openscience

Πόση ενέργεια υπάρχει στο διασκελισμό μας; Κάθε βήμα που κάνουμε, απελευθερώνει αρκετή ενέργεια για να ανάψει μια λάμπα και αντί να την αφήνουμε να πάει χαμένη, έρχεται τώρα η σόλα SolePower να αποθηκεύσει την ενέργεια αυτή, με δυνατότητα χρήσης της ως ηλεκτρική.

Σχεδιασμένες από τους Matt Stanton και Hahna Alexander όταν ήταν ακόμη φοιτητές στο Carnegie Mellon, οι εσωτερικές σόλες των παπουτσιών αποτελούνται από τμήματα παρόμοια με αυτά ενός χειροκίνητα φορτιζόμενου φακού. Το δίδυμο αρχικά σχεδίασε τα ένθετα παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας με σκοπό να ανάβουν ένα φωτάκι LED στα παπούτσια φοιτητών που πηγαινοέρχονταν στην πανεπιστημιούπολη αργά το βράδυ. Η ενέργεια από κάθε χτύπημα της φτέρνας μετατρέπεται σε περιστροφική ενέργεια που γυρνά τα μικρά μαγνητικά στροφεία, τα οποία στη συνέχεια παράγουν ένα ηλεκτρικό ρεύμα μέσω πηνίων. Η ηλεκτρική ενέργεια, κατόπιν, ταξιδεύει κατά μήκος ενός καλωδίου σε μια πολυμερική μπαταρία ιόντων λιθίου, όπου και αποθηκεύεται. Μικρά ηλεκτρονικά κυκλώματα μπορούν να φορτιστούν μέσω μιας θύρας USB στο εξωτερικό της μπαταρίας, η οποία είναι στερεωμένη πάνω στα κορδόνια σε μια υφασμάτινη θήκη. Μαζί με το εξωτερικό τροφοδοτικό, η συσκευή ζυγίζει λιγότερο από 142 gr. Με την τρέχουσα έκδοση, μια πεζοπορία 24 km μπορεί να φορτίσει ένα smartphone, αν και η ομάδα εργάζεται πάνω σε ένα σχέδιο που μπορεί να πετύχει το ίδιο σε 8 km και αντέχει περίπου 100 εκατομμύρια βήματα μέχρι να φθαρεί.

Υπάρχουν και άλλες ιδέες παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας μέσα σε παπούτσια. Μια ιδέα από το Πανεπιστήμιο του Wisconsin-Madison, για παράδειγμα, βασίζεται σε μια τεχνική που ονομάζεται αντίστροφη ηλεκτροδιαβροχή (electrowetting). Αυτή μετατρέπει την ενέργεια σταγονιδίων μετάλλου (στις σόλες) σε ένα ηλεκτρικό ρεύμα. Όταν οι αγώγιμες υγρές σταγόνες συμπιέζονται ή εκτείνονται από το στρώμα ηλεκτροδίου στην κορυφή, παράγεται τάση. Τα παντός καιρού, αφαιρούμενα ένθετα SolePower μπορούν να διαμορφωθούν για να ταιριάζουν σε κάθε παπούτσι. Θα είναι ιδιαίτερα χρήσιμα σε όσους αγαπούν την πεζοπορία και οι ηλιακοί τους φορτιστές δεν μπορούν να λειτουργήσουν σε συννεφιασμένες ημέρες και κατά τη νύχτα. Το τελικό προϊόν θα κυκλοφορήσει εντός του τρέχοντος έτους.

Ίσως η ενέργεια αυτή παράγεται σε λίγο "βρώμικες" συνθήκες, ωστόσο θα είναι από τις πλέον καθαρότερες διαδικασίες παραγωγής ενέργειας.

Το hit του Tom Lehrer για τα στοιχεία του περιοδικού πίνακα μάλλον χρειάζεται διασκευή και συμπλήρωση μιας και ο περιοδικός πίνακας απέκτησε νέο ένοικο, με την ανακοίνωση της επιβεβαίωσης του αβάφτιστου ακόμη στοιχείου 117.

