Podivín Cavendish

files/Clanky/Images/podivin_cavendish.jpgV některých případech může genialita hraničit s duševní poruchou. Jak jinak nazvat psychický stav někoho, kdo si se svým služebnictvem dopisoval a své dědictví v hodnotě více než milion liber šterlinků věnoval na vědu a výzkum? Ano, Henry Cavendish, který se do učebnic chemie zapsal jako objevitel vodíku, byl zjevně muž mnoha tváří. 

Cavendish objevil vodík v roce 1776. Detailně zkoumal vlastnosti tohoto plynu – zkoušel, za jakých podmínek se uvolňuje a jak se chová. Právě díky jeho objevu mohl o sedmnáct let později vzlétnout první balon plněný vodíkem.

O osmnáct let později šokoval Henry Cavendish vědce, když prohlásil, že to, co považovali za nejrozšířenější prvek, není prvek, ale sloučenina. Ano, správně tušíš, že Cavendish mluvil o vodě. Sám ji  připravil důmyslným pokusem, kdy směs kyslíku a vodíku zapálil elektrickou jiskrou. Měřením dokázal, že hmotnost připravené vody je rovna součtu hmotností vodíku a kyslíku. O rok později připravil Cavendish podobným způsobem kyselinu dusičnou. Mimo jiné také vizionářsky usoudil, že jádro Země se skládá z těžkých látek, pravděpodobně kovů.

Čím úspěšnější byl ve svých experimentech, o to méně úspěšný byl v osobním životě. Kvůli své samotářské povaze se téměř s nikým nestýkal a nikdy se neoženil. Být geniální není mnohdy snadné…

Literatura:

  1. Vít Haškovec, Ondřej Müller: Galerie géniů aneb kdo byl kdo, Praha, Albatros, 2004.
  2. obrázek: http://cs.wikipedia.org/wiki/Soubor:Henry_cavendish.JPG

Pochoutka, která zhořkne

files/Clanky/Images/cigareta.jpg„Pochoutka“ v tvých ústech obsahuje látky, které znáš z hodin chemie. V cigaretě se vyskytuje nitromethan, formaldehyd, polonium, vinylchlorid, kadmium, benzen a další. O mnohých jsi slyšel v souvislosti s rakovinotvorností, řídnutím kostí, poškozením varlat a selháním ledvin. Kromě těchto látek obsahují cigarety i hydrazin, který se používá jako palivo do raketových motorů, a nitromethan, silnější výbušninu než známé TNT. 

Také formaldehyd, v němž možná leží několik desítek let ještěrky v kabinetu biologie, je součástí cigaret. Mimo jiné si touto látkou lepíme koberce a překližky, hubíme hmyz a bakterie. To, že je baktericidní, je sice chvályhodné, ale k našemu tělu se nechová o nic přátelštěji než k bakteriím – dráždí oči, dýchací cesty, kůži.

Polonium si z hodin chemie také určitě pamatuješ - ukrátilo život nejen Marii Curii Sklodowské, ale i odpůrci ruského prezidenta Putina Alexandru Litviněnkovi. Koncentrace tohoto prvku prudce roste v místnostech, kde se kouří, proto jsi jím ohrožen i jako pasivní kuřák. Smutným faktem je, že o přítomnosti polonia v cigaretovém kouři se ví už nejméně šedesát let a cigarety bez polonia je možné vyrobit už třicet let. Přesto se na trhu kupují ty, které polonium obsahují. Důvodem je skutečnost, že by absence polonia snížila množství nikotinu, tedy návykové látky v cigaretách. Tržby by tak klesly, což výrobci nepřipustí…

Literatura:

  1. WILHELMOVÁ, Michaela. Epocha, 4/2012, str 57.
  2. obrázek: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Cigarette.jpg?uselang=cs

Skřivani, sovy a káva

files/Clanky/Images/kofein.jpgO tom, jak sladký spánek budeme mít po šálku kávy, rozhoduje podle vědců ze Stanfordovy univerzity to, jestli patříme mezi tzv. „skřivany“, kteří vstávají brzo ráno a chodí brzy spát, nebo ponocující „sovy“. Zatímco první skupině může kofein narušit spánek, sovy jsou vůči němu mnohem odolnější. Vědci tak rozdělili konzumenty kávy do dvou základních chronotypů, které se shodují s lidovým dělením na dva druhy ptactva.

Vědci prováděli výzkum na padesáti dobrovolnících z řad vysokoškoláků, kteří si během jednoho týdne vedli evidenci kofeinových nápojů, kterými se během dne povzbudili. Možná by tě překvapilo, že mezi nápoje obsahující kofein patří kromě kávy i Coca Cola, pravý čaj, Pepsi Cola. Vysoký obsah kofeinu mají životabudiče jako Semtex, Kamikaze nebo Monster Energy, malé množství kofeinu najdeme i v čokoládě a kakau. Skutečnou koncentraci kofeinu v těle dobrovolníků zjistili vědci analýzami odebraných vzorků slin, kvalitu spánku zaznamenával náramek monitorující pohyb.

Na tom, ke kterému z chronotypů dobrovolníci patřili, závisely účinky kofeinu. Někteří se zbavili většiny kofeinu po několika hodinách, jiným koloval kofein z ranní kávy v krvi ještě pozdě večer. Výsledky dokázaly, že „sovám“ kofein sladký spánek téměř nenarušil, zatímco „skřivani“ nemohli usnout a v noci se budili. Výzkum bude zřejmě pokračovat, aby se ukázalo, jestli podobné zákonitosti platí i pro jiné věkové kategorie.

Jak víš ze školy, kofein patří mezi deriváty heterocyklu purinu, stejně jako například kyselina močová. Ať už patříš mezi skřivany nebo sovy, s konzumací kofeinu bys to neměl přehánět. Smrtelná dávka při orálním užití je 150 mg na kilogram váhy. Sám si tak můžeš spočítat, kolik šálků kávy by tě zabilo, pokud víš, že jeden šálek obsahuje průměrně 120 mg této látky.

Literatura:

  1. http://zpravy.rozhlas.cz/leonardo/clovek/_zprava/kofein-budi-skrivany--1030925 [cit. 21. 1. 2012].
  2. obrázek: http://cs.wikipedia.org/wiki/Soubor:Roasted_coffee_beans.jpg

Kaskadér s lepidlem

files/Clanky/Images/kaskader_s_lepidlem.jpgJistě jsi už slyšel o gekonech, ještěrech žijících v tropických a subtropických oblastech světa. Tito živočichové mají jedinečnou schopnost pohybovat se téměř po čemkoliv. Co je příčinou toho, že se gekoni dokáží pohybovat po hladkém povrchu v kolmé rovině, po zdech terárií nebo kmenech stromů?

Za touto schopností vězí speciální adhesivní polštářky na jejich končetinách. Dolní strana jejich prstů je porostlá jemnými keratinovými chloupky, kterých se na milimetru čtverečním může vyskytovat kolem pěti tisíc, celá tlapka jich tak může obsahovat kolem půl milionu. Každý chloupek je dál rozdělen na 400 až 1000 drobných útvarů, které připomínají háčky na suchém zipu a dokáží reagovat s podložkou, což umožňuje přilnutí nohy k libovolnému povrchu. Gekoni při svém lezení nejdříve tlapku přitisknou k podkladu a pak s ní nepatrně pohnou zpátky. Části chloupků se zapasují do každé, sebenepatrnější nerovnosti, a svými povrchovými molekulami interagují s molekulami povrchu, po němž kráčí. Vznikají tak van der Waalsovy interakce, které vytváří lepivý efekt.

Vědci také zjistili, že součástí přilnavého efektu gekoních tlapek jsou molekuly lipidů. Gekon jdoucí po hladkém povrchu za sebou zanechává „otisky prstů”. Hlavní složkou těchto otisků jsou molekuly tuků - fosfolipidů. Podle vědců mohou tyto složené lipidy pomáhat chránit jemné vlásky na tlapkách, aby se neopotřebily. Zároveň vytvářejí tekutou vrstvu s hydrofobními (vodu odpuzujícími) vlastnostmi, díky které se gekon může přilepit k hladkému povrchu. 

Jedinečné vlastnosti gekonů nezaujaly jen horolezce, ale i lékaře, kteří uvažují o použití speciálních pásek s vysokou přilnavostí místo stehů při operacích.

