Водородно гориво от светлина/ Hydrogen fuel generation from sunlight

С глобалните промени в климата и нарастване на населението, алтернативните източници на “чиста” енергия стават все по-търсени. Един от тези източници е водородното гориво,  но производството му чрез електролиза на водата го прави прекалено скъпо за широка употреба.

Вдъхновени от идеалния процес за производство на зелена енергия, фотосинтезата в растенията и водораслите, фото-електрохимичните клетки (photoelectrochemical cells  - PEC) използват светлина вместо електролиза за да разлагат водата до кислород и водород. В Empa’s Laboratory for High Performance Ceramics, Университета Базел, Швейцария и Държавната лаборатория Argonne, Илиноис учени са използвали фото-електрохимични клетки съдържащи наночастици светочуствителен хематит. Към тази система, изследователите прибавили фикоцианин, син пигмент извлечен от фотосинтезиращи бактерии. Фикоцианинът помага на цианобактериите да събират повече оранжево-червена светлина и по този начин увеличава светлинната енергия, която достига бактериите и се използва от тях за фотосинтеза. Учените показват за първи път, че в изкуствени условия фикоцианин прибавен върху най-горния слой на фотоклетки има подобен ефект, увеличавайки фотопотока два пъти и значително подобрява отделянето на водород. Подобни подобрения на фотоелектрохимичните клетки, които имитират фотосинтетичните процеси в природата, в бъдеще могат да позволят по-ефикасно и евтино производство на водород.

Червени наночастици хематит покрити с мрежа от фикоцианин в зелено./
Hematite nanoparticle film (red) with functional phycocyanin network (green) attached.
(Image by Dr. E. Vitol, Argonne National Laboratory)

With global climate change and population growth, alternative 'clean' energy sources are becoming increasingly sought after. One of the front-runners is hydrogen fuel which is normally produced during electrolysis of water, an expensive and non-sustainable process.

Inspired by the ultimate green energy, photoynthesis in algae and plants, photoelectrochemical cells (PECs) use light rather than electrolysis to split water into oxygen and hydrogen. Scientists in Empa’s Laboratory for High Performance Ceramics in collaboration with University of Basel and Argonne National Laboratory, Illinois used PECs containing nano-particles of photosensitive hematite. On top of this system, the researches added phycocyanin, a blue pigment extracted from photosynthetic bacteria. Phycocyanin in cyanobacteria helps them collect more orange-red light and use it to make energy by photosynthesis. The team of Swiss and US researchers show for the first time that phycocyanin added to the surface layer of PECs acts in a similar way, doubling the photocurrent and improving the release of hydrogen. Similar improvements to build PECs which mimic the photosynthetic machinery found in nature might help to increase the efficiency of hydrogen production and bring us closer to  sustainable sunlight- and water- derived clean energy.

Лавинна екипировка/ Avalanche survival gear

Снегът вече е тук. Бялата магия ни зарежда с неудържимо желание за планина. Преди да напуснем удобствата на съвременния град и да се впуснем сред природата е добре да не подценяваме опасностите в зимната планина, сред които са и лавините.

Подходящата екипировка за възможно най-бързо намиране на заровени под лавина хора и тяхното откопаване увеличават драстично шансовете за оцеляване.  Лека и здрава лавинна сонда и лопатка са задължителни за зимната планина, а все повече компании за екипировка предлагат допълнения към оборудването за зимни екстремни спортове и алпинизъм, които да ви помогнат в лавиноопасна ситуация.

Въздушна възглавница (airbag) в раницата ще помогне да се задържите близо до повърхността на снега докато трае лавината. Тези предпазни устройства са подобни на въздушните възглавници на колите и според ABS осигуряват 97% оцеляемост. Ако все пак лавината ви зарови, средството за дишане Avalung на американската компания BlackDiamond увеличава времето, в което може да дишате под снега от 15 на 58 минути и повече, в зависимост от условията. Под лавината, оцеляването ви зависи от бързината, с която ще ви открият.  Активните лавинни трансивери са незаменими за бързото ви откриване, Ortovox, Pieps и Mammut са някои от производителите на такива устройства. По-малко ефективни, но също даващи ви допълнителен шанс за откриване са пасивните лавинни рефлектори Recco, които се вграждат в екипировката. Rotauf също може да бъде закрепен за дрехите или екипировката и при активиране се изпълва с въздух и остава над снега като ярък маркер, който да ускори намирането ви. 

Winter has well and truly arrived and is calling for new adventures in the snow. Before leaving the city for a mountain escape, however, we should be prepared to face the dangers of the mountain in winter, including avalanches.

The right equipment for localising people buried under the snow and digging them out after an avalanche can make the difference between life and death. A sturdy and lightweight avalanche probe and shovel must always be in your backpack when trekking or freeriding in the mountain during winter. Several mountain gear suppliers are also making add-ons to your equipment, which could increase your chances of survival in an avalanche.

