami, która może odegrać kluczową rolę w obliczu globalnego kryzysu lekooporności.

Zbawieniem dla medycyny mogą okazać się aktywowane światłem grafenowe kropki kwantowe. Ich skuteczność w eliminacji najgroźniejszych szczepów sięga 99,9 procent, i to bez użycia grama tradycyjnych antybiotyków.

Światowa Organizacja Zdrowia (WHO) od lat bije na alarm, ostrzegając przed widmem „ery poantybiotykowej”. Przez ostatnie trzy dekady na rynek trafiło niewiele nowych antybiotyków, a większość z nich to jedynie drobne modyfikacje już istniejących leków. Skutek? Bakterie błyskawicznie uodparniają się na leczenie, co sprawia, że w niedalekiej przyszłości nawet drobne infekcje mogą okazać się dla człowieka śmiertelne. Naukowcy z Uniwersytetu Koç w Stambule, zamiast szukać kolejnego leku farmakologicznego, postanowili rozwiązać ten problem z perspektywy fizyki kwantowej.

Koniec z hasłami i czytnikami twarzy? Słuchawki rozpoznają cię po biciu serca

Mechanizm kwantowych zabójców

Kropki kwantowe to nanostruktury o szerokości zaledwie kilkudziesięciu atomów. Są tak mikroskopijne, że potrafią chwytać elektrony w pułapkę, co pozwala im absorbować i emitować światło o ściśle określonej długości fali. Dotychczas technologię tę wykorzystywano głównie w matrycach telewizorów, panelach słonecznych czy komputerach kwantowych.

Naukowcy nauczyli kubity poruszać się po procesorze

W medycznym ujęciu proces ten wygląda następująco: światło emitowane przez kropki kwantowe reaguje z otaczającym tlenem, tworząc tzw. reaktywne formy tlenu. Te wysoce reaktywne cząsteczki są dla bakterii zabójcze – bezlitośnie niszczą ich ściany komórkowe i przełamują bariery antyoksydacyjne, działając skutecznie na niezwykle szerokie spektrum drobnoustrojów.

Grafen rozwiązuje problem toksyczności

Sama idea niszczenia bakterii w ten sposób nie jest zupełnie nowa, jednak dotychczasowe eksperymenty napotykały na poważne bariery. Wcześniejsze kropki kwantowe tworzono z użyciem metali ciężkich (takich jak kadm czy ołów), co z automatu dyskwalifikowało je z bezpiecznego użytku medycznego. Dodatkowo wymagały one naświetlania bardzo intensywnym, szkodliwym dla tkanek światłem.

Zespół profesora Sedata Nizamoğlu dokonał dwóch przełomów:

• Bezpieczny materiał: do stworzenia nowych kropek kwantowych użyto grafenu – materiału opartego na węglu, który jest całkowicie obojętny i bezpieczny dla ludzkiego organizmu.
• Duża wydajność: dzięki prostej modyfikacji chemicznej, badaczom udało się zwiększyć emisję światła przez kropki. Ich skuteczność wzrosła ponad dwudziestokrotnie, co oznacza, że mogą działać przy drastycznie niższym stężeniu i przy użyciu nieinwazyjnego, niebieskiego światła o niskim natężeniu.

Eksperymenty przeprowadzone na komórkach myszy wykazały bezprecedensową skuteczność. Przy najniższym odnotowanym dotąd stężeniu materiału, kropki kwantowe zniszczyły ponad 99,9% bakterii S. aureus (gronkowiec złocisty) oraz E. coli, w tym szczepy całkowicie odporne na wiele rodzajów standardowych antybiotyków.

Powłoki przyszłości

Zastosowanie tej technologii w praktyce klinicznej otwiera zupełnie nowe możliwości. W formie płynnej grafenowe kropki kwantowe mogą stać się bazą dla przeciwbakteryjnych kremów, żeli i opatrunków używanych w leczeniu infekcji skórnych.