Literatura:

  1. http://www.rozhlas.cz/leonardo/zpravy/_zprava/939206 [cit. 21. 1. 2012].
  2. http://fyzmatik.pise.cz/147997-proc-se-gekon-udrzi-na-hladkem-povrchu.html [cit. 21. 1. 2012].
  3. obrázek: http://cs.wikipedia.org/wiki/Soubor:Tokay_foot.jpg

Vstříc nepříteli

files/Clanky/Images/vstric_nepriteli.jpgZdá se ti, že se ryba ve tvém akváriu začala chovat jako opilá? Možná se jen předávkovala oxidem uhličitým. Ten totiž působí na ryby podobně jako alkohol na nás – ztrácejí rozvahu a pud sebezáchovy a začínají se chovat jako velcí hazardéři. Podle klimatologů se má hladina oxidu uhličitého v oceánech zvyšovat, což se může stát osudným nejen živočichům ukrytým ve vápenatých skořápkách.

Když vědci vložili klauna zdobeného, kterého možná znáte z filmu Hledá se Nemo, do vody, ve které byla vyšší hladina oxidu uhličitého, začal se chovat přinejmenším podivně. Začaly ho přitahovat pachy dravých ryb a vydal se vstříc svému nepříteli. Jiné ryby, sapínci žlutoocasí, zase pod vlivem oxidu uhličitého ztratily orientaci a nedokázaly plout jedním směrem, kvůli čemuž se jim nepodařilo utvořit fungující hejno.

Vědce podivné chování ryb zaujalo a snažili se mu přijít na kloub. Tým norských, australských a italských výzkumníků nakonec přišel na to, že se oxid uhličitý rybám hromadí v mozku, což narušuje funkci neurotransmiterových receptorů GABA-A. Poté, co vědci tyto receptory zablokovali, získaly ryby svou rozvahu a smysly zpět.

Stejné receptory jako ryby má většina obratlovců i bezobratlých živočichů. V budoucnosti tak možná uvidíme nejednoho živočicha připomínajícího svým chováním pověstné letce kamikadze.

Literatura:

  1. http://www.rozhlas.cz/leonardo/zpravy/_zprava/oxid-uhlicity-dodava-rybam-kuraz--1004343 [cit. 21. 1. 2012].
  2. obrázek: http://cs.wikipedia.org/wiki/Soubor:Amphiprion_ocellaris_%28Clown_anemonefish%29_Nemo.jpg

Mizející inkoust

files/Clanky/Images/mizejici_inkoust2.png

Láká tě dráha špiona? V tom případě budeš nadšen inkoustem, který se podařilo vyvinout americko-polskému vědci Bartoszi Grzybowskemu. Tento mladý vědec připravil takzvané autodestruktivní zprávy. Ty nejsou tentokrát psány krví, ale inkoustem vyrobeným z nanočástic zlata. Tyto malé částice mají unikátní vlastnost, dokáží totiž svou velikost měnit podle toho, jak jsou od sebe vzdálené. Pokud jsou od sebe daleko, jsou červené, při menších vzdálenostech modrají, až nakonec svou barevnost ztratí. Podobné vlastnosti mají i nanočástice jiného drahého kovu – stříbra, jen barvu mění jinak.

Aby autodestruktivní tajná zpráva mohla fungovat, musel Grzybowski částice zlata pokrýt vrstvou molekulárního povlaku. Pokud zprávu osvětlíme ultrafialovým zářením, nanočástice se začnou shlukovat a změní barvu, povlak celý proces jen znásobí. Podle toho, jak intenzivní záření použijeme, přečteme si vzkaz modrý, červený, stříbrný, žlutý nebo fialový.

Poté, co částice přestaneme ozařovat, vrátí se do původního stavu a obnoví své dřívější zbarvení. Pokud vzkaz vystavíme dennímu světlu a teplu, zmizí do několika vteřin. Pokud se vám to stále zdá málo, vězte, že se vědcům podařilo naprogramovat i dobu, za kterou vzkaz zmizí.

Podobný objev by mohl mít i praktické použití, v současnosti přichází do prodeje tiskárna, která dokáže tisknout dokumenty, jejichž potisk po necelém dni zmizí a papír je připraven k dalšímu použití….

Literatura:

  1. Epocha. Praha: RF Hobby, Martin Janda, 2010(1). ISSN 1214-9519.
  2. obrázek: http://www.clker.com/clipart-1975.html

Je libo mléko?

files/Clanky/Images/je_libo_mleko.gif

Víš o tom, že obyvatelé střední a severní Evropy drží velmi dávné světové prvenství? Podle vědců jsme se jako první naučili zhruba před sedmi a půl tisíci lety trávit kravské mléko, což se může zdát jako nepodstatné, ale věz, že to poskytuje značnou evoluční výhodu. Společně s většinou Afričanů jsme díky mutaci získali gen, díky kterému dokážeme mnohem efektivněji využívat domácí zvířata. Zatímco podle zákonů přírody bychom měli umět zpracovat mléko pouze jako kojenci, pochutnává si dnes většina z nás na mléčných pochoutkách i v dospělém věku.

První zemědělci, kteří tuto výhodu získali, si mohli skutečně gratulovat. Dávní obyvatelé Evropy živořící v krutých podmínkách museli uvítat možnost další potravy s otevřenou náručí. Na rozdíl od ostatních plodin bylo mléko k dispozici po celý rok, ke všemu bylo méně znečištěné než voda.

Jeho konzumenti navíc získali z mléka také důležitý vitamin D, který ovlivňuje zdravý růst kostí. Mléko, jak jistě víš, obsahuje mléčný cukr laktózu, která je štěpena enzymem laktázou na glukózu a galaktózu. Při nedostatku enzymu laktázy se do tlustého střeva dostává laktóza nerozštěpená a začne tam kvasit, čímž vznikají kyseliny a plyny. Tento stav, kterému se říká nesnášenlivost laktózy, je provázen zvracením, dávením, průjmy, kožními projevy, plynatostí, bolestí břicha a různými druhy křečí.

Literatura:

  1. 21. století: Praha: RF Hobby, Michal Andrle, 2007(2+). ISSN 1214-1097
  2. obrázek: http://cs.wikipedia.org/wiki/Soubor:Laktoseintoleranz-1.svg, licence: volné dílo.

Historie alkoholu

files/Clanky/Images/historie_alkoholu.jpg

Vadí ti pohled na opilce potácející se z hospod? Věz, že podobný pohled se naskytl lidem už před zhruba devíti tisíci lety. Už v té době znali v Mezopotámii nápoje z kvašeného ovoce, například hrušek. Nápoj v České republice tolik populární, pivo, vařili podle pramenů už Sumerové, Egypťané, Babyloňané, později i Germáni a Slované. Pivo připravovali ze sladu nebo chlebového těsta, často si ho ochucovali hořčicí a sezamem?. Brzy začali tento nápoj konzumovat veřejně v „hospodách“, pravidla pro šenkýře však byla velmi přísná. Ve známém Chammurapiho zákoníku jsou popsány tresty pro hospodské, kteří ošidí své zákazníky, ale i pro ty, kteří neoznámí úřadům, že se v hospodě diskutovalo o politických tématech.

Jiný kraj, jiný mrav, v Číně byli na opilce mnohem přísnější, kdo byl kolem roku 1 200 př. Kr. přistižen pod vlivem, byl nemilosrdně setnut. To v Egyptě používali pivo jako spojovník s bohy, někdy si do omamného nápoje přidali i mandragoru, která výsledný pocit jen umocnila.

Víno, jímž prosluli Řekové a Římané, se stalo pro křesťany nepostradatelným. Používá se při mších, Kánon dokonce doporučuje vypít denně čtvrt litru vína – ostatně jako dnešní lékaři.

Tvrdý alkohol se podařilo poprvé vydestilovat arabskému učenci Ibn Sahrímu v roce 986. Od té doby dokázaly jednotlivé národy dovést k dokonalosti výrobu svých tradičních nápojů – whisky, vodky, borovičky, ginu, koňaku a jiných, které dennodenně škádlí jazyky i játra pijáků.

Literatura:

  1. Epocha. Praha: RF Hobby, Aleš Crha, 2007(2+). ISSN 1214-9519.
  2. obrázek: http://cs.wikipedia.org/wiki/Soubor:Policce.jpg, licence CC BY-SA 3.0.