Το 2010 μια συνεργασία Η.Π.Α. - Ρωσίας ανακοίνωσε ότι παρήγαγε άτομα ενός στοιχείου με 117 πρωτόνια, συμπληρώνοντας ένα κενό που εμφανίστηκε, όταν, τέσσερα χρόνια νωρίτερα, δημιουργήθηκε το στοιχείο 118. Ωστόσο η Διεθνής Ένωση Καθαρής και Εφαρμοσμένης Χημείας (IUPAC) επιμένει στην επιβεβαίωση από δύο ανεξάρτητες ομάδες, προτού επιτρέψει την προσθήκη νέων στοιχείων στον Περιοδικό Πίνακα, αν και χρησιμοποιείται ήδη η προσωρινή ονομασία Ununseptium μέχρι να γίνει η επιβεβαίωση.

“Η δημιουργία του στοιχείου 117 είναι στο απόλυτο όριο του τι είναι δυνατό αυτή τη στιγμή”, λέει ο καθηγητής David Hinde του Εθνικού Πανεπιστημίου της Αυστραλίας, ένας από τους συντάκτες της εργασίας που δημοσιεύθηκε στο περιοδικό Physics Review Letters. "Γι 'αυτό είναι ένας θρίαμβος να δημιουργείς και να αναγνωρίζεις ακόμη και μερικά από αυτά τα άτομα".

Ο Hinde ήταν μέρος μιας ομάδας στο εργαστήριο GSI στη Γερμανία, η οποία συνέτηξε ασβέστιο-48 και μπερκέλιο-249. Αυτό δεν είναι εύκολο, γιατί το μπερκέλιο-249 είναι από τη μία δύσκολο να παραχθεί σε μεγάλες ποσότητες και από την άλλη έχει χρόνο ημιζωής 320 ημέρες. Λιγότερο από το ήμισυ οποιασδήποτε ποσότητας είχε παραχθεί, θα εξακολουθούσε να υπάρχει περίπου ένα χρόνο μετά την δημιουργία της, πράγμα που σημαίνει ότι η μεταφορά και ο καθαρισμός δεν μπορούσαν να περιμένουν. Το προϊόν που προέκυψε, όπως και όλα τα βαρύτερα από τον μόλυβδο άτομα, ήταν ασταθές. Παρακολουθώντας την εκπομπή σωματιδίων α, η ομάδα κατέληξε στο συμπέρασμα ότι αυτά ήταν το προϊόν δύο αλυσίδων αποδόμησης, αμφότερες προερχόμενες από το στοιχείο 294117, το οποίο είναι ένα άτομο με 117 πρωτόνια και 177 νετρόνια. Μία από τις αλυσίδες περιείχε τα ισότοπα 270Db (ντούμπνιο) και 266Lr (λωρένσιο), με το τελευταίο να προσθέτει τέσσερα νετρόνια στο προηγούμενο μεγαλύτερο ισότοπο του λωρενσίου.

Σε γενικές γραμμές, τα μεγάλα άτομα έχουν μικρότερο χρόνο ημιζωής. Αυτό σημαίνει ότι αποδομούνται ταχύτερα μέσω της ακτινοβολίας, καθώς οι μάζες τους γίνονται μεγαλύτερες. Ωστόσο, υπάρχουν οι γνωστές και ως νησίδες σταθερότητας, και οι ερευνητές πιστεύουν ότι η μία ώρα χρόνος ημιζωής του 270Db "σηματοδοτεί ένα σημαντικό βήμα προς την παρατήρηση ακόμα πιο μακρόβιων πυρήνων υπερβαρέων στοιχείων που βρίσκονται σε μια “νησίδα σταθερότητας”". Η διαδικασία κατασκευής δεν ήταν καθόλου αποτελεσματική. Περισσότερα από 1019 άτομα 48Ca, ένα διόλου κοινό ισότοπο από μόνo του, εκτοξεύτηκαν στο μπερκέλιο για να παραχθούν μόλις τέσσερα άτομα του στοιχείου 117. Παρ' όλα αυτά, λέει ο Hinde, "με βάση αυτή την εργασία, είναι πιθανό ότι το στοιχείο 117 θα γίνει αποδεκτό".