Naukowcy stworzyli już także specjalne, pięciowarstwowe filmy z kropek kwantowych, które mogą być stosowane jako powłoki dla sprzętu medycznego. Implanty dentystyczne, cewniki czy protezy to elementy stale narażone na kontakt z florą bakteryjną pacjenta i stanowią częste źródło zakażeń szpitalnych. Pokrycie ich grafenową, aktywowaną światłem powłoką może niemal całkowicie wyeliminować ryzyko odrzutu czy infekcji. Choć przed technologią wciąż długi etap badań klinicznych na ludziach, wyjątkowa stabilność i niskie koszty syntezy grafenu dają realną nadzieję na pokonanie kryzysu lekooporności. Źródło.

Chip pamięci rodem z piekieł. Przetrwa na Wenus i we wnętrzu wulkanu

Eksploracja najmniej przyjaznych miejsc we wszechświecie wymaga elektroniki, która nie ulegnie stopieniu po kilku minutach pracy.

Standardowe układy scalone to urządzenia niezwykle wrażliwe na najmniejsze wahania temperatur. Międzynarodowy zespół badaczy stworzył jednak układ, który bez problemu przetwarza dane w temperaturze 700 stopni Celsjusza.

Standardowe układy krzemowe, z których korzystamy na co dzień w naszych smartfonach czy laptopach, kapitulują już przy temperaturach, które dla domowego piekarnika są normą. W ekstremalnych warunkach ich misterne, wewnętrzne warstwy zaczynają się nagrzewać, topić i sklejać ze sobą. Prowadzi to do błyskawicznego zwarcia. Rozwiązaniem tego problemu okazał się nowy wynalazek – memrystor zdolny do pracy w warunkach, w których dosłownie topi się aluminium.

Międzynarodowy wysiłek i atomowy przełom

Opublikowana w prestiżowym czasopiśmie „Science” praca to owoc imponującej, międzynarodowej współpracy. Głównym autorem badania, który fizycznie zbudował ten niezwykły układ, jest Jian Zhao z University of Southern California (USC). W projekcie brali udział eksperci z wielu dziedzin, a pomiary i charakteryzacja materiałów to zasługa zespołu doktora Sabyasachiego Ganguliego z Air Force Research Laboratory (AFRL). Za analizy teoretyczne odpowiadała grupa z USC (między innymi Rajiv K. Kalia, Aiichiro Nakano, Priya Vashishta) oraz naukowcy z japońskiego Uniwersytetu Kumamoto (Fuyuki Shimojo). Całość prac koordynował z ramienia USC profesor J. Joshua Yang, a inżynierowie (w tym Qiangfei Xia, Miao Hu, Ning Ge) już powołali do życia startup TetraMem, by docelowo skomercjalizować tę technologię.

Trzy warstwy i niezwykła fizyka

Sekretem niesamowitej wytrzymałości jest unikalna, potrójna budowa nowego memrystora (urządzenia będącego hybrydą przechowującej informacje pamięci oraz procesora). Zamiast polegać na tradycyjnych strukturach, badacze sformowali mikroskopijną warstwową strukturę z ekstremalnych materiałów:

• Góra: wolfram – metal charakteryzujący się najwyższą temperaturą topnienia ze wszystkich znanych nam pierwiastków (zaczyna topić się dopiero przy ponad 3400°C).
• Środek: tlenek hafnu – materiał ceramiczny pełniący rolę solidnego izolatora.
• Dół: grafen – siatka atomów węgla o grubości zaledwie jednej warstwy.

Istotna dla sukcesu układu okazała się fizyka powierzchni. W tradycyjnych elementach ekstremalne ciepło sprawia, że materiały zaczynają płynąć i się przenikać. Tymczasem grafen i wolfram na poziomie atomowym po prostu się „nie lubią”. Odpychają się od siebie niczym woda i olej, a ta naturalna właściwość fizycznie blokuje możliwość powstania zwarcia, nawet gdy ciepło przekracza granice wytrzymałości aparatury testowej.

Od wulkanów po kosmos

Testowany w laboratorium prototyp pracował bez chwili wytchnienia przez pięćdziesiąt godzin. W tym czasie przetworzył ponad miliard operacji przy napięciu zaledwie 1,5 wolta, tkwiąc w piecu rozgrzanym do 700°C – bo wyższej temperatury nie potrafiła wygenerować sama aparatura badawcza zespołu.

Zastosowanie takiej technologii otwiera przed nami zupełnie nowe horyzonty. Twórcy wierzą, że po ustandaryzowaniu produkcji ich urządzenia staną się sercem zaawansowanych sond. Sprzęt ten wreszcie będzie w stanie przetrwać w gęstej, toksycznej i morderczo gorącej atmosferze Wenus. Rewolucyjne chipy mogą także usprawnić systemy monitorujące wnętrza reaktorów jądrowych oraz ułatwić zarządzanie narzędziami używanymi podczas najgłębszych, geotermalnych odwiertów w głąb naszej własnej planety.

Ten chip Wi-Fi przetrwa wewnątrz reaktora jądrowego. Przełomowa inżynieria z Japonii

Edison wyprzedził Noblistów o 130 lat? W jego żarówkach powstawał grafen, ale nikt go nie widział

Grafen. Supermateriał XXI wieku, za którego odkrycie przyznano Nagrodę Nobla w 2010 roku. Jest w prototypach baterii, filtrach i marzeniach o futurystycznej elektronice. Okazuje się, że Thomas Edison produkował go seryjnie już w 1879 roku. Tylko o tym nie wiedział.

Eksperyment z przeszłości

Naukowcy z Rice University postanowili zabawić się w „archeologów chemii”. Zamiast wymyślać nowe metody syntezy, sięgnęli po patent Thomasa Edisona numer 223898 z 1880 roku. Edison, szukając idealnego materiału na żarnik do swojej żarówki, eksperymentował ze wszystkim – od tektury po… bambus. I to właśnie zwęglony bambus okazał się strzałem w dziesiątkę, świecąc przez ponad 1200 godzin.

Lucas Eddy, doktorant z Rice, odtworzył ten proces w laboratorium. Kupił rzemieślnicze żarówki z bambusowym włóknem (tak, można takie dostać w Nowym Jorku) i potraktował je prądem, dokładnie tak jak robił to słynny wynalazca.

Srebrzysty ślad

Metoda, którą nieświadomie stosował Edison, to dziś tzw. „flash Joule heating”. Polega ona na błyskawicznym (rzędu kilkunastu sekund) podgrzaniu węgla do temperatury 3000 stopni Celsjusza.

Gdy Eddy spojrzał na wynik pod nowoczesnym mikroskopem elektronowym, zobaczył coś niezwykłego. Zwęglony bambus nie był tylko czarnym węglem. Miejscami pokrywał go „lustrzany, srebrzysty nalot”. Analiza spektroskopowa potwierdziła: to grafen turbostratyczny.

Dlaczego Edison przegapił Nobla?

Odpowiedź jest prosta: brak narzędzi. Grafen to warstwa węgla o grubości jednego atomu. W 1879 roku nikt nie dysponował mikroskopem, który pozwoliłby go dostrzec. Zresztą nie był też Nagród Nobla, Alfred Nobel swój testament spisał w 1895 roku, a pierwsze Noble trafiły do laureatów w 1901 roku. Wracając do Edisona, dla niego był to po prostu „efekt uboczny” procesu zwęglania. Co więcej, gdyby te żarówki świeciły dłużej, grafen i tak zamieniłby się z powrotem w zwykły grafit, bo w wysokiej temperaturze i przy długiej pracy warstwy węgla zaczynają się ponownie układać w strukturę objętościową.