Plasty, které se samy opraví

files/Clanky/Images/samoopravitelne_plasty_1.jpg

Každého z nás už určitě někdy pořádně rozzuřil poškozený lak na autě, škrábance na displeji mobilu, brýlích nebo hodinkách. Tým švýcarských a amerických vědců nám slibuje revoluční řešení, díky kterému prý na podobné nepříjemnosti rychle zapomeneme. Podařilo se jim totiž vyrobit plast, který se dokáže sám opravit.

Připomínají vám předešlé řádky sci-fi? Nikoliv, nově vzniklé plasty mají 25 krát menší molekuly než ty, které známe ze současnosti, a jsou mezi sebou spojeny kovovými ionty. Skládají se z malých řetězců, které drží pohromadě a spojují se do mnohem větších řetězců. Tyto molekuly se vlivem světla rozkládají, což je podstatou jejich „zázračných“ vlastností. Po ohřátí ultrafialovým světlem na teplotu kolem 200 °C se tyto molekuly od sebe oddělí, hmota se zkapalní a vyplní se praskliny a škrábance. Když se plast ochladí, molekuly se znovu spojí a po škrábanci nezbude ani stopa. Pokud si myslíte, že je tento proces časově náročný, pletete se, nezabere víc než minutu.

S běžnými slunečními paprsky si ale nevystačíte, budete potřebovat speciální UV lampu podobnou těm, které dnes používají zubaři ve svých ordinacích.

V současnosti vědci zkoumají, jak daleko dokáže ultrafialové světlo proniknout, aby zacelilo případné poškození. Vyvíjejí i další druhy plastů s jedinečnými vlastnostmi, například supravodivé, které na rozdíl od těch současných povedou elektrický proud.

Podle všeho to vypadá, že plasty mají před sebou slibnou budoucnost a nerudným motoristům brzy ubudou vrásky na čele.

Literatura:

  1. Epocha. Praha: RF Hobby, Pavel Škopek, 2011(19). ISSN 1214-9519.
  2. obrázek: http://cs.wikipedia.org/wiki/Soubor:Half_rim_glasses.JPG

Za tajemstvím pojmenování niobu a tantalu

files/Clanky/Images/Tantal_1.jpg

Chemické prvky Niob a Tantal nesou název po mytologických postavách Tantala a Niobé (viz zajímavost Mytologické prvky). S jejich pojmenováním to však nebylo vůbec jednoduché. Prozradíme Ti příběh, kvůli kterému Spojené státy americké přišly o prvek, který se jmenoval po nich.

J. Winthrop, Američan a vášnivý mineralog, našel nedaleko svého domu úlomek podivného kamene. Později poslal jeho vnuk úlomek do Londýna. V r. 1801 anglický chemik Ch. Hatchett vypátral v kameni nový prvek s protonovým číslem 41, a na počest země, v níž byl kámen objeven, nazval prvek columbium („Columbia“ je básnické označení Spojených států). Avšak hned několik měsíců nato, r. 1802, švédský chemik Ekeberg objevil prvek tantal. Kvůli velké podobnosti columbia a tantalu se tehdy rozšířil názor, že jsou si prvky nejen podobné, ale že jde o prvky identické. I kdyby šlo o stejný prvek, byl Hatchett se svým columbiem stále o rok rychlejší a podle tradice se mělo jeho pojmenování přijmout. Ale tehdejší velký evropský chemik, Berzelius, usoudil, že Ekbergova práce je mnohem důkladnější a přesvědčivější a v roce 1814 se přiklonil k názvu tantal. Jeho názor přijali i ostatní chemici.

V r. 1846 nakonec německý chemik Rose prokázal, že columbium a tantal jsou přece jen dva různé prvky. Vzhledem k jejich podobnosti však Rose pojmenoval columbium po Niobé, dceři Tantalově, a dal mu název niob. Po mnoho let si prvek udržoval obě jména – columbium v Americe a niob v Evropě. Ve 20. století však byl niob přijat za oficiální název prvku a Američané tak definitivně přišly o čest mít svůj stát v jeho názvu.

Literatura:

  1. Isaac Asimov: Slova vědy. Praha: Panorama, 1978.
  2. obrázek: http://cs.wikipedia.org/wiki/Soubor:Tantal_1.jpg