Το στοιχείο 117 είναι το πιο πρόσφατο από έξι στοιχεία που ανακοινώθηκαν για πρώτη φορά από το Ινστιτούτο Πυρηνικής Έρευνας στη Ρωσία. Από αυτά, τα στοιχεία 113, 115 και 118 παραμένουν ανεπιβεβαίωτα, αν και οι αιτήσεις έχουν γίνει για τα δύο πρώτα. Ένα τέτοιο μικρό δείγμα δεν μας επιτρέπει να μάθουμε πολλά για τη χημεία του στοιχείου 117. Η θέση του Ununseptium στον περιοδικό πίνακα το τοποθετεί κάτω από τα αέρια αλογόνα όπως το φθόριο και το χλώριο. Όμως, η ισχυρή ικανότητα να συλλαμβάνουν ηλεκτρόνια που τα καθιστά τόσο δραστικά, εξασθενεί καθώς κινείται κάποιος χαμηλότερα στον πίνακα, και η αλήθεια είναι πως αν κάποιος κατάφερνε ποτέ να παράξει αρκετό ώστε να παρατηρήσει χημικές αντιδράσεις, θα ήταν πιο πιθανό να χάσει ηλεκτρόνια παρά να κερδίσει.

Εν τω μεταξύ ο Hinde έχει ακόμα μεγαλύτερα όνειρα: "Το μεγάλο ερώτημα είναι, πώς μπορούμε να δημιουργήσουμε τα στοιχεία 119 και 120;". Για να γίνει αυτό, όμως, θα πρέπει να βρεθεί ένα βλήμα βαρύτερο από το 48Ca. Ο Hinde πλέον εργάζεται για τον εντοπισμό του καλύτερου υποψηφίου.

Νέα μελέτη υποστηρίζει πως οι συμβουλές προς μέλλουσες μητέρες σχετικά με την κατανάλωση ψαριών είναι αναποτελεσματικές στη μείωση της βρεφικής έκθεσης σε μακρόβιoυς ρύπους, όπως οι έμμονοι οργανικοί ρύποι (Persistent Organic Pollutants).

Η μελέτη, που πραγματοποιήθηκε από μια ομάδα ερευνητών μεταξύ των οποίων ο υποψήφιος διδάκτωρ του Πανεπιστημίου του Τορόντο Scarborough, Matt Binnington, και ο καθηγητής Frank Wania, εξετάζει τον τρόπο με τον οποίο τα διαφορετικά επίπεδα περιβαλλοντικής ρύπανσης, η συμμόρφωση μιας μητέρας στις συμβουλές και η συμπεριφορά των χημικών ουσιών στο σώμα επηρέασαν την έκθεση στα παιδιά της. Το μοντέλο τους εκτιμά ότι οι γυναίκες που σταματούν να τρώνε ψάρια λίγο πριν ή κατά τη διάρκεια της εγκυμοσύνης τους, μπορούν να μειώσουν την έκθεση του παιδιού τους σε έμμονους οργανικούς ρύπους μόνο κατά 10 έως 15%.

"Πρέπει να είμαστε προσεκτικοί αν πούμε ότι οι συμβουλές για τα ψάρια δεν λειτουργούν καθόλου, διότι λειτουργούν πολύ καλά για τη μείωση της έκθεσης σε ρύπους που εξαλείφονται γρήγορα, όπως ο υδράργυρος", δήλωσε ο Binnington και συμπλήρωσε: "Ωστόσο, βρήκαμε ότι δεν είναι πολύ αποτελεσματικές για τους έμμονους οργανικούς ρύπους".