Wnioski na przyszłość

Odkrycie z Rice University to coś więcej niż ciekawostka historyczna. Pokazuje, że w starych technologiach – lampach łukowych, pierwszych lampach rentgenowskich czy telegrafach – mogą kryć się odpowiedzi na współczesne problemy inżynierii materiałowej. Czasem wystarczy po prostu spojrzeć na stare patenty przez nowe mikroskopy.

Grawitacja (a raczej jej brak) zmienia położenie mózgu. Nowe badania ostrzeżeniem przed misją na Marsa

Premiera smartfonów realme GT 7 z grafenowym systemem chłodzenia

Seria smartfonów realme GT 7 zadebiutuje globalnie 27 maja 2025 roku w Paryżu.

Urządzenia wprowadzają grafenową powłokę IceSense, pierwszy w branży system chłodzenia oparty na grafenie, który ma 10-krotnie wyższą przewodność cieplną niż tradycyjne folie grafitowe. Powłoka zintegrowana z tylną obudową zapewnia rozpraszanie ciepła w zakresie 360°.

Smartfony wyposażono w baterię 7000 mAh z ładowaniem 120 W, umożliwiającym pełne naładowanie w 40 minut. Model GT 7 będzie pierwszym w Europie smartfonem z procesorem MediaTek Dimensity 9400e, opartym na architekturze 3 nm z rdzeniem X4 Prime Core. Procesor osiąga ponad 2,25 miliona punktów w teście AnTuTu, wspierając funkcje AI i gry z 120 FPS w 20 popularnych tytułach dzięki technologii realme GT Boost. Obudowa zawiera kompozyt z włókna szklanego i grafenu. Smartfon dostępny będzie w kolorach IceSense Blue i IceSense Black.

Wywiad z naukowcami z Politechniki Warszawskiej, prof. Mariuszem Zdrojkiem i dr. Włodzimierzem Strupińskim, przeprowadzony na Wydziale Fizyki i w CEZAMAT, omawia zastosowanie grafenu w elektronice. Eksperci wskazali na jego wysoką przewodność cieplną, potencjalną wytrzymałość mechaniczną i mniejszą wagę obudowy. Poniżej wideo z całą rozmową:

realme i Aston Martin F1 łączą siły – nadchodzi limitowany smartfon GT 7 Dream Edition

#grafen #news #Realme #smartfony #technologie

Das Hohenlohe-Zentralarchiv

💡 Das Hohenlohe-Zentralarchiv in #Neuenstein bewahrt Schriftgut, Karten und Musikhandschriften aus den #Archiven der #Grafen und #Fürsten von #Hohenlohe. Nach 1945 wurden im #Schloss Neuenstein die Archive der verschiedenen Linien dieses seit Mitte des 12. Jahrhunderts nachgewiesenen Adelsgeschlechts zusammengefasst. Das Archiv befindet sich im Eigentum des Hauses Hohenlohe und wird vom Landesarchiv betreut. Es steht allen Interessierten offen.

Diese Infos und viele mehr, finden Sie auch in unserer neuen Imagebroschüre.

👉 https://www.landesarchiv-bw.de/de/landesarchiv/ueber-uns/46644?anker=id-77775

#Adel

https://medycyna-komorkowa.com/wskazowki-dotyczace-usuwania-z-organizmu-tlenku-grafenu-i-innych-niebezpiecznych-skladnikow-szczepionek-przeciwko-covid-19-1005/

#covid #grafen #mrna

Fr, 29/9/2023
#uhlenspiegel 2950:

#Hugo #Meier ..., #Iserlohner Urgestein, lieber Freund und Musiker, spielte die #Schiessbude (#Schlagzeug !!! - für die unwissenden Ignoranten) mit den #Grafen auf meiner / unserer #Hochzeitsfeier 1993 im Närrischen Reichstag in Hagen.

In Memoriam Hugo - vor 2 Tagen, am 27/9 wäre er 75 geworden, er ging zu früh ...

Danke, dass ich Dich kennen durfte.

#iserlohn #hagen #hagenliebe #hagennrw #meinhagen #hagencity #hagenwestfalen #hagenentdecken #ischeland