An airbag which fits in a backpack can help you stay close to the snow surface as an avalanche descends down the slope and comes to a halt. Similar to a car airbag, these safety devices by ABS give you a survival chance of 97%. If you end up buried under the snow, BlackDiamond's breathing aid Avalung prolongs the time you can breathe from 15 to 58 minutes or more, depending on your surrounding. Once buried, survival is primarily determined by the speed with which victims are localised and dug out. Active avalanche transceivers such as those by Ortovox, Pieps and Mammut are essential for quickly pinpointing the position of those buried. Passive Recco reflectors which can be incorporated into outdoor gear are less effective, but still give you an extra chance to be found on time. The marking Rotauf device can also be attached to clothes or equipment and when activated fills up with air and floats on top of the snow to serve as a visual beacon for rescue teams.

ABS avalanche airbag Vario base unit

BlackDiamond Avalung

Active avalanche tranceivers. From left to right: Ortovox, Pieps and Mammut

Rotauf MRK5 avalanche marking device

Как имунната система ни сгрява/ How our immune system keeps us warm

Имунната система ни помага да се борим с микроорганизмите. Нова статия в научния журнал Nature показва, че може да ни предпазва и от студа. Термогенезата, или създаването на топлина в тялото, обикновено се свързва с нервната система, където хипоталамусът в мозъка усеща промени в температурата и причинява повишаване на хормона норадреналин. Това води до редица промени в кафявата мастна тъкан, вид мастни запаси, които са особено важни за новородени бозайници, или животни в летаргия. Тези мастни клетки използват мазнини от бялата мастна тъкан, за да произвеждат топлинна енергия и да ни сгряват. Сега учени от Калифорнийския Университет, Сан Франциско и Университета в Кейптаун, ЮАР са открили, че неразделна част от термогенезата са клетки на имунната система наречени макрофаги. Макрофагите се движат в тъканите на тялото, включително и в мастната тъкан, и поглъщат микробите, които срещат по пътя си. За да унищожат микроорганизмите, макрофагите трябва да бъдат активирани по така наречената класическа пътека, която е свързана с възпалителни процеси. Но има и алтернативен начин за активация на макрофагите. Учените открили, че в мишки изложени на 4^oC макрофагите в кафявата мастна тъкан са алтернативно активирани и отделят норадреналин като сигнал за мастните клетки да започнат да произвеждат топлина. В отсъствието на макрофаги, мишките не можели да използват мастните си запаси, за да се справят със студа. Ако тази система за изгаряне на мазнините е запазена и в хората, откритието може да отвори нови възможности за лекарства против затлъстяване.

Our immune system defends us from the attack of microorganisms, but a recent report in Nature shows that it might protect us from the cold as well. Thermogenesis, or the process of making heat, is usually contributed to the nervous system, where a part of the brain, the hypothalamus senses temperature and causes an increase in the production of the hormone noradrenaline (norepinephrine). This triggers a series of changes in brown adipose tissue, a type of fat reserve that is especially abundant in newborn and hibernating mammals and uses lipids broken down in white fat to make thermal energy and keep us warm. Now scientists from the University of California, San Francisco and the University of Cape Town, South Africa, found that cells of the immune system called macrophages are an essential part of the process. Macrophages infiltrate our tissues, including fat, and gobble up microbes they find in their way. To destroy their targets, macrophages need to be activated in the classical pathway which promotes inflammation. There is also an alternative pathway for macrophage activation which doesn’t lead to inflammation. The researchers found that in mice living at 4^oC macrophages around brown adipose tissue were in an alternatively activated state and secreted noradrenaline as a signal for the fat cells to start making heat. In the absence of macrophages the mice could not use their fat reserves to cope with the cold. A similar fat-burning pathway is likely to be present in humans and may prove a suitable target for treating obesity.

Lightboy picture panels

Когато слънцето залезе светещите панели Lightboys дават нов живот на снимките на стената. Оливър Зелтман и Жирко Баннас са разработили подложка за снимки, която е дебела само 20 мм и осветява равномерно снимките с енергоспестяващ LED панел. Снимките в ограничен тираж от серията Lightwalls  са уголемени до 180 х 400 см и са продукт на международен екип фотографи. В серията Polaboy пък снимките са от полароиден филм уголемен в мащаб 10:1, или 88 х 107 см и можете да изберете снимка от галерия или да изпратите свой оригинален полароид, които Lightboys ще уголемят. Ако избраната снимка ви доскучае, снимките се сменят с лекота.

The Lightboys picture panels transform wall-mounted pictures by day into uniformly backlit art by night. Oliver Seltmann and Jirko Bannas developed the 20 mm-thick energy-saving LED panels. The Lightwalls series is a limited edition of analog and digital photographs by international photographers, enlarged up to 180 x 400 cm. You can also pick a Polaroid enlarged to 88 x 107 cm from the Polaboy gallery, or send one of your own favourite Polaroid pictures for Lightboys to enlarge. If you get bored with your photo art, it is easy to swap the picture over the light panels yourself.