Οι έμμονοι οργανικοί ρύποι είναι ενώσεις που απαιτούν πολύ χρόνο για να αποδομηθούν και ως εκ τούτου μπορούν να παραμείνουν στο περιβάλλον και να αρχίσουν να συσσωρεύονται στον άνθρωπο μέσω της τροφικής αλυσίδας. Παρότι έχει απαγορευθεί εδώ και καιρό η παραγωγή πολλών τέτοιων ρύπων, όπως το εντομοκτόνο DDT και οι πολυχλωριωμένες ενώσεις PCB, αυτοί εξακολουθούν να υπάρχουν στο περιβάλλον. Οι συμβουλές σχετικά με τα ψάρια έχουν δοθεί για αυτές τις χημικές ουσίες, επειδή εύκολα περνούν από τις μητέρες στα παιδιά τους κατά τη διάρκεια της εγκυμοσύνης και του θηλασμού και δυνητικά επηρεάζουν την υγιή ανάπτυξη του νευρικού συστήματος των βρεφών.

Ο Binnington σχολιάζει ότι οι συμβουλές κατανάλωσης για πολλούς έμμονους οργανικούς ρύπους είναι αναποτελεσματικές, διότι μπορούν να παραμείνουν στο σώμα για χρόνια ή ακόμα και δεκαετίες, εξαιτίας ιδιοτήτων τους που δυσκολεύουν τον ανθρώπινο οργανισμό να τους εξαλείψει. Από την άλλη, δεν ισχύει το ίδιο για τις συμβουλές σχετικά με τον υδράργυρο, καθώς ο χρόνος που αυτός παραμένει στο σώμα είναι πολύ μικρότερος σε σύγκριση με τους έμμονους οργανικούς ρύπους. "Ουσίες σαν τον υδράργυρο παραμένουν στο σώμα μόνο για λίγους μήνες και μπορεί κανείς να μειώσει την έκθεση σε αυτήν την ουσία με προσωρινή προσαρμογή της διατροφής του", αναφέρει ο Binnington.

Ο περιορισμός των συμβουλών σχετικά με την κατανάλωση έγκειται στο ότι, ενώ ενημερώνουν τον κόσμο τι να μην τρώει, δεν προσφέρουν πολλά για υγιεινές εναλλακτικές, λέει ο Wania. Στην πραγματικότητα, η αντικατάσταση ψαριού με κρέας όπως το μοσχάρι, μπορεί ακόμη και να καταλήξει σε περισσότερο κακό. "Η αντικατάσταση των ψαριών με μοσχαρίσιο κρέας μπορεί ουσιαστικά να οδηγήσει σε υψηλότερη έκθεση σε άλλους ρύπους", συνεχίζει ο καθηγητής, προσθέτοντας ότι υπάρχει επίσης μια απώλεια θρεπτικών οφελών με το να μην τρώει κανείς ψάρια.

Αν και η Σουηδία είναι ανάμεσα στους κορυφαίους σε ό,τι αφορά τις επενδύσεις σε έρευνα και ανάπτυξη, η ΕΕ συνολικά υστερεί σε σχέση με την Ιαπωνία και τις Η.Π.Α.: νέα δεδομένα δείχνουν ότι οι κυβερνήσεις στην ΕΕ επενδύουν μόλις το 6.6% της συνολικής συνεισφοράς τους στις Τεχνολογίες Πληροφορικής και Τηλεπικοινωνιών, ενώ η Ιαπωνία το 9.1% και οι Η.Π.Α. το 7.9%.

Τα στατιστικά της έρευνας Digital Scorecard δείχνουν ότι απαιτείται μεγαλύτερη προσπάθεια για να επιτευχθούν οι στόχοι που τέθηκαν από την πρωτοβουλία Digital Agenda, δηλαδή να φτάσει η δημόσια δαπάνη για ΤΠΕ στα 11 δισ. € ετησίως μέχρι το 2020. Η αντιπρόεδρος της Ευρωπαϊκής Επιτροπής και υπεύθυνη για τη Digital Agenda, Neelie Kroes, αναφέρει ότι «η δημόσια δαπάνη στην ψηφιακή έρευνα και ανάπτυξη βρίσκεται πίσω από πολλές από τις θαυμάσιες τεχνολογίες που θεωρούμε σαν δεδομένες. Η βοήθεια στους ερευνητές για να αναπτύξουν τις καλύτερες ιδέες τους μεταφράζεται σε νέα προϊόντα, υπηρεσίες και θέσεις εργασίας. Μέσα στα επόμενα επτά χρόνια, μέσω του προγράμματος Horizon 2020 θα επενδύσουμε περισσότερα από 13 δις. € στις ΤΠΕ. Ενθαρρύνω τα κράτη-μέλη να δυναμώσουν τις προσπάθειές τους να εξασφαλίσουμε θέσεις εργασίας για το μέλλον.»

Ηγέτες στην έρευνα στην ΕΕ

Στη συνολική δημόσια χρηματοδότης, η Γερμανία προηγείται με 1.2 δισ. € ετησίως για ΤΠΕ, ακολουθούμενη από το Ηνωμένο Βασίλειο (700 Μ€, 11€ ανά άτομο), την Ισπανία (600 Μ€ - 13€ ανά άτομο) και τη Σουηδία (550 Μ€). Η Σουηδία είναι και η κορυφαία χώρα στην ΕΕ στη δαπάνη ανά άτομο (58€), ενώ δαπανά περισσότερα από την Ιταλία (520Μ€), η οποία έχει εξαπλάσιο πληθυσμό.

Σε ό,τι αφορά στη σύγκριση με τις συνολικές δαπάνες, η Σουηδία και το Βέλγιο επενδύουν το μεγαλύτερο ποσοστό (15% και 11% αντίστοιχα), ενώ η Ευρωπαϊκή Επιτροπή επενδύει το 16% του προϋπολογισμού που αφορά την έρευνα. Από αυτό το ποσό, Πανεπιστήμια, επιχειρήσεις και ερευνητές στη Γερμανία λαμβάνουν 1.6 δισ. €, στο Η.Β. 1 δισ., στην Ιταλία 800Μ€, τη Γαλλία 700Μ€ και την Ισπανία 600Μ€, φτάνοντας συνολικά στο 60% της χρηματοδότησης για την περίοδο 2007-2013.

Αν λάβουμε υπόψη μας το μέγεθος του τομέα ΤΠΕ ανά χώρα, η Κύπρος και η Ελλάδα βρίσκονται στην κορυφή, λόγω του μικρού μεγέθους του και της σχετικά μεγάλης χρηματοδότησης από την ΕΕ (24Μ€ και 339Μ€). Σε ό,τι αφορά τις ψηφιακές δεξιότητες (e-skills) πάντως, η Ελλάδα βρίσκεται στην τρίτη θέση από το τέλος ανάμεσα στις χώρες της ΕΕ, μπροστά μόνο από τη Βουλγαρία και τη Ρουμανία, ενώ η Κύπρος είναι αμέσως πάνω από την Ελλάδα. Η έρευνα εξετάζει το ποσοστό των εργαζομένων που διαθέτουν επαρκείς, ανεπαρκείς ή και καθόλου ψηφιακές δεξιότητες: ο μέσος όρος της ΕΕ είναι στο 39% στην κατηγορία «ανεπαρκείς» και 14% για «καθόλου», ενώ στην Ελλάδα οι αριθμοί είναι αντίστοιχα 55% και 29% και στην Κύπρο 57% και 28%. 

Οι γυναίκες στην επιστήμη κάνουν ένα μικρό βήμα μπροστά (όσο ένα τουβλάκι Lego…) μετά την ανακοίνωση της παραγωγής μιας σειράς από χαρακτήρες που τις απεικονίζουν στο χώρο εργασίας τους. Το καινούριο σετ από χαρακτήρες και σκηνές ήταν αυτό που ξεχώρισε στο διαγωνισμό Lego Ideas και αναμένεται να είναι έτοιμο στο τέλος του καλοκαιριού.

Σε αντίθεση με την κούκλα Barbie – μηχανικό υπολογιστών, η σειρά της Lego αναμένεται να μην κυριαρχείται από το ροζ και θα περιέχει μια αστρονόμο με το τηλεσκόπιό της, μια παλαιοντολόγο με ένα σκελετό δεινοσαύρου και μια χημικό στο εργαστήριό της. Η ιδέα ξεκίνησε από τη Δρ. Ellen Kooijman, γεωλόγο-χημικό από τη Στοκχόλμη. Στην πρότασή της, η Δρ. Kooijman έγραφε: «η ιδέα αυτών των επιστημόνων είναι ξεκάθαρη: εξερευνήστε τον κόσμο και φτάστε ακόμα παραπέρα!»

Η Lego έχει στο παρελθόν δεχτεί κριτική για τις τακτικές προώθησης των προϊόντων της, ειδικά για τη σειρά Lego Friends που απεικονίζει λεπτοκαμωμένους κοριτσίστικους χαρακτήρες σε σκηνές με παστέλ χρώματα που προσομοιώνουν κομμωτήρια και φούρνους. Η αντίδραση ήταν τέτοια ώστε μια επτάχρονη φίλη των Lego έγραψε μια επιστολή στην εταιρία, ρωτώντας γιατί υπάρχουν περισσότεροι αρσενικοί χαρακτήρες Lego και ελάχιστοι θηλυκοί. Στην επιστολή της, η Charlotte Benjamin καυτηρίασε το ότι «το μόνο που έκαναν τα κορίτσια ήταν να μένουν στο σπίτι, να πηγαίνουν στην παραλία, να ψωνίζουν, αλλά όχι να δουλεύουν» – αντίθετα, τα αγόρια «έτρεχαν σε περιπέτειες, εργάζονταν, έσωζαν ανθρώπους και είχε ο καθένας τη δουλειά του».

Το πρόβλημα αυτό αναγνωρίστηκε και από τη Δρ. Kooijman, φανατική φίλη των Lego, στο ιστολόγιό της. «Ως γυναίκα επιστήμονας παρατήρησα δύο πράγματα στα διαθέσιμα σετ Lego: μη ισορροπημένη αναλογία αρσενικών/θηλυκών χαρακτήρων και μια στερεοτυπική αναπαράσταση των θηλυκών ηρώων», ανέφερε. «Φαινόταν λογικό να προτείνω ένα μικρό σετ από θηλυκούς χαρακτήρες σε ενδιαφέροντα επαγγέλματα για να διευρύνουμε τις κοινότητες Lego».

Το Lego Ideas είναι ένας δικτυακός τόπος όπου οι φίλοι των Lego μπορούν να υποβάλουν και να ψηφίσουν ιδέες για σετ που θέλουν να δουν στα καταστήματα. Αν μια ιδέα ξεπεράσει τις 10.000 ψήφους, οι σχεδιαστές των χαρακτήρων και το τμήμα μάρκετινγκ τις εξετάζει πιο συστηματικά σε ό,τι αφορά της σταθερότητα, την ασφάλεια, την προοπτική στην αγορά και άλλα σχετικά χαρακτηριστικά. Ο δημιουργός που ενέπνευσε την ιδέα αναγνωρίζεται στο προϊόν και λαμβάνει κι ένα ποσοστό επί των πωλήσεων.

«Είμαστε ενθουσιασμένοι για τη διάθεση του σετ των θηλυκών χαρακτήρων της Ellen Kooijman, το οποίο πλέον ονομάζεται «Επιστημονικό Ινστιτούτο» (Research Institute), σαν το καινούριο σετ Lego Ideas”, ανέφερε η εταιρία. «Αυτό το καταπληκτικό σετ αποτελεί μια έμπνευση τόσο για τα παιδιά, όσο και για τους ενήλικες. Η τελική μορφή, η τιμή και ο χρόνος διάθεσης δεν είναι ακόμα γνωστοί, αλλά αναμένεται τον Αύγουστο».

Η ιδέα της Δρ. Kooijman ξεχώρισε ανάμεσα σε άλλες έξι προτάσεις, μια από τις οποίες απεικόνιζε τους χαρακτήρες του Sherlock Holmes και μια άλλη εκείνους του παιχνιδιού Legend of Zelda.