abonnementen ibood.com bol.com Coolblue
  dinsdag 5 april 2016 @ 13:32:27 #1
38496 Perrin
Sapere aude
pi_161194280
registreer om deze reclame te verbergen
Welkom in Wetenschap & Technologie in het Nieuws!

einstein-75dffc8af00c56b1cf93b7058f15af1360ac6bca-s6-c30.jpg

Wetenschap & Technologie in het Nieuws

Wetenschap & Technologie in het Nieuws 2

We gaan verder met het laatste artikel uit het vorige topic


17-09-2013

Oersoep met oerzymen

Reconstructie doet vermoeden dat RNA meer hulp kreeg dan gedacht

Verwijder alle franje van de enzymen die transfer-RNA koppelen aan het juiste aminozuur, en dan functioneren ze nog steeds. Zou goed kunnen dat het ontstaan van het leven vanaf het begin is gekatalyseerd door zulke ‘oerzymen’ en niet door RNA dat voor enzym speelde, schrijft biochemicus Charles Carter in het Journal of Biological Chemistry.

130917100823.synthetase.resized.200x0.jpg
Hedendaags synthetase.

De onderzoeker van de University of North Carolina hakt hiermee in op de theorie, dat het leven in eerste instantie alleen dreef op RNA. Dat zou na zijn toevallige ontstaan eerst zichzelf zijn gaan repliceren. In eerste instantie zonder hulp van enige katalysator, totdat er (alweer toevallig) een RNA-volgorde uit rolde die als ‘ribozym’ de replicatie van zijn collegamoleculen kon bevorderen.

Dat zulk katalytisch actief RNA inderdaad bestaat, staat al jaren vast. Probleem is alleen dat de aarde slechts 4,5 miljard jaar oud is en dat statistici hebben berekend dat dat veel te kort is om het leven op deze manier te laten evolueren.

Carter heeft nu een poging gedaan om te reconstrueren wat er dan wťl gebeurde. Hij richtte zich op de aminoacyl-tRNA-synthetase-enzymen, die tRNA aan aminozuren zetten. Daar bestaan eindeloos veel varianten van, maar uiteindelijk behoren ze allemaal tot slechts twee ‘superfamilies’.

Wat Carter deed was de eiwitstructuren uit die twee families over elkaar heen leggen en kijken welke onderdelen in alle varianten terugkomen. Vervolgens synthetiseerde hij die twee kale kernen, die elk bestaan uit iets van 120 aminozuurresiduen, en keek of die nog steeds katalytisch actief waren.

Dat waren ze inderdaad. De ‘oerzymen’ (Urzymes, in het Engels) bevorderen braaf de twee reacties die ze moeten bevorderen, namelijk de acylering van tRNA en de activering van de aminozuren die er aan moeten komen te hangen. De efficiŽntie bedraagt ongeveer 60 procent van die van de huidige varianten, wat doet vermoeden dat ze op dit punt al een heel stuk evolutie achter de rug hadden.

Opmerkelijk is ook dat de genetische code voor beide oerzymen min of meer complementair is. Ga je nog iets verder terug in de evolutie, dan konden beide codes waarschijnlijk worden opgeslagen in dezelfde dubbele helix, waarbij elke streng codeerde voor ťťn van de twee.

Carter vermoedt nu dat de oerzymen in dit stadium gelijk op evolueerden met RNA, en dat dat stadium moet worden gesitueerd vůůr het moment dat er iets ontstond dat op leven leek. Dat zou dus inhouden dat eiwitten veel ouder zijn dan gedacht.

Hoe deze ‘eiwit-RNA-wereld’ ooit uit zichzelf heeft kunnen ontstaan,en hoe ze zichzelf in eerste instatnie repliceerde, blijft intussen nog steeds een onopgelost raadsel. Carter is nu op zoek naar een oerversie van de RNA-polymerase-enzymen die RNA-ketens opbouwen uit losse nucleÔnezuren. Als dat oerzym ook blijkt te bestaan, zou dat op z’n minst een interessant stukje van de puzzel zijn.

bron: University of North Carolina

(c2w)
I didn't say it would be easy. I just said it would be the truth.
  dinsdag 5 april 2016 @ 13:33:31 #2
38496 Perrin
Sapere aude
pi_161194299
quote:
New state of matter detected in a two-dimensional material

An international team of researchers have found evidence of a mysterious new state of matter, first predicted 40 years ago, in a real material. This state, known as a quantum spin liquid, causes electrons - thought to be indivisible building blocks of nature - to break into pieces.

The researchers, including physicists from the University of Cambridge, measured the first signatures of these fractional particles, known as Majorana fermions, in a two-dimensional material with a structure similar to graphene. Their experimental results successfully matched with one of the main theoretical models for a quantum spin liquid, known as a Kitaev model. The results are reported in the journal Nature Materials.
edit: in 2012 ook al: Third State Of Magnetism Discovered By MIT Researchers
I didn't say it would be easy. I just said it would be the truth.
pi_161215172
04-04-2016

Vooruitblik: nieuwe theorie Erik Verlinde ontmaskert 95 procent van het heelal

95 procent van het heelal is verstopt, maar theoretisch-fysicus Erik Verlinde weet waar het zich schuilhoudt. De vakpublicatie waarin hij dat uit de doeken doet, verschijnt later deze week. Een ding is alvast zeker: met die theorie gaat Verlinde de kosmologie volledig overhoop gooien. Een uitgebreide vooruitblik.

(Disclaimer: Onderstaande is gebaseerd op de stand van zaken in 2014. Zover bij de redactie bekend is, is Verlindes theorie in de tussentijd concreter geworden, maar niet wezenlijk veranderd. Zodra zijn publicatie verschijnt, leest u op deze site alle duiding en reacties. Niets missen? Meld u dan nu aan voor onze nieuwsbrief.)

coverr2-2-229x300.jpg
Zal de baanbrekende nieuwe theorie van Erik Verlinde net zo’n revolutie ontketenen als de relativiteitstheorie van Einstein? Bron: Hollandse Hoogte, Joanny Beer

Het is een geval van verstoppertje op de grootst mogelijke schaal. Zo’n 95 procent van het heelal, het overgrote merendeel dus, is kwijt. Toch zou je dat niet zeggen wanneer je naar het heelal kijkt. Het universum bevat miljarden sterrenstelsels, met in elk van die stelsels miljarden sterren en planeten. Het zit vol uitgestrekte gasnevels, waarin steeds weer nieuwe sterren worden geboren, gevaarlijke zwarte gaten die alles in hun omgeving verzwelgen en dwalende planeten die eenzaam door de donkere leegte zweven.

Al die dingen zijn opgebouwd uit materie: elementaire deeltjes zoals quarks en elektronen. Maar wie de massa van al die deeltjes in het heelal bij elkaar optelt, vindt onder de streep een getal dat slechts goed is voor 5 procent van wat er eigenlijk in zou moeten zitten. Hoe de rest eruit ziet, is onbekend. Wetenschappers vermoeden dat het universum vol zit met een onzichtbare vorm van materie en een mysterieuze, onbekende vorm van energie die zij respectievelijk donkere materie en donkere energie noemen.

Donkere materie is van die twee nog het meest behapbaar. Het is niet met het blote oog te zien, maar wel indirect waar te nemen. Donkere materie verraadt haar aanwezigheid doordat ze net als gewone materie zwaartekracht uitoefent op de materie om zich heen. Daardoor weten we vrij exact hoeveel ervan moet zijn. Donkere materie vormt grofweg 27 procent van het heelal. 5 procent is zichtbare materie. Het overige deel, maar liefst 68 procent, is donkere energie.

Al decennia bijten natuur- en sterrenkundigen hun tanden stuk op de vraag wat donkere materie en donkere energie nu precies is. Theoretisch-fysicus Erik Verlinde, verbonden aan de Universiteit van Amsterdam, denkt die impasse te kunnen doorbreken. Hij heeft een radicaal nieuw idee dat het bestaan van donkere materie, donkere energie en gewone materie direct aan elkaar verbindt. Verlinde veroorzaakte in 2010 al een schokgolf in de natuurkundewereld toen hij een nieuw idee over de zwaartekracht wereldkundig maakte. Hij ontving onder meer dankzij dat idee de Spinozapremie, de meest prestigieuze wetenschappelijke prijs in Nederland.

Volgens Verlinde is de zwaartekracht een zogeheten emergent verschijnsel. Dat wil zeggen: een effect dat het gevolg is van iets fundamentelers. Het is daardoor net zoiets als temperatuur. Die kun je voelen en meten op thermometers, maar is in feite een illusie. Temperatuur wordt immers veroorzaakt door de beweging van moleculen.

Mogelijkheden

Verlinde drukt zwaartekracht op zijn beurt uit in informatie. Alles in het universum bevat in zekere zin informatie, van de positie van een planeet tot het gewicht van een atoom. Veranderingen in de dichtheid van die informatie spelen bij het ontstaan van zwaartekracht volgens Verlinde dezelfde rol als de bewegende moleculen bij het ontstaan van temperatuur. Dat inzicht zorgt ervoor dat de algemene relativiteitstheorie van Einstein, de theorie die kosmologen nog altijd gebruiken om het heelal op grote schaal te beschrijven, volgens Verlinde achterhaald is. ‘De vergelijkingen van Einstein houden niet goed bij hoeveel informatie waar aanwezig is’, zegt hij.

Verlinde kijkt op een andere manier naar het universum, en legt daarbij de nadruk op wat hij ‘mogelijkheden’ noemt. Elke mogelijkheid is een bepaalde manier om de hoeveelheid informatie in het universum te verdelen. ‘Al die mogelijkheden moeten in het universum behouden blijven’, zegt hij.

Wanorde

Die conclusie lijkt te botsen met een bekende natuurkundewet die stelt dat de entropie de wanorde in een systeem altijd doet toenemen. De wet verklaart waarom een kopje kan breken (scherven zijn wanordelijker dan een kopje), maar waarom scherven niet spontaan een kopje kunnen vormen. Dat impliceert ook iets over mogelijkheden. Scherven kun je immers op veel manieren door elkaar husselen, terwijl een enkel kopje slechts ťťn mogelijke toestand heeft. De natuur lijkt dus niet alleen te eisen dat de entropie toeneemt, maar ook dat het aantal mogelijkheden in het universum stijgt. Verlinde stelt dat dat niet klopt. ‘Het standaardbeeld ‘entropie neemt toe’ is aan het wankelen’, zegt hij. Ook kosmoloog Andreas Albrecht, verbonden aan de Universiteit van CaliforniŽ, meent dat een herevaluatie van het begrip entropie in de kosmologie noodzakelijk is. ‘De vraag hoe informatie behouden kan blijven terwijl de entropie toeneemt, is iets waar veel fysici nu naar kijken.’

Het probleem laat zich als volgt samenvatten: wanneer de entropie alleen kan toenemen, moet deze vroeger heel klein zijn geweest. Hetzelfde geldt dan vermoedelijk voor het aantal mogelijkheden. ‘Dat geloof ik niet’, zegt Verlinde. Hij meent dat het toenemen van de mogelijkheden van een systeem een illusie is. Wie van tevoren bekijkt welke mogelijkheden een kopje heeft, moet volgens Verlinde al rekening houden met de kans dat het kopje kan breken. ‘Dan is er geen sprake van een toename en blijft het aantal mogelijkheden juist behouden’, zegt hij.

Verlinde meent dat de boekhouding van mogelijkheden gemakkelijker gaat wanneer we informatie als onderliggende eenheid kiezen. Hij stelt de entropie gelijk aan de totale hoeveelheid informatie en definieert energie als de snelheid waarmee informatie wordt verwerkt. De temperatuur is dan de energie per hoeveelheid informatie. Ook krachten vangt hij in dat raamwerk. ‘Dat zijn veranderingen in de energie’, zegt Verlinde.

Stopverf

Op die manier ontdekte Verlinde zijn nieuwe verklaring voor donkere materie en donkere energie. Om uit te leggen hoe dat werkt, vergelijkt hij het universum met een stuiterend balletje stopverf. Volgens Verlinde bestaat er een analogie tussen de elasticiteit van stopverf en de zwaartekracht. Je kunt de elasticiteit van stopverf beschrijven als een voorwaarde voor het kunnen vervormen van het bolletje. Net zo beschreef Einstein de zwaartekracht als een vervorming van de ruimtetijd door massa’s of energie.

Een bolletje stopverf is in feite een complexe kluwen polymeren. De elasticiteit van het bolletje is het gevolg van het feit dat die polymeren allemaal dezelfde lengte willen hebben. Soms beweegt een polymeer per ongeluk uit de kluwen, en laat daardoor een soort gat achter: een ‘leeg buisje’ waar eerst een polymeer zat. ‘Op die plek ontstaat extra elasticiteit’, zegt Verlinde. Met andere woorden: het verplaatsen van het polymeer zorgt dat plaatselijk extra elastische energie vrij komt.

Volgens Verlinde kun je de achterliggende wiskunde van dat proces vergelijken met het ontstaan van donkere materie. In zijn analogie is het lege buisje hetzelfde als gewone materie, en is de extra elastische energie hetzelfde als donkere materie. De elastische energie in het totale bolletje is dan donkere energie, en het gehele bolletje is het gehele universum.

Verlinde vertaalt die analogie naar de werkelijkheid in het universum, en meent daarom dat donkere materie geen deeltje is, maar extra energie die tevoorschijn komt bij het ontstaan van materie. ‘Uit de relatie tussen gewone materie en donkere materie kan ik berekenen hoeveel donkere materie er moet zijn. Dat klopt exact met de waarnemingen van astronomen’, zegt Verlinde. Bovendien verklaart zijn idee ook waarom donkere materie altijd rond gewone materie is te vinden, een toevalligheid die traditionele deeltjesverklaringen links laten liggen.

De bekende Zuid-Afrikaanse natuurkundige Neil Turok, directeur van het toonaangevende Perimeter Institute for Theoretical Physics in Canada, is enthousiast over Verlindes verklaring voor donkere materie. ‘Het is een dappere en creatieve oplossing’, zegt hij. Volgens Turok is de traditionele verklaring van donkere materie als een nog onontdekt deeltje ‘te gemakkelijk’. ‘Erik stelt in elk geval de juiste vragen’, zegt hij.

Er zijn wel grenzen aan de analogie die Verlinde gebruikt om donkere materie te verklaren, meent Albrecht. ‘Ik denk dat wanneer Erik de wiskunde nauwkeuriger uitwerkt, vanzelf zal blijken dat de vergelijkingen af gaan wijken van de fysica van polymeren’, zegt hij. ‘Het gedrag dat we zien zal dan vermoedelijk afkomstig blijken van diepere structuren in het universum.’ Turok benadrukt dat het zoeken naar analogieŽn met dingen die al begrepen zijn in het lab, zoals het gedrag van polymeren, niets nieuws is in de fysica. ‘Het idee van het higgsdeeltje werd bijvoorbeeld geÔnspireerd door het principe van supergeleiding’, zegt Turok. ‘Deze analogie is beter dan simpelweg een nieuw deeltje introduceren.’

Natuurkunderevolutie

Verlinde meent dat zijn vergelijking tussen het universum en de manier waarop polymeren zich in een bol stopverf gedragen nog een tweede fundamentele waarheid blootlegt. Volgens hem bevat het universum namelijk daadwerkelijk basisbouwstenen die te vergelijken zijn met polymeren.

‘Ruimtetijd bestaat uit quantummechanische mogelijkheden, uit quantuminformatie’, zegt Verlinde. Quantum-informatie heeft van nature de neiging te verstrengelen. Wanneer dat gebeurt, is het onmogelijk om stukjes informatie nog los van elkaar te zien. In Verlindes stopverfanalogie is een los stukje informatie dan een monomeer en is verstrengelde quantuminformatie een polymeer.

Die boodschap, en zijn conclusies over donkere materie, presenteert Verlinde al af en toe aan andere fysici op congressen en bijeenkomsten. Turok en Albrecht waren afgelopen mei op Princeton bij zo’n voordracht aanwezig. ‘Zijn presentatie stimuleerde me enorm om mijn verwachtingen en ideeŽn over de kosmos aan te passen’, zegt Albrecht. Ook Turok raakte tijdens de bijeenkomst geÔnspireerd. Hij ziet in het idee van Verlinde een voorloper van een aanstaande revolutie in de fysica. ‘De laatste dertig jaar ging men in de deeltjesfysica op zoek naar steeds weer nieuwe deeltjes, velden en dimensies’, zegt Turok. Hij meent dat de deeltjesfysica daardoor zo complex is geworden dat die op het punt staat onder haar eigen gewicht in te storten. ‘Er zijn steeds exotischere dingen nodig om het universum te verklaren, zoals het idee dat er naast ons universum nog allerlei parallelle universa bestaan. Ik denk dat we met zijn allen een verkeerd pad bewandelen.’

Turok ziet dat vermoeden bevestigd in nieuwe meetresultaten, zoals de vondst van het higgsdeeltje. Sommige fysici hoopten meer dan ťťn type higgsdeeltje te vinden, omdat dat een aanwijzing zou zijn voor het bestaan van nog meer nieuwe deeltjes. Toch bleek ‘higgs’ gewoon in zijn eentje te zijn. Bovendien, zo zegt Turok, toonden de eerste resultaten van de Planck-satelliet, een ruimte-telescoop van de Europese ruimtevaartorganisatie ESA, dat het universum heel simpel in elkaar zit. Tel daarbij de onbegrepen donkere energie op en de conclusie ligt volgens hem voor de hand dat we op de rand van een grote natuurkunderevolutie staan. ‘De komende tien jaar worden bijzonder interessant. In die periode hebben we radicale ideeŽn als die van Erik hard nodig’, zegt hij.

Wilde Westen

Het is nu aan Verlinde om aan te tonen dat zijn ideeŽn juist zijn. ‘Het is gemakkelijk om kritiek te leveren op zijn theorie’, zegt Turok. ‘Want die is nog relatief vaag.’ Albrecht sluit zich daarbij aan. ‘Twintig jaar geleden was de kosmologie nog een soort Wilde Westen. We hadden bijna geen meetgegevens en dus kon iedereen ideeŽn roepen zonder dat we die konden testen. Nu hebben we die gegevens wel en vallen de theorieŽn bij bosjes. Dat is goed, dat is wat je wil. Erik moet zorgen dat wij zijn theorie ook op die manier kunnen toetsen.’

Voorlopig wacht Verlinde nog even voordat hij zijn theorie daadwerkelijk publiceert in een vakblad. ‘Ik gooi een hoop dingen omver, dus ik wil het goed kunnen onderbouwen’, zegt hij. ‘Ik wil geen serie artikelen publiceren die ik elk jaar moet verbeteren. Ik wil liever ťťn artikel publiceren dat over tien, twintig, dertig jaar, of zelfs over een eeuw nog relevant is.’

Verlinde verwijst naar eerdere artikelen die revoluties in de natuurkunde teweegbrachten. Bij Einstein zat bijvoorbeeld acht jaar tussen zijn publicaties over de speciale relativiteitstheorie en de algemene relativiteitstheorie. Of Verlinde een nieuwe polder-Einstein is, is dus nog even afwachten. Wel ziet hij om zich heen steeds meer mensen overtuigd raken. ‘Mijn ideeŽn passen steeds beter in de ontwikkelingen rond entropie en emergentie’, zegt hij.

Ook Turok steunt de richting die Verlinde is ingeslagen. ‘Ik hoop dat Erik mensen inspireert om naar oplossingen te zoeken langs dit soort meer fundamentele en creatieve lijnen.’ Albrecht denkt er net zo over. ‘Ik vraag me weleens af: denken we wel groot genoeg? Stellen we wel de juiste vragen? Verlinde doet dat. In deze bijzondere tijd in de natuurkunde hebben we mensen nodig die dat soort dingen durven te denken en doen.’

Zwaartekracht en oerknal

Om te vieren dat Verlinde zijn onderbouwing nu goed genoeg op orde heeft om zijn ideeŽn in een vakpublicatie op papier te zetten, delen wij als extra cadeautje nog eens twee lange verhalen over zijn baanbrekende ideeŽn met u. Beide verhalen verschenen in 2012 in NWT Magazine, de voorganger van New Scientist.

Het eerste verhaal is een interview waarin Verlinde uitgebreid ingaat op de revolutionaire nieuwe zwaartekrachttheorie, waarvoor hij de Spinozapremie won (‘Een heelal zonder oerknal, pdf‘). Het tweede stuk gaat in op Verlindes tegendraadse overtuiging dat de oerknal niets meer is dan een illusie (‘Wat als er geen oerknal was?, pdf‘).

(newscientist.nl)
Death Makes Angels of us all
And gives us wings where we had shoulders
Smooth as raven' s claws...
  woensdag 6 april 2016 @ 12:11:40 #4
379282 Woods
Ich Bin Ein Berliner
pi_161218595
registreer om deze reclame te verbergen
Ik weet niet of dit al gepost is of er een topic over is maar Juno bereikt Jupiter deze zomer!

quote:
Nog iets meer dan een jaar en dan komt ruimtesonde Juno aan bij Jupiter. Hopelijk komen we dan eindelijk te weten wat er onder het dikke wolkendek van Jupiter schuilgaat en hoe de gasreus precies is ontstaan.

Jupiter is een fantastische planeet om te zien. Het dikke wolkendek doet denken aan een woelig schilderij. Niet in de laatste plaats door die enorme rode vlek: een cycloon die al honderden jaren op Jupiter actief is. Maar Jupiter is niet alleen mooi. De gasreus is ook heel mysterieus. Want wat gaat er precies onder dat wolkendek schuil? En hoe is de planeet ontstaan?

Juno
Om een antwoord te krijgen op die – en vele andere – vragen, werd in 2011 de ruimtesonde Juno gelanceerd. De belangrijkste missie van de sonde? De oorsprong en de evolutie van Jupiter blootleggen en ons zo ook meer inzicht geven in de babyjaren van ons zonnestelsel.

De oorsprong en evolutie van Jupiter
Hoe is het zonnestelsel ontstaan? Het begon allemaal met het ineenstorten van een enorme gas- en stofwolk (oftewel: een nevel) en de geboorte van onze zon. Net als onze zon bestaat ook Jupiter voor het grootste deel uit waterstof en helium. Dat wijst erop dat deze kort na het ontstaan van onze zon het levenslicht moet hebben gezien en zich het materiaal dat na de geboorte van de zon was overgebleven, heeft toegeŽigend. De grote vraag is echter: hoe? Wetenschappers hebben daar twee theorieŽn over. De eerste theorie veronderstelt dat een onstabiel deel van de nevel ineenstortte en Jupiter vormde. Een tweede theorie stelt dat eerst een grote kern ontstond die vervolgens al dat gas middels zijn eigen zwaartekracht naar zich toetrok. Juno moet aantonen of Jupiter een vaste kern heeft en dus bewijs leveren voor ťťn van deze twee theorieŽn.

De babyjaren van ons zonnestelsel
Juno kan ons ook meer vertellen over het jonge zonnestelsel. In tegenstelling tot de aarde heeft Jupiter – dankzij zijn enorme massa – nog steeds zijn originele samenstelling.

Atmosfeer
Juno zal ook diep in de atmosfeer van Jupiter gaan turen. De ruimtesonde moet onder meer de samenstelling en temperatuur van die atmosfeer vaststellen en de bewegingen van de wolken in kaart brengen. Ook zal Juno achterhalen hoeveel water er in de atmosfeer van Jupiter te vinden is.

Over Juno
Om al die missiedoelen na te kunnen streven, is Juno uitgerust met tal van instrumenten. Bijvoorbeeld ultraviolet- en infraroodcamera’s om foto’s te kunnen maken van de atmosfeer en aurora’s. Maar ook instrumenten om het zwaartekrachtsveld en magnetisch veld van Jupiter te kunnen vereeuwigen. En de zogenoemde JunoCam: een kleurencamera waarmee spectaculaire close-up foto’s van Jupiter kunnen worden gemaakt. Deze camera moet de eerste gedetailleerde beelden van Jupiters polen opleveren.
De meest gevaarlijke straling vinden we ter hoogte van de evenaar van Jupiter. In dit gebied bewegen kleine deeltjes - ionen en elektronen - zich bijna net zo snel als het licht voort. Ook al zijn de deeltjes klein, ze kunnen de elektronica aan boord van Juno ruÔneren. Naarmate de missie verder komt, zal de afstand tussen Juno en dit gevaarlijke stralingsgebied kleiner worden. Hoewel Juno het gevaarlijkste stralingsgebied zal blijven mijden, zal een deel van de elektronica waarschijnlijk ergens rond het achtste rondje rond Jupiter al de geest geven. Het gaat dan onder meer om de JunoCam.

De meest gevaarlijke straling vinden we ter hoogte van de evenaar van Jupiter. In dit gebied bewegen kleine deeltjes – ionen en elektronen – zich bijna net zo snel als het licht voort. Ook al zijn de deeltjes klein, ze kunnen de elektronica aan boord van Juno ruÔneren. Naarmate de missie verder komt, zal de afstand tussen Juno en dit gevaarlijke stralingsgebied kleiner worden. Hoewel Juno het gevaarlijkste stralingsgebied zal blijven mijden, zal een deel van de elektronica waarschijnlijk ergens rond het achtste rondje rond Jupiter al de geest geven. Het gaat dan onder meer om de JunoCam. Afbeelding: NASA.

Baantjes trekken
Zover is het echter nog niet: eerst zal Juno zijn lange reis richting Jupiter moeten voltooien. De sonde heeft nog miljoenen kilometers voor de boeg. Naar verwachting arriveert deze begin juli 2016 bij de gasreus. Juno zal dan in een ellipsvormige baan rond Jupiter gaan cirkelen. Vanuit die baan kan Juno de planeet het beste in kaart brengen, zonder dat de ruimtesonde bedreigd wordt door de gevaarlijke straling ter hoogte van de evenaar van Jupiter (zie ook de afbeelding hierboven). Het is de bedoeling dat Juno 33 baantjes rond Jupiter maakt en tijdens elke ronde een ander deel van Jupiter bestudeert. Tijdens elk baantje rond Jupiter zal Juno de afstand tot de wolken van Jupiter tot zo’n 5000 kilometer verkleinen.

Zonne-energie

Zodra Juno eenmaal bij Jupiter is aangekomen, moet niet alleen rekening worden gehouden met de gevaarlijke straling rond Jupiter. Het is ook zaak dat Juno de zon in de gaten houdt. De ruimtesonde is namelijk uitgerust met drie enorme zonnepanelen die de sonde op grote afstand van de zon van voldoende energie moeten voorzien. De zonnepanelen zijn zo’n 2,7 meter breed en 8,9 meter lang. Eenmaal bij Jupiter aangekomen genereren ze zo’n 450 watt aan elektriciteit. In zekere zin zijn de zonnepanelen een primeur: nog nooit heeft een ruimtesonde op zo’n grote afstand van de zon (Jupiter is zo’n vijf keer verder van de zon verwijderd dan de aarde) gebruik gemaakt van zonnepanelen.

Als Juno straks na een lange reis bij Jupiter aankomt, verwachten onderzoekers heel wat antwoorden. Juno heeft ongeveer een jaar de tijd om die te verzamelen. Daarna zal de sonde zich in de atmosfeer van Jupiter boren en verbranden.

Blauwe stukjes:

Over Jupiter

Jupiter is de grootste planeet in ons zonnestelsel. De planeet heeft een massa die 300 keer groter is dan de massa van onze aarde. De planeet bezit tientallen manen, waaronder het veelbelovende Europa, de zeer actieve Io en de grootste maan van ons zonnestelsel: Ganymedes. Jupiter doet er tien uur over om een rondje rond zijn eigen as te draaien. Een rondje rond de zon duurt twaalf aardse jaren.

juno1.jpg?w=611
bron: http://www.scientias.nl/r(...)iters-wolken-gluren/



[ Bericht 2% gewijzigd door Woods op 06-04-2016 12:27:13 ]
woensdag 6 mei 2015 17:54 schreef Libertarisch het volgende:
Helaas pindakaas dan, het leven is hard. Je kunt niet iedereen blijven begeleiden alsof het kinderen zijn, je zult het zelf moeten doen.
  vrijdag 8 april 2016 @ 17:15:07 #5
38496 Perrin
Sapere aude
pi_161283728
quote:
99s.gif Op woensdag 6 april 2016 12:11 schreef Woods het volgende:
Ik weet niet of dit al gepost is of er een topic over is maar Juno bereikt Jupiter deze zomer!

[..]

bron: http://www.scientias.nl/r(...)iters-wolken-gluren/

Daar heb ik vorig jaar een apart topic voor gemaakt :)
W&T / Missie Juno: een ontdekkingsreis naar Jupiter
Death Makes Angels of us all
And gives us wings where we had shoulders
Smooth as raven' s claws...
pi_161297997
registreer om deze reclame te verbergen
08-04-2016

Wetenschappers zijn erin geslaagd 'bouwstenen van het leven' na te bootsen

media_xll_8557453.jpg
© Thinkstock.

Ribose Hoe is leven op aarde ontstaan? In taal van chemici: welke ingrediŽnten moet je samenvoegen om leven op te wekken? In een ophefmakende Science-publicatie hebben Franse onderzoekers aangetoond dat ribose, een suikerbouwsteen van genetisch materiaal in levende organismen, zich misschien in kometenijs gevormd heeft.

'Dit overtreft onze stoutste verwachtingen'
Uwe Meierhenrich, chemicus aan de Universiteit van Nice

Het genetische materiaal van alle levende organismen op aarde, zelfs van virussen, is opgebouwd uit DNA en het meer primitieve RNA. Dat laatste wordt verondersteld ťťn van de eerste moleculen te zijn die leven op aarde kenmerkt. Wetenschappers hebben zich altijd verwonderd over de oorsprong van deze biologische verbinding.

De these van sommige onderzoekers is dat de aarde 'in den beginne' bezaaid geweest is met asteroÔden en kometen die de basis van zulke RNA-moleculen bevatten. En inderdaad, aminozuren - de bouwstenen van proteÔnen - en nitrogene basen zijn al in meteorieten gevonden, en in artificiŽle kometen die een lab geproduceerd zijn. Ribose, de andere sleutelcomponent van RNA, was echter nog nooit in buitenaards materiaal gedetecteerd, noch in een laboratorium onder 'astrofysische condities' gereproduceerd. Tot nu. Door het simuleren van kometenijs heeft een Frans onderzoeksteam van de Universiteit van Nice aangetoond dat ribose succesvol kan verkregen worden. Een gigantische stap voorwaarts in het begrijpen van RNA - en bijgevolg het leven.

"Dit overtreft onze stoutste verwachtingen", zegt Uwe Meierhenrich, chemicus aan de Universiteit van Nice, in een reactie aan Le Monde.

'De onderzoeksresultaten volstaan niet om het vraagstuk van leven op aarde te beantwoorden'
Grťgoire Danger, onderzoeker aan de Franse universiteit Aix-Marseille

Toch moeten enkele belangrijke kanttekeningen bij het onderzoek geplaatst worden. Ten eerste is tot op vandaag geen enkele complexe suiker op een meteoriet of op een komeet gevonden.

Daarnaast is ook niet duidelijk of de verkregen ribose dezelfde is als degene die van RNA deel uitmaakt. Bovendien bevat het resultaat van de onderzoekers van Nice een extreem grote hoeveelheid - wat verdacht is.

"De chemische rijkdom van dit onderzoek is indrukwekkend, maar het volstaat niet om het vraagstuk van leven op aarde te beantwoorden", zo verklaart Grťgoire Danger, onderzoeker aan de Franse universiteit Aix-Marseille, aan Le Monde.

(HLN)
Death Makes Angels of us all
And gives us wings where we had shoulders
Smooth as raven' s claws...
pi_161393684
12-04-2016

Stephen Hawking wil ruimtevaartuig naar ster Alpha Centauri sturen

Stephen Hawking en filantroop Yuri Milner hebben vanavond een nieuw wetenschappelijk project aangekondigd: Breakthrough Starshot. Het doel: een ruimtevaartuig in twintig jaar tijd naar de meest nabije buurster sturen.

Een licht ruimtevaartuig reist op een nader te bepalen tijdstip naar het nabije Alpha Centauri-systeem op een afstand van 4,37 lichtjaar bij de aarde vandaan. Dat is – omgerekend – zo’n 40 biljoen kilometer. Hawking en Milner willen dat deze ruimtesonde deze afstand in twintig jaar overbrugt, wat neerkomt op een snelheid van eenvijfde lichtminuut per minuut.

Aangezien een lichtseconde ongeveer 300.000 kilometer is, moet het ruimtevaartuig dus 60.000 kilometer per seconde afleggen. Dat is vijf keer de doorsnede van de aarde.

breaktrough.jpg?zoom=1.5&resize=728%2C674.
Het ruimtevaartuig reist op hoge snelheid naar Alpha Centauri.

Zeilen in de ruimte
Hoe gaat dit duo dit plan verwezenlijken? Het ruimtevaartuig van Milner en Hawking weegt niet meer dan een vel papier en gebruikt een zeil – niet groter dan een gemiddelde vlieger – om voort te bewegen. Dit zeil is slechts enkele honderden atomen dik. Een gigantische laserstraal van 100 miljard watt raakt het zeil van dit ruimtevaartuig, waardoor het vliegende zeilbootje flink wordt versneld. Deze straal wordt afgevuurd vanaf een hoge en droge locatie, bijvoorbeeld de Atacamawoestijn in Chili.

Binnen vijftien jaar
De verwachting is dat het ruimtevaartuig binnen vijftien jaar gelanceerd kan worden. Tenminste, als de ontwikkelingen op het gebied van nanotechnologie, lasers en microelektronica op het huidige tempo blijven doorgaan. Het feit dat een bekende wetenschapper als Stephen Hawking zijn naam verbindt aan het project is hoopgevend te noemen.

Foto’s van een andere wereld
De missie gaat zo’n 100 miljoen dollar kosten. De grote vraag is: wat levert het op? Natuurlijk is het een fantastische prestatie dat een ruimtevaartuig een ander zonnestelsel kan bereiken. Wellicht kunnen er zelfs foto’s gemaakt worden, maar dat gaat spannend worden. Kunnen de gegevens een afstand van vier lichtjaar overbruggen? Hawking en Milner laten het er niet bij zitten en zijn van plan om een ontvanger te bouwen die de gegevens kan ontvangen. We krijgen wellicht voor het eerst foto’s van een andere wereld te zien.

Yuri Gagarin
Het is bijzonder dat het project vandaag is aangekondigd. Het is namelijk 55 jaar geleden dat de Russische kosmonaut Yuri Gagarin voor het eerst een rondje om de aarde aflegde. Op Scientias.nl werd in 2011 het jubileum gevierd met een artikel over Gagarin.

(scientias.nl)
Death Makes Angels of us all
And gives us wings where we had shoulders
Smooth as raven' s claws...
  vrijdag 15 april 2016 @ 13:20:29 #9
167383 Molurus
the talking snake
pi_161444343
Expansie van het universum sneller dan gedacht.

http://www.nature.com/new(...)mc_id=TWT_NatureNews
Philosophy: questions that may never be answered.
Religion: answers that must never be questioned.
  zaterdag 16 april 2016 @ 11:11:13 #10
45206 Pietverdriet
Ik wou dat ik een ijsbeer was.
pi_161464910
Verbazing alom onder natuurkundigen: licht kan achteruit lopen
http://www.volkskrant.nl/(...)ruit-lopen~a4283214/
In Baden-Badener Badeseen kann man Baden-Badener baden sehen.
pi_161567625
19-04-2016

Europa trekt 6,7 miljard uit voor Science Cloud met supercomputer

De Europese Commissie heeft besloten extra te investeren in de wetenschapsindustrie. Zo moet er 6,7 miljard euro op tafel komen om extra supercomputers in Europa beschikbaar te maken voor de 1,7 miljoen wetenschappelijke onderzoekers en de 70 miljoen wetenschappers en technologie professionals.

De Europese Commissie wil een zogenaamde "Science Cloud" gaan bouwen waar alle onderzoekers in Europa gebruik van kunnen maken. Hierin moeten zijn hun gegevens kunnen opslaan, delen en hergebruiken. Europa haalt 2 miljard euro uit het gigantische 80 miljard euro Horizon fund om te investeren in nieuwe supercomputers.

Daarnaast moet er in de komende vijf jaar nog 4,7 miljard euro opgehaald worden bij publieke en private investeerders. Het cloudproject moet verder de beschikking krijgen over een glasvezelnetwerk met hoge snelheden tussen alle Europese onderzoekslocaties, faciliteiten waar enorm veel data kan worden opgeslagen en uiteraard de nodige rekenkracht in de vorm van supercomputers.

Tot slot trekt de Europese Commissie ook nog 1 miljard euro uit voor onderzoek naar Quantumtechnologie, een groot deel van dat geld zal uiteindelijk terecht komen bij de TU Delft, waar inmiddels al enige tijd onderzoek wordt gedaan naar Quantumtechnologie en niet zonder resultaat.

(techzine.nl)
Death Makes Angels of us all
And gives us wings where we had shoulders
Smooth as raven' s claws...
pi_161727900
ater-drop_1024.jpg

SCIENTISTS HAVE PUSHED WATER MOLECULES INTO A WHOLE NEW STATE OF MATTER

Holy crap!


Physicists have managed to squeeze water molecules into a brand new state that doesn't adhere to the usual laws of solids, liquids, and gases. By trapping water into very tiny cracks, similar to those that also exist in nature, the researchers have managed to get its hydrogen and oxygen atoms to behave in very peculiar ways.

The discovery is closely linked to existing hypotheses in quantum physics – an area of science where the 'classic rulebook' of the Universe is often tossed out and ignored. The team behind the research isn't quite sure where their find will lead quite yet, but it should offer new insight into how water behaves in ultra-confined spaces.

Scientists from Oak Ridge National Laboratory forced water molecules down channels made from the mineral beryl, measuring just 5 angstroms across (about 1 ten-billionth of a metre), as Michael Byrne from Motherboard reports.

They say similar conditions are likely to be found in the natural world too, inside soils, mineral interfaces, and cell walls, for example.

Inside this molecular straightjacket (individual atoms are about 1 angstrom across), the two hydrogen atoms and one oxygen atom that make up a water molecule started to display some really weird behaviour.

Rather than being fixed, the hydrogen atoms began to appear in six different symmetric orientations at the same time, with the oxygen atom in the middle:

water-molecules-2.jpg
Water molecules in tunnelling mode. Credit: A. I. Kolesnikov et al.

The six different positions match the six different walls of the hexagonal channel, the scientists say. As they tunnel, the hydrogen atoms cycle between all possible positions, and the temperature is increased as a result.

What's more, the molecule's centre of mass shifts to the central oxygen atom rather than the outlying hydrogen ones (as would be the case in a typical molecule). The newly symmetrical layout also means the molecule loses its electric dipole moment, which means the negative and positive charges in the atoms are no longer unbalanced, and in theory, it should no longer be interested in bonding with other atoms or molecules.

It's a major discovery, even if the scientists behind it aren't exactly sure what it means quite yet.

"It's one of those phenomena that only occur in quantum mechanics and has no parallel in our everyday experience," said lead researcher, Alexander Kolesnikov.

"This discovery represents a new fundamental understanding of the behaviour of water and the way water utilises energy," added team member, Lawrence Anovitz.

The next step is figuring out why this phenomenon occurs, but ultimately it should give scientists a better understanding of the thermodynamics and behaviour of water when it's in very tightly confined environments.

http://www.sciencealert.c(...)ds-liquids-and-gases
“The fundamental cause of the trouble in the modern world today is that the stupid are cocksure while the intelligent are full of doubt.”— Bertrand Russell
  zaterdag 7 mei 2016 @ 00:16:24 #13
323401 Kijkertje
met filter
pi_161977981
universe-grid_1024.jpg

NEW PAPER EXPLAINS WHY THE UNIVERSE ENDED UP WITH THREE DIMENSIONS

And there’s no string theory in sight.


It's probably not news to you that as residents of this fine Universe we call home, we can only move left or right, up or down, backwards or forwards. That’s it. There aren’t any other possible directions that aren’t some combination of those three.

These are our Universe’s three spatial dimensions, and why we have exactly three of them (not just one or two, five or 80) is still something of a mystery.

Not that physicists haven’t been searching for an answer - explaining the fundamental nature of reality is just a really hard nut to crack. But a new paper has shown that a universe with our laws of thermodynamics (which describe how energy moves around) will always get stuck with exactly three spatial dimensions. So basically, this paper just explained the Universe.

The researchers, from the University of Salamanca in Spain and the National Polytechnic Institute of Mexico, explained it with the first and second laws of thermodynamics.

For our purposes, these laws say that a system - whether it’s a universe, a human, or a rock - can’t do anything that requires more energy than it has to start out, unless it gets more energy added. And if the system gets bigger without gaining energy, like we think our Universe has, then, on average, there’s less energy available in any particular place.

Put those together, and it means that once the Universe stopped having enough energy to complete the same action everywhere, the whole Universe could never do that thing again - though certain parts of it might be able to if they could concentrate enough energy.

We’ll get back to that shortly, but the above description probably irks some of my fellow physicists. Take a deep breath. It’ll be okay.

Thermodynamics works in any number of dimensions. It works in our 3D Universe, of course, but it also would work in two spatial dimensions, where the only possible directions to travel were left-right and up-down. In a two-dimensional universe, it would be physically impossible to move backward or forward, because that direction just wouldn’t exist.

But, as the authors of this new paper, published in Europhysics Letters, explain, a universe could also have four dimensions: left-right, up-down, backward-forward, and 'flirp-flarp' - or whatever you want to call the new direction.

In that universe, it would be possible to travel in a direction that's completely impossible in our Universe. And, similarly, in such a universe, the laws of thermodynamics could work perfectly well.

With this in mind, we know that energy can move from one place to another, but it would still be impossible for a system to use more energy than it has available. The same goes for five, or six, or 30 dimensions.

The physicists decided to see what happens if you start a universe with a completely undefined number of dimensions - a universe where it’s unclear how many directions you can move in. As Lisa Zyga reports for Phys.org, they found something interesting.

In our incredibly early Universe - like, millionths of a trillionth of a trillionth of a trillionth of a trillionth of a second after the Big Bang - everything was really, really hot, and there were huge amounts of energy in every tiny part of space. Any number of dimensions could have worked equally well at this point; there wasn’t really any way to tell the difference between a universe with one dimension and a universe with seven.

But very quickly afterwards, as the energy spread out, the Universe got caught in a kind of rut and didn’t have enough energy everywhere to get out. And remember: once the Universe doesn’t have enough energy to get out of somewhere, it’s never going to.

The rut that everywhere in the Universe settled into was one with three spatial dimensions - exactly the Universe that we see today, says the team. The paper makes it clear that among all of the possible numbers of dimensions, our lowly three was inevitable.

Oh and by the way, the researchers also propose that it’s possible, in theory, to pack enough energy into a tiny bit of space that - in that one spot - the Universe momentarily escapes its rut. It might take a particle accelerator the size of the Solar System, but in principle, it's doable.

If we ever do get something like that running, maybe we’ll see a proton, for the most fleeting of moments, move flirp for a few trillionths of a metre before returning to the boring old left.

http://www.sciencealert.c(...)-in-three-dimensions
“The fundamental cause of the trouble in the modern world today is that the stupid are cocksure while the intelligent are full of doubt.”— Bertrand Russell
pi_162085034
quote:
Kepler ontdekt 1284 nieuwe planeten
Met de ruimtetelescoop Kepler heeft NASA 1284 planeten buiten ons zonnestelsel ontdekt. Van die planeten kunnen er 550 een stenen planeet zijn ter grootte van de aarde, zo meldt de Amerikaanse ruimtevaartorganisatie dinsdag.

Nu weten we dat er weleens meer planeten dan sterren kunnen zijn.

,,Dit geeft ons de hoop dat we ergens daarbuiten, rond een ster als de onze, een andere aarde kunnen ontdekken", aldus Ellen Stofan van NASA. Negen van de gevonden planeten bevinden zich op een 'leefbare' afstand van hun 'zon'. Dat betekent dat er temperaturen zijn waarop water vloeibaar is.

Eerder vond de geavanceerde telescoop al 1041 andere zogenoemde exoplaneten: planeten die om een andere ster cirkelen dan om de zon in ons zonnestelsel. De Kepler scande sinds 2009 150.000 sterren. Als het licht van zo'n ster af en toe dimt, concluderen wetenschappers dat er een planeet om die ster draait.

De bevindingen van planetenjager Kepler is met 1284 resultaten de grootste planetenontdekking ooit, aldus NASA. ,,Voordat we ruimtetelescoop Kepler lanceerden, wisten we niet of exoplaten zeldzaam waren of niet. Nu weten we dat er weleens meer planeten dan sterren kunnen zijn."
  donderdag 2 juni 2016 @ 10:52:44 #15
38496 Perrin
Sapere aude
pi_162687481
quote:
Farao had buitenaardse dolk

zwaard+2+AP

Cairo - Wat geef je een tienerkoning die alles al heeft? Een buitenaards zwaard! Uit nieuw onderzoek blijkt dat Toetanchamon duizenden jaren geleden werd begraven met een dolk die gemaakt was van metaal afkomstig van een meteoriet. Daarmee hebben moderne technieken opnieuw een mysterie uit de Oudheid ontrafeld.
I didn't say it would be easy. I just said it would be the truth.
  zondag 12 juni 2016 @ 13:56:19 #16
38496 Perrin
Sapere aude
pi_162942197
quote:
Revealed: Cambodia's vast medieval cities hidden beneath the jungle

Laser technology reveals cities concealed under the earth which would have made up the world’s largest empire in 12th century
I didn't say it would be easy. I just said it would be the truth.
  Moderator zaterdag 9 juli 2016 @ 17:00:21 #17
146299 crew  laforest
Metropolitan elite
pi_163624557
Mini ‘wind farm’ could capture energy from microbes in motion

quote:
Fluid filled with lively, churning bacteria could one day become a small-scale power source.

New computer simulations indicate that a miniature wind farm‒like device could harvest the energy of chaotically swirling bacteria. That energy could be used to power micromachines or pump fluids through tiny channels. In the simulations, bacteria tended to spontaneously swim in an orderly fashion around an array of cylindrical turbines. These turbines then rotated steadily like windmills in a breeze, scientists report July 8 in Science Advances.

Previous research has harnessed the energy of the motion in such chaotic fluids using tiny, asymmetric gears, which spin as bacteria bump into their teeth. But the new result shows that a very simple system can serve the same purpose — a result that could make such devices easier to construct. “You don’t have to muck around with getting the teeth right; you just have a nice smooth cylinder,” says biophysicist and study coauthor Tyler Shendruk of the University of Oxford. The technique would sidestep the need to manufacture complicated microscopic gears.

“I think it’s quite surprising because previous work showed that you need to have a certain nonsymmetry in the system” to generate rotation, says physicist Igor Aronson of Argonne National Laboratory in Illinois, who was not involved with the new work.

070716_ec_bacteria-wind-farm-inline_free.jpg

TINY TURBINES Nine rotors in a computer simulation spin in response to the flowing bacteria-filled liquid surrounding them. Blue rotors spin clockwise, and red rotate counterclockwise. Green lines indicate the orientation of the bacteria, and black arrows indicate the flow of the fluid.

The researchers studied simulations of a liquid filled with many self-propelled particles, called a dense active fluid. These fluids can be made up of swimming bacteria or biological motors found inside cells — for instance, the proteins myosin and actin, which cause muscles to contract. Such fluids are normally turbulent, with swarms of particles generating rapidly and unpredictably changing flows. That makes it a challenge to harvest energy from the fluid. “It’s chaotic, so you can’t use it to do anything useful because it’s a random flow,” Shendruk says.

But when Shendruk and colleagues added a grid of cylindrical rotors, each a few hundredths of a millimeter in diameter, into their simulated fluid, they found that bacteria would spontaneously organize, like sailors all rowing in the same direction. The swimming bacteria produced a circular fluid flow that spun the rotors. That rotation could be used to generate electrical power in the same manner as windmills do, but in much smaller amounts that might be used to power tiny electronics. Each rotor might produce around a quadrillionth of a watt of electrical power, Shendruk estimates.

A single rotor on its own didn’t work as well: Its spin changed direction periodically as the chaotic fluid swirled around it. But with an array of rotors close together, the bacteria became steady synchronized swimmers squeezing through gaps between the rotors — and making each rotor consistently spin in the direction opposite to that of its neighbors.

The system should translate well from simulation to the real world, says Shendruk, and the researchers are already discussing the possibilities for constructing it. But, says applied mathematician JŲrn Dunkel of MIT, the details of the real world are important. Whether the rotors would behave the same way in a real-life system where the rotors experience friction is uncertain. “The effect is there — I don’t doubt that. The question is how strong.”
https://www.sciencenews.o(...)crobes-motion?tgt=nr
The Gods shall be united in Christ, and GOD shall be reborn; The Lord Jehovah shall be the Power of GOD; The Lord Lucifer shall be the Light of GOD; The Lord Satan shall be the Love of GOD; The Lord Christ shall be the Unity of GOD.
  donderdag 21 juli 2016 @ 14:22:26 #18
38496 Perrin
Sapere aude
pi_163905680
quote:
Scientists mapped the human brain like a city and revealed that we've been ignoring some of its most important parts

Imagine that the first map you ever saw of the United States was simply a rough outline of the country's borders with only about half the state boundaries penciled in.

That's essentially the type of diagram that scientists have been using as a map of the human brain for more than 100 years.

Fortunately, that's about to change.

By combining data from a handful of imaging techniques, an international coalition of researchers has created one of the most precise maps of the human brain ever seen. The new map, published Wednesday in the journal Nature, divides the brain up into 180 unique brain regions, of which 97 have never been identified before. Take a look:

screen%20shot%202016-07-18%20at%201.56.38%20pm.png
Vergelijkbaar stuk in Washington Post:
Researchers just doubled what we know about the map of the human brain
I didn't say it would be easy. I just said it would be the truth.
pi_163999654
EyesVision-web_1024.jpg

Scientists have found a woman whose eyes have a whole new type of colour receptor

She sees 99 million colours more than the rest of us.

After more than 25 years of searching, neuroscientists in the UK recently announced that they've discovered a woman who has an extra type of cone cell - the receptor cells that detect colour - in her eyes.

According to estimates, that means she can see an incredible 99 million more colours than the rest of us, and the scientists think she's just one of a number of people with super-vision, which they call "tetrachromats", living amongst us.

Most humans are trichromats, which means we have three types of cone cells in our eyes.

Each type of cone cell is thought to be able to distinguish around 100 shades, so when you factor in all the possible combinations of these three cone cells combined, it means we can distinguish around 1 million different colours.

Most people who are colour blind only have two functioning types of cone cells, which is why they can only see around 10,000 shades - and almost all other mammals, including dogs and New World monkeys, are also dichromats.

But there's one doctor in northern England who has four cone cell types, taking the potential number of colours she can distinguish up to 100 million - colours most of us have never even dreamed of.

Identified only as cDa29, the scientists finally found this woman two years ago, but they've been searching for more than 25 year - and think there are more tetrachromats like her out there.

So how do you get a fourth type of cone cell?

The idea of tetrachromats was first suggested back in 1948 by Dutch scientist HL de Vries, who discovered something interesting about the eyes of colour blind people.

While colour blind men only possess two normal cone cells and one mutant cone that's less sensitive to either green or red light, he showed that the mothers and daughters of colour blind men had one mutant cone and three normal cones.

That meant they had four types of cone cells, even though only three were working normally - something that was unheard of before then.

Despite the significance of the finding, no one paid much attention to tetrachromats until the late '80s, when John Mollon from Cambridge University started searching for women who might have four functioning cone cells.

Assuming that colour blind men pass this fourth cone cell onto their daughters, Mollon estimated that around 12 percent of the female population should be tetrachromats.

But all of his tests showed that these women could only perceive the same colours as the rest of us - which meant only three of their cone cell types were working, so they weren't true tetrachromats.

Then, in 2007, neuroscientist Gabriele Jordan from Newcastle University in the UK, who had formerly worked alongside Mollon, decided to try a slightly different test to look for this super-vision.

She took 25 women who had a fourth type of cone cell, and put them in a dark room. Looking into a light device, three coloured circles of light flashed before these women's eyes.

To a trichromat, they all looked the same, but Jordan hypothesised that a true tetrachromat would be able to tell them apart thanks to the extra subtlety afforded to her by her fourth cone.

Incredibly, one of the women tested, cDa29, was able to differentiate the three different coloured circles in every single test.

"I was jumping up and down," Jordan told Veronique Greenwood from Discover magazine.

So if so many female children of colour blind men have four cones, why have we only been able to find one true tetrachromat?

For starters, the team was only looking within the UK. But the bigger issue that Jordan thinks most true tetrachromats would never need to use their fourth cone cell type, and so would never realise they had special vision.

"We now know tetrachromacy exists," she told Greenwood. "But we don’t know what allows someone to become functionally tetrachromatic, when most four-coned women aren’t."

Jay Neitz, a vision researcher at the University of Washington, who wasn't involved in the study, thinks that it might take practice and specially designed hues to truly unlock the power of tetrachromats.

"Most of the things that we see as coloured are manufactured by people who are trying to make colours that work for trichromats," he said. "It could be that our whole world is tuned to the world of the trichromat."

In other words, the colours we use are so limited that the fourth cone cell never gets a work out.

The research on cDa29 hasn't been peer-reviewed or published as yet, and Jordan is continuing her research and search for more tetrachromats.

There's a lot more work to be done and Jordan's results need to be replicated and verified. But if we can confirm that tetrachromats really do exist, it won't just teach us about the limitations of human senses, it could help scientists develop better artificial sensing devices, and also help us figure out more about how vision works.

One thing we might never be able to understand, sadly, is exactly what the world looks like through cDa29's eyes, seeing as it's our brains that truly perceive colour - our cone cells just receive the data to be processed.

"This private perception is what everybody is curious about," Jordan told Discover. "I would love to see that."
“The fundamental cause of the trouble in the modern world today is that the stupid are cocksure while the intelligent are full of doubt.”— Bertrand Russell
pi_164014861
ok, het is officieel, we leven in het land van de reuzen :)

25-07-2016

"Nederlandse man is langste van de wereld"

media_xll_8912679.jpg
Foto ter illustratie. © thinkstock.

De Nederlandse man is de langste ter wereld. Uit een groot onderzoek blijkt dat de Nederlandse man is gegroeid, van gemiddeld 169 centimeter honderd jaar geleden, tot 182,5 centimeter. Daarmee zijn onze mannelijke noorderburen de langste van de wereld.

In het onderzoek, uitgevoerd door wetenschappers van de Britse universiteit Imperial College London, werd data van bijna alle landen in de wereld vergeleken tussen 1914 en 2014. Nooit eerder werd zo'n grootschalig onderzoek naar de lengte van mensen uitgevoerd. Uit de resultaten, gepubliceerd in het tijdschrift eLife, valt vooral op dat Europese landen de lijsten domineren. Alleen AustraliŽ komt als niet-Europees land voor in de top 25. De Verenigde Staten doet het helemaal 'slecht' met een stijging van slechts zes centimeter over honderd jaar.

Onderaan de lijst van de mannen staat Oost-Timor met een gemiddelde lengte van 160 centimeter. Bij de vrouwen zijn de Guatamalteken de kleinsten met 149 centimeter.

(HLN)
Death Makes Angels of us all
And gives us wings where we had shoulders
Smooth as raven' s claws...
  woensdag 3 augustus 2016 @ 23:43:55 #21
167383 Molurus
the talking snake
pi_164214067
Breakthrough solar cell captures CO2 and sunlight, produces burnable fuel

Salehi-Khojin.Amin07-387x258.jpg

Researchers at the University of Illinois at Chicago have engineered a potentially game-changing solar cell that cheaply and efficiently converts atmospheric carbon dioxide directly into usable hydrocarbon fuel, using only sunlight for energy.
The finding is reported in the July 29 issue of Science and was funded by the National Science Foundation and the U.S. Department of Energy. A provisional patent application has been filed.
Unlike conventional solar cells, which convert sunlight into electricity that must be stored in heavy batteries, the new device essentially does the work of plants, converting atmospheric carbon dioxide into fuel, solving two crucial problems at once. A solar farm of such “artificial leaves” could remove significant amounts of carbon from the atmosphere and produce energy-dense fuel efficiently.
“The new solar cell is not photovoltaic — it’s photosynthetic,” says Amin Salehi-Khojin, assistant professor of mechanical and industrial engineering at UIC and senior author on the study.
“Instead of producing energy in an unsustainable one-way route from fossil fuels to greenhouse gas, we can now reverse the process and recycle atmospheric carbon into fuel using sunlight,” he said.
While plants produce fuel in the form of sugar, the artificial leaf delivers syngas, or synthesis gas, a mixture of hydrogen gas and carbon monoxide. Syngas can be burned directly, or converted into diesel or other hydrocarbon fuels.
The ability to turn CO2 into fuel at a cost comparable to a gallon of gasoline would render fossil fuels obsolete.
Chemical reactions that convert CO2 into burnable forms of carbon are called reduction reactions, the opposite of oxidation or combustion. Engineers have been exploring different catalysts to drive CO2 reduction, but so far such reactions have been inefficient and rely on expensive precious metals such as silver, Salehi-Khojin said.
“What we needed was a new family of chemicals with extraordinary properties,” he said.
Salehi-Khojin and his coworkers focused on a family of nano-structured compounds called transition metal dichalcogenides — or TMDCs — as catalysts, pairing them with an unconventional ionic liquid as the electrolyte inside a two-compartment, three-electrode electrochemical cell.
The best of several catalysts they studied turned out to be nanoflake tungsten diselenide.
“The new catalyst is more active; more able to break carbon dioxide’s chemical bonds,” said UIC postdoctoral researcher Mohammad Asadi, first author on the Science paper.
In fact, he said, the new catalyst is 1,000 times faster than noble-metal catalysts — and about 20 times cheaper.
Other researchers have used TMDC catalysts to produce hydrogen by other means, but not by reduction of CO2. The catalyst couldn’t survive the reaction.
“The active sites of the catalyst get poisoned and oxidized,” Salehi-Khojin said. The breakthrough, he said, was to use an ionic fluid called ethyl-methyl-imidazolium tetrafluoroborate, mixed 50-50 with water.
“The combination of water and the ionic liquid makes a co-catalyst that preserves the catalyst’s active sites under the harsh reduction reaction conditions,” Salehi-Khojin said.
The UIC artificial leaf consists of two silicon triple-junction photovoltaic cells of 18 square centimeters to harvest light; the tungsten diselenide and ionic liquid co-catalyst system on the cathode side; and cobalt oxide in potassium phosphate electrolyte on the anode side.
When light of 100 watts per square meter – about the average intensity reaching the Earth’s surface – energizes the cell, hydrogen and carbon monoxide gas bubble up from the cathode, while free oxygen and hydrogen ions are produced at the anode.
“The hydrogen ions diffuse through a membrane to the cathode side, to participate in the carbon dioxide reduction reaction,” said Asadi.
The technology should be adaptable not only to large-scale use, like solar farms, but also to small-scale applications, Salehi-Khojin said. In the future, he said, it may prove useful on Mars, whose atmosphere is mostly carbon dioxide, if the planet is also found to have water.
“This work has benefitted from the significant history of NSF support for basic research that feeds directly into valuable technologies and engineering achievements,” said NSF program director Robert McCabe.
“The results nicely meld experimental and computational studies to obtain new insight into the unique electronic properties of transition metal dichalcogenides,” McCabe said. “The research team has combined this mechanistic insight with some clever electrochemical engineering to make significant progress in one of the grand-challenge areas of catalysis as related to energy conversion and the environment.”
“Nanostructured transition metal dichalcogenide electrocatalysts for CO2 reduction in ionic liquid” is online at Science.
Co-authors with Asadi and Salehi-Khojin are Kibum Kim, Aditya Venkata Addepalli, Pedram Abbasi, Poya Yasaei, Amirhossein Behranginia, Bijandra Kumar and Jeremiah Abiade of UIC’s mechanical and industrial engineering department, who performed the electrochemical experiments and prepared the catalyst under NSF contract CBET-1512647; Robert F. Klie and Patrick Phillips of UIC’s physics department, who performed electron microscopy and spectroscopy experiments; Larry A. Curtiss, Cong Liu and Peter Zapol of Argonne National Laboratory, who did Density Functional Theory calculations under DOE contract DE-ACO206CH11357; Richard Haasch of the University of Illinois at Urbana-Champaign, who did ultraviolet photoelectron spectroscopy; and Josť M. Cerrato of the University of New Mexico, who did elemental analysis.
Philosophy: questions that may never be answered.
Religion: answers that must never be questioned.
pi_164578074
15-08-2016

Wiskundigen beginnen eindelijk legendarisch ABC-bewijs te begrijpen


Het heeft bijna veertig jaar geduurd, maar wiskundigen snappen eindelijk de beginselen van een gigantisch bewijs dat ons begrip over de aard van getallen radicaal kan veranderen.

22300567039_4b97e080cf_b.jpg?zoom=1.5&resize=248%2C300
Shinichi Mochizuki met de ABC-formule. Afbeelding: Kanijoman Shinichi Mochizuk

Het 500-pagina lange bewijs werd in 2012 online gepubliceerd door Shinichi Mochizuki van de Universiteit van Kyoto in Japan. Het biedt een oplossing voor een lang bestaand probleem dat bekendstaat als het abc-vermoeden. Dit vermoeden onderzoekt de fundamentele relatie tussen getallen, optellingen en vermenigvuldigingen die beginnen met de simpele vergelijking a + b = c.

Wiskundigen waren enthousiast over het bewijs maar worstelden met het onder de knie krijgen van Mochizuki’s “Interuniversele TeichmŁller Theorie” (IUT), een volledig nieuw gebied van de wiskunde dat hij gedurende tientallen jaren heeft ontwikkeld om het probleem op te lossen. Een bijeenkomst van afgelopen jaar op de Universiteit van Oxford, met als doel het bestuderen van IUT, eindigde in een mislukking. Dit kwam gedeeltelijk doordat Mochizuki zijn werk niet wil vereenvoudigen zodat het begrijpelijker wordt, en gedeeltelijk door een cultuurclash tussen de Japanse en de westerse manier van wiskunde bestuderen.

Een tweede bijeenkomst, afgelopen maand gehouden op zijn thuisgrond in Kyoto, bleek succesvoller. ‘Het ging zeker beter dan verwacht,’ zegt Ivan Fesenko van de Universiteit van Nottingham, die hielp bij het organiseren van de bijeenkomst.

De doorbraak komt waarschijnlijk doordat Mochizuki de theorie persoonlijk uitlegde. Hij weigerde reizen naar het buitenland en sprak tijdens de bijeenkomst in Oxford via Skype, waardoor het voor wiskundigen van buiten Japan lastig is zijn werk onder de knie te krijgen. ‘Het was het belangrijkste onderdeel van de bijeenkomst,’ zegt Fesenko. ‘Hij beklom de top van zijn theorie, en trok andere deelnemers met zich mee, hun hand vasthoudend.’

Flikkering van begrip

Minstens tien mensen begrijpen de theorie nu in detail, zegt Fesenko. Bovendien hebben de IUT-artikelen de peerreview bijna doorlopen en worden ze dus waarschijnlijk rond komend jaar in een tijdschrift gepubliceerd. Die publicatie zal vermoedelijk de houding veranderen van de mensen die eerder nog vijandig stonden tegenover Mochizuki’s werk, zegt Fesenko. ‘Wiskundigen zijn erg conservatieve mensen, en ze volgen de tradities.’ Hij denkt dat de artikelen beter worden geaccepteerd zodra ze gepubliceerd zijn.

‘Er zijn zeker mensen die verschillende cruciale delen van de IUT begrijpen,’ zegt Jeffrey Lagarias van de Universiteit van Michigan, die de bijeenkomst in Kyoto bijwoonde, maar de volledige theorie niet in een keer tot zich kon nemen. ‘Meer mensen buiten Japan willen IUT begrijpen zoals het gepresenteerd is, alle 500 pagina’s ervan, gebruikmakend van nieuwe materialen uit de verschillende conferenties.’

Maar velen willen er nog steeds niet de tijd aan besteden die Mochizuki eist voor zijn werk. ‘De experts zijn nog steeds besluiteloos,’ zegt Lagarias. ‘Ze wachten op iemand om het bewijs te lezen en te vragen waarom het niet begrijpelijker gemaakt kan worden.’

Het is waarschijnlijk dat een Japans tijdschrift de IUT-artikelen publiceert, zegt Fesenko, aangezien dat ook gebeurde met het vorige werk van Mochizuki. Dat kan de ontvangst ervan bij een grotere gemeenschap beÔnvloeden. ‘Welk soort tijdschrift de theorie publiceert, heeft zeker invloed op hoe de wiskundige gemeenschap reageert,’ zegt Lagarias.

De flikkering van begrip die ontstaat is de moeite zeker waard, zegt Fesenko. ‘Ik verwacht dat we minstens honderd van de meest belangrijke open problemen in de getaltheorie kunnen opgelossen met behulp van Mochizuki’s theorie en verdere ontwikkelingen.’

Het duurt waarschijnlijk wel nog vele decennia voordat de volledige impact van Mochizuki’s werk aan de getaltheorie wordt gevoeld. ‘De omvang van de hoeveelheid nieuwe structuren en ideeŽn in IUT heeft jaren nodig om door de wiskundige gemeenschap opgenomen te worden,’ zegt Lagarias.

(newscientist.nl)
Death Makes Angels of us all
And gives us wings where we had shoulders
Smooth as raven' s claws...
pi_164642446
17-08-2016

Dťjŗ vu kunstmatig opgeroepen

verwarring.jpg

Dťjŗ vu is een van de wonderlijkste fenomenen van de menselijke hersens. Je bent ergens voor het eerst, maar toch lijkt het alsof je er al een keer bent geweest. In veel culturen werd en wordt het gezien als een magisch moment, een visioen van een alternatieve werkelijkheid. Maar wetenschappers weten dat het gaat om een trucje van ons brein. Nu hebben ze geleerd het zelfs kunstmatig op te roepen.

Neurowetenschappers van de University of St Andrews (GB) hebben daarvoor een bekende psychologische test een beetje aangepast. Het gaat om een eenvoudige proefneming; je geeft een groep mensen een serie woorden, zoals matras, kussen, wekker, deken. Het enige dat ontbreekt is het verbindende woord, in dit geval ‘slaap’. Een tijdje later vraag je de proefpersonen of het woord slaap ook in de lijst stond. Veel mensen zullen daar positief op antwoorden, de hersens hebben de omissie zelf aangevuld.

In de nieuwe versie van de test vroegen de neurowetenschappers niet of mensen ‘slaap’ hadden gehoord, maar of er ook een woord dat begint met de letter s in de lijst zat. Dat leverde het gekke resultaat op dat de proefpersonen ontkenden, maar wel vaag het gevoel hadden dat ze het wťl hadden gehoord. Daarmee is het een dťjŗ vu.

Nu dit gevoel kunstmatig kan worden opgewekt, is het ook beter mogelijk om het te bestuderen. Dat hebben ze in St Andrews ook gelijk gedaan. Proefpersonen werden tijdens het experiment onder een MRI-scanner gelegd om te kijken welk deel van de hersens ze eigenlijk het meest gebruiken tijdens een dťjŗ vu. Dat bleek niet het geheugen te zijn, maar de frontaalkwab, het deel van de hersens waarmee we beslissingen maken.

Waarom dat deel? Waarschijnlijk omdat mensen moeten beslissen of hun herinneringen echt zijn of niet. Eenzelfde reactie is te zien bij mensen die in een trein zitten, waarnaast een trein op een ander perron vertrekt. Rijden wij of rijden die anderen? Ook die vraag wordt opgelost in de frontale cortex. De bewegende treinen brengen de hersens net zo in de war als een herinnering die er niet is.

(faqt.nl)
Death Makes Angels of us all
And gives us wings where we had shoulders
Smooth as raven' s claws...
pi_165515904
quote:
Quantum teleportation over 7 kilometres of cables smashes record

A new world record for quantum teleportation has been set, bringing quantum communication networks that can stretch between cities a step closer. Two independent teams have transferred quantum information over several kilometres of fibre optic networks.

Being able to establish teleportation over long distances is a crucial step towards exchanging quantum cryptographic keys needed for encoding data sent over the fibres.
I didn't say it would be easy. I just said it would be the truth.
pi_166030509
17-10-2016

600.000.000.000.000 bewerkingen per seconde: dit is de Vlaamse supercomputer

klik hier voor video

De KU Leuven mag vier jaar lang de Vlaamse supercomputer beheren. Dat is ťťn van de 200 krachtigste computers ter wereld.

Met die supercomputer kunnen wetenschappers ongelooflijk snel heel complexe berekeningen doen. Ook onderzoekers van andere universiteiten kunnen daarvoor aan de KU Leuven terecht.

Om een idee te krijgen van de kracht van de computer, moet je de rekenkracht van je eigen computer thuis maal 25 doen. En zo zitten er 580 in de supercomputer. De supercomputer kan zo zeshonderd biljoen complexe berekeningen per seconde uitvoeren. Dat is noodzakelijk voor onderzoek in alle wetenschappelijke domeinen.

De afgelopen 4 jaar had de UGent de krachtigste computer van Vlaanderen, nu is de KU Leuven aan de beurt. De overheid trekt er 5,5 miljoen voor uit

(HLN)
Death Makes Angels of us all
And gives us wings where we had shoulders
Smooth as raven' s claws...
  woensdag 19 oktober 2016 @ 15:29:50 #26
172669 Papierversnipperaar
CafeÔne is ook maar een drug.
pi_166058491
quote:
quote:
OAK RIDGE, Tenn., Oct. 12, 2016—In a new twist to waste-to-fuel technology, scientists at the Department of Energy’s Oak Ridge National Laboratory have developed an electrochemical process that uses tiny spikes of carbon and copper to turn carbon dioxide, a greenhouse gas, into ethanol. Their finding, which involves nanofabrication and catalysis science, was serendipitous.

“We discovered somewhat by accident that this material worked,” said ORNL’s Adam Rondinone, lead author of the team’s study published in ChemistrySelect. “We were trying to study the first step of a proposed reaction when we realized that the catalyst was doing the entire reaction on its own.”

The team used a catalyst made of carbon, copper and nitrogen and applied voltage to trigger a complicated chemical reaction that essentially reverses the combustion process. With the help of the nanotechnology-based catalyst which contains multiple reaction sites, the solution of carbon dioxide dissolved in water turned into ethanol with a yield of 63 percent. Typically, this type of electrochemical reaction results in a mix of several different products in small amounts.

“We’re taking carbon dioxide, a waste product of combustion, and we’re pushing that combustion reaction backwards with very high selectivity to a useful fuel,” Rondinone said. “Ethanol was a surprise -- it’s extremely difficult to go straight from carbon dioxide to ethanol with a single catalyst.”

The catalyst’s novelty lies in its nanoscale structure, consisting of copper nanoparticles embedded in carbon spikes. This nano-texturing approach avoids the use of expensive or rare metals such as platinum that limit the economic viability of many catalysts.
Het artikel gaat verder.
Free Assange! Hack the Planet
Op dinsdag 6 januari 2009 19:59 schreef Papierversnipperaar het volgende:
De gevolgen van de argumenten van de anti-rook maffia
pi_166186402
24-10-2016

Nieuw onderzoek trekt versnelde uitdijing universum twijfel

Het bewijs voor de versnelde uitdijing – dat drie astronomen in 2011 de Nobelprijs opleverde – is bij nader inzien toch niet zo overtuigend.

Aan het eind van de jaren negentig kwamen drie astronomen tot de conclusie dat het universum versneld uitdijde. Ze baseerden zich op een analyse van supernova’s van type Ia en mochten jaren later – in 2011 – een Nobelprijs in ontvangst nemen voor hun ontdekking. De wetenschappelijke wereld heeft de uitdijing van het universum inmiddels omarmd en zelfs een mysterieuze substantie in het leven geroepen die de drijvende kracht zou zijn achter de versnelde uitdijing: donkere energie.

Dunnetjes
Maar misschien moeten we nog eens goed nadenken over de versnelde uitdijing, zo suggereren onderzoekers van de universiteit van Oxford in het blad Scientific Reports. Het bewijs ervoor is – bij nader inzien – namelijk wat dunnetjes.

3 sigma
De onderzoekers trekken die conclusie nadat ze 740 supernova’s van type Ia bestudeerden. Dat zijn er ongeveer tien keer meer dan de Nobelprijswinnende astronomen in de jaren negentig van de vorige eeuw analyseerden. “En we ontdekten dat het bewijs voor versnelde uitdijing hooguit een 3 sigma is, zoals natuurkundigen dat zeggen,” zo vertelt onderzoeker Subir Sarkar. “Dat is veel minder dan de “5 sigma-standaard” die nodig is om een ontdekking van fundamentele betekenis te claimen.”

Over sigma
Sigma vertelt iets over hoe zeker wetenschappers van hun zaak zijn. Wanneer ze spreken over 5 sigma dan is de kans dat hun gegevens op toeval berusten ťťn op 3 miljoen. Hebben ze het over 3 sigma dan is de kans dat hun gegevens op toeval berusten 1 op 1000. “Een vergelijkbaar voorbeeld is de recente suggestie dat er met behulp van de Large Hadron Collider een nieuw deeltje ontdekt was met een massa van 750 GeV,” legt Sarkar uit. “In eerste instantie had het een 3.9 en 3.4 sigma-meting in december. Maar nieuwe gegevens lieten in augustus zien dat de significantie gedaald was naar minder dan 1 sigma. Het was gewoon een statistische fluctuatie en het deeltje bestaat niet.”

Constante uitdijing
En ook over de versnelde uitdijing van het universum zijn de onderzoekers dus nu iets minder zeker. Sterker nog: het nieuwe onderzoek wijst erop dat het universum heel constant uitdijt. Het zou goed kunnen verklaren waarom we maar geen grip kunnen krijgen op de aard van donkere energie – de hypothetische drijvende kracht achter de uitdijing – want als het universum niet uitdijt, is er ook geen donkere energie.

Kosmische achtergrondstraling
Maar hoe zit het dan met al die andere gegevens die het idee van een sneller uitdijend universum onderschrijven? Je moet dan bijvoorbeeld denken aan de kosmische achtergrondstraling. “De kosmische achtergrondstraling wordt niet direct beÔnvloed door donkere energie,” merkt Sarkar fijntjes op. Hij wijst er tevens op dat veel vervolgonderzoek uitgevoerd is met de gedachten dat het universum versneld uitdijt en dat donker energie daar achter zit, in het achterhoofd.

“Natuurlijk moet er nog veel meer werk verzet worden om de natuurkundige wereld hiervan te overtuigen, maar ons werk laat zien dat een belangrijke pijler van het standaardmodel van de kosmologie vrij wankel is. Hopelijk leidt het tot betere analyses van kosmologische data en inspireert het theoretici om genuanceerdere kosmologische modellen te bestuderen.”

Bronmateriaal:
"The universe is expanding at an accelerating rate – or is it?" - University of Oxford


scientias.nl
pi_166361999
Human brain is predisposed to negative stereotypes, new study suggests

Brain responds more strongly to information about unfavourably portrayed groups, offering clues as to how prejudice emerges and spreads, research shows

4usww8.jpg
The findings add weight to the view that the negative depiction of ethnic or religious minorities in the media can fuel racial bias.

The human brain is predisposed to learn negative stereotypes, according to research that offers clues as to how prejudice emerges and spreads through society.

The study found that the brain responds more strongly to information about groups who are portrayed unfavourably, adding weight to the view that the negative depiction of ethnic or religious minorities in the media can fuel racial bias.

Hugo Spiers, a neuroscientist at University College London, who led the research, said: “The newspapers are filled with ghastly things people do ... You’re getting all these news stories and the negative ones stand out. When you look at Islam, for example, there’s so many more negative stories than positive ones and that will build up over time.”

The scientists also uncovered a characteristic brain signature seen when participants were told a member of a “bad” group had done something positive - an observation that is likely to tally with the subjective experience of minorities. “Whenever someone from a really bad group did something nice they were like, ‘Oh, weird,’” said Spiers.

Previous studies have identified brain areas involved in gender or racial stereotyping, but this is the first attempt to investigate how the brain learns to link undesirable traits to specific groups and how this is converted into prejudice over time.

The study’s 22 participants were shown snippets of information about fictitious social groups, such as “a member of the Kitils kicked a stray cat” or “a member of the Pellums gave their mother a bouquet of flowers”. The two main groups were secretly designated as “good” and “bad”, with two-thirds of the information fitting the group stereotype and one-third bucking the trend.

Brain scans taken as the participants built up a picture of the tribes showed that activity in a brain region called the anterior temporal pole matched their acquisition of prejudice. By measuring this brain activity, it would be possible to “mathematically track prejudice second by second” to determine a person’s current level of bias, according to Spiers.

The scans also revealed that the brain did not respond equally to good and bad information.

Once the participants had seen enough snippets to feel reassured that a group were essentially goodies, brain activity in the anterior temporal pole quickly tailed off. But it continued to respond strongly to the negative snippets about the behaviour of the “bad” group.

“The negative groups become treated as more and more negative,” said Spiers. “Worse than the equivalent for the positive groups.”

Bastian Schiller, a neuroscientist at the University of Freiburg in Germany who was not involved in the work, said: “They really investigated the process of stereotype formation. Previous studies looking at implicit bias have found activity in similar regions and so it makes sense.”

The scans also revealed a characteristic signature of activity in the brain’s prefrontal cortex, which lit up when participants were given information that went against the stereotype. Again, this response was stronger when a member of a “bad” group did something good than for the reverse.

“It’s a bit like learning there’s some really nice people working in Isis,” said Spiers. “We found a very strong activity in a network of brain areas, in particular the prefrontal cortex, which is involved in detecting anomalies in the world.”

The findings did not reveal whether negative stereotypes are more difficult to reverse, but Spiers predicts that this is likely to be the case, based on the findings.

Scientists believe that stereotypes serve a purpose because clustering people into groups with a variety of expected traits helps us navigate the world without being overwhelmed by information. “[Negative information] may have been more important for your own survival in ancient times,” said Schiller. “It might be more important to store that in your brain.”

In future, scientists predict that it may even be possible to uncover differences in brain structure that explain why some people hold racist or sexist views. “It may just be that certain brains are configured to be more flexible and able to unlearn prejudice and others less so,” said Spiers. “That might be driven by the environment, say if someone grows up in a very racist household, the brain might become trained to be less flexible in its thinking.”
“The fundamental cause of the trouble in the modern world today is that the stupid are cocksure while the intelligent are full of doubt.”— Bertrand Russell
pi_166395688
03-11-2016

Supercomputer geeft beter beeld van mogelijk ingrediŽnt van donkere materie

Waaruit bestaat donkere materie? Axionen misschien. En een supercomputer onthult nu hoe die axionen er dan uit zouden zien.


Onderzoekers hebben met behulp van een supercomputer het succesvolle standaardmodel van de deeltjesfysica uitgebreid. En dat stelt ze onder meer in staat om te voorspellen welke massa de axionen hebben.

Hun berekeningen wijzen uit dat de axionen een massa hebben die tussen de 50 tot 1500 micro-elektronvolt ligt. Dat betekent dat ze tot wel tien miljard keer lichter zijn dan elektronen. Het vereist dat ongeveer elke kubieke centimeter van het universum gemiddeld tien miljoen van zulke superlichte deeltjes bevat. Donkere materie verspreidt zich echter niet evenredig door het universum, maar vormt ‘klonters’ met ‘uitlopers’. Daarom zou bijvoorbeeld ons deel van de Melkweg zo’n biljoen axionen per kubieke centimeter moeten bevatten.

distributie.png?resize=954%2C725&ssl=1
Hier zie je een 3D-kaart van de distributie van donkere materie. Afbeelding: NASA / ESA / Richard Massey (California Institute of Technology).

Onzichtbaar
“Donkere materie is een onzichtbare vorm van materie,” vertelt onderzoeker Andreas Ringwald. “Waaruit het bestaat, is een compleet mysterie.” Bewijs voor het bestaan van donkere materie is tot op heden indirect: we leiden het bestaan van donkere materie af uit de invloed die het op allerlei objecten in het universum lijkt te hebben. Naar schatting bestaat ongeveer 85 procent van de volledige massa van het universum uit donkere materie.

De ingrediŽnten
Omdat we donkere materie niet direct kunnen waarnemen, is ook nog altijd onduidelijk waar het uit bestaat. Wat wel duidelijk is, is dat de deeltjes waaruit donkere materie is opgebouwd buiten het Standaardmodel van de deeltjesfysica vallen. Dit Standaardmodel is zeer succesvol, maar beschrijft alleen de conventionele vijftien procent van alle materie in de kosmos.

Axionen?
Onderzoekers denken dat donkere materie ůf bestaat uit relatief weinig, maar wel heel zware deeltjes ůf is opgebouwd uit heel veel lichtere deeltjes. Onderzoek suggereert voorzichtig dat extreem lichte deeltjes – axionen genaamd – met name veelbelovende potentiŽle ingrediŽnten van donkere materie zijn. In feite moet het mogelijk zijn deze hypothetische deeltjes waar te nemen, maar de zoektocht naar die deeltjes wordt aanzienlijk gemakkelijker als we ongeveer weten welke massa de deeltjes hebben. “Anders zou de zoektocht decennia lang duren,” stelt onderzoeker Andreas Ringwald.

Met behulp van een supercomputer hebben Ringwald en collega’s nu dus berekend welke massa dit deeltje ongeveer heeft. De wetenschappers verwachten dan ook dat we binnen enkele jaren het bestaan van axionen kunnen bevestigen ůf tot de conclusie komen dat de deeltjes niet bestaan.

Bronmateriaal:
"Supercomputer comes up with a profile of dark matter" - DESY
De foto bovenaan dit artikel is afkomstig van Smithsonian Institution.
pi_166561460
quote:
Leaked NASA paper shows the 'impossible' EM Drive really does work

The results of NASA's tests on the 'impossible' EM Drive have been leaked, and they reveal that the controversial propulsion system really does work, and is capable of generating impressive thrust in a vacuum, even after error measurements have been accounted for.

The EM Drive has made headlines over the past year, because it offers the incredible possibility of a fuel-free propulsion system that could potentially get us to Mars in just 70 days. But there's one major problem: according to the current laws of physics, it shouldn't work.
em-drive-699x449.jpg
I didn't say it would be easy. I just said it would be the truth.
pi_166664332
14-11-2016

Verlamde Hanneke stuurt tablet aan met hersenen


media_xll_9284641.jpg
© UMC Utrecht.

Een door ALS geheel verlamde vrouw kan weer communiceren dankzij elektroden in haar hersenpan. De Nederlandse vinding is wereldnieuws. "Het is bijzonder om de eerste te zijn", zegt Hanneke de Bruijne (59).

In 2008 kreeg ze te horen dat ze aan de progressieve spierziekte ALS lijdt. Een paar jaar later was ze totaal verlamd. Maar dit weekend gaf de moeder van drie uit Den Bosch een interview. Dankzij de wetenschappelijke ontdekking uit Utrecht, die haar nu wereldnieuws maakt. "Ik heb meer vertrouwen, ik ben zelfstandiger. Ik kan weer communiceren", aldus de Bruijne tegen het blad New Scientist, dat haar mocht interviewen.

De Bruijne gaf haar antwoorden via het hersenimplantaat waarmee ze een tablet kan aansturen. Haar antwoorden zijn kort: het kost haar een minuut om een woord te spellen. Maar veel belangrijker dan dat: ze kŠn weer spellen.

En dat heeft ze te danken aan neurochirurg Nick Ramsey, een van oorsprong Britse onderzoeker die al sinds de jaren tachtig werkt in het ziekenhuis UMC Utrecht. Hij vertelt hoe de patiŽnt een paar jaar na de diagnose zelfs niet meer zelfstandig kon ademen. Ze kon nog wel communiceren door haar ogen te bewegen, maar wist dat de ziekte haar ook die mogelijkheid vermoedelijk zou ontnemen. En dus moest er iets anders worden bedacht.

Signalen
Ramsey en zijn collega's besloten in oktober vorig jaar twee elektroden op het oppervlak van haar hersenen te plaatsen, vlak onder de schedel. De ťťn op het deel van de hersenen dat het bewegen van de hand aanstuurt, de ander op het deel van de hersenen waarmee een mens achteruit telt. De hoop was dat die elektroden signalen in de hersenen zouden opvangen, die via een zender draadloos naar een tablet overgebracht kunnen worden. Dat gebeurt via een klein apparaat, dat als een pacemaker onder de huid van haar borst is geplaatst.

Wat volgde: oefenen, oefenen en nog eens oefenen. De signalen van haar hersenen werden verbonden aan bewegingen op het scherm van haar tablet. Het begon met de meest elementaire bewegingen, daarna met het eenvoudige computerspelletje Pong - en uiteindelijk, na maanden vol oefensessies, typen op het toetsenbord op haar tablet.

Het zoeken naar de juiste letters ging steeds sneller: inmiddels heeft De Bruijne een minuut nodig om een woord te spellen. "Het systeem werkt echt," zegt Ramsey. "Het heeft ons verrast." De Bruijne gebruikt het systeem nu een jaar, vertelt hij, en het is een deel van haar geworden. "Ze gebruikt het een paar keer per week. Ze had niet verwacht dat het zoveel voor haar zou gaan betekenen."

CNN
De wetenschappelijke doorbraak werd dit weekend gepresenteerd tijdens een conferentie in San Diego. De Bruijne zag zichzelf gisteren terug op CNN. Ze vindt het geweldig om de eerste te zijn, zegt ze in New Scientist. "Ik wil graag bijdragen aan mogelijke vooruitgang voor mensen als ik." De plaatsing van de elektroden was zwaar, maar nu ze er zitten voelt ze er niets meer van. De Nederlandse weet dat haar vooruitzichten slecht zijn: wie de diagnose ALS krijgt, wat ruim 500 Nederlanders per jaar overkomt, heeft nog vijf jaar te leven. Ze blijft optimistisch. "Mijn droom is om mijn rolstoel weer zelf te kunnen bedienen."

(HLN)
Death Makes Angels of us all
And gives us wings where we had shoulders
Smooth as raven' s claws...
  donderdag 1 december 2016 @ 16:33:54 #32
65434 Parafernalia
Leuker als je denkt
pi_167025279
Eindelijk iemand die denkt wat iedereen zegt
pi_167699644
data7741645.jpg

quote:
Mens maakt eindelijk eiwit op maat

Eindelijk kunnen eiwitten op de tekentafel worden ontworpen. Hoe ťťn bepaalde 3D-vorm ontstaat uit een lange keten aminozuren was decennialang het probleem. Nu is er een doorbraak: software die dat kan uitrekenen.
I didn't say it would be easy. I just said it would be the truth.
pi_167861520
Mesentery-web_1024.jpg

It's official: A brand-new human organ has been classified

Your body now has an extra organ.

Researchers have classified a brand-new organ inside our bodies, one that's been hiding in plain sight in our digestive system this whole time.

Although we now know about the structure of this new organ, its function is still poorly understood, and studying it could be the key to better understanding and treatment of abdominal and digestive disease.

Known as the mesentery, the new organ is found in our digestive systems, and was long thought to be made up of fragmented, separate structures. But recent research has shown that it's actually one, continuous organ.

The evidence for the organ's reclassification is now published in The Lancet Gastroenterology & Hepatology.

"In the paper, which has been peer reviewed and assessed, we are now saying we have an organ in the body which hasn’t been acknowledged as such to date," said J Calvin Coffey, a researcher from the University Hospital Limerick in Ireland, who first discovered that the mesentery was an organ.

"The anatomic description that had been laid down over 100 years of anatomy was incorrect. This organ is far from fragmented and complex. It is simply one continuous structure."

Thanks to the new research, as of last year, medical students started being taught that the mesentery is a distinct organ.

The world's best-known series of medical textbooks, Gray's Anatomy, has even been updated to include the new definition.

So what is the mesentery? It's a double fold of peritoneum - the lining of the abdominal cavity - that attaches our intestine to the wall of our abdomen, and keeps everything locked in place.

One of the earliest descriptions of the mesentery was made by Leonardo da Vinci, and for centuries it was generally ignored as a type of insignificant attachment. Over the past century, doctors who studied the mesentery assumed it was a fragmented structure made of separate sections, which made it pretty unimportant.

But in 2012, Coffey and his colleagues showed through detailed microscopic examinations that the mesentery is actually a continuous structure.

Over the past four years, they've gathered further evidence that the mesentery should actually be classified as its own distinct organ, and the latest paper makes it official.

You can see the new organ illustrated below:

image_4479-Mesentery.jpg

And while that doesn't change the structure that's been inside our bodies all along, with the reclassification comes a whole new field of medical science that could improve our health outcomes.

"When we approach it like every other organ… we can categorise abdominal disease in terms of this organ," said Coffey.

That means that medical students and researchers will now investigate what role - if any - the mesentery might play on abdominal diseases, and that understanding will hopefully lead to better outcomes for patients.

"Now we have established anatomy and the structure. The next step is the function. If you understand the function you can identify abnormal function, and then you have disease. Put them all together and you have the field of mesenteric science … the basis for a whole new area of science," said Coffey.

"This is relevant universally as it affects all of us."

It just goes to show that no matter how advanced science becomes, there's always more to learn and discover, even within our own bodies.
“The fundamental cause of the trouble in the modern world today is that the stupid are cocksure while the intelligent are full of doubt.”— Bertrand Russell
pi_168284949
QuantumVacuum_web_1024.jpg

PHYSICISTS SAY THEY'VE MANIPULATED 'PURE NOTHINGNESS' AND OBESERVED THE FALLOUT

In the quantum vacuum, no one can hear you scream.


According to quantum mechanics, a vacuum isn't empty at all. It's actually filled with quantum energy and particles that blink in and out of existence for a fleeting moment - strange signals that are known as quantum fluctuations.

For decades, there had only ever been indirect evidence of these fluctuations, but back in 2015, researchers claimed to have detected the theoretical fluctuations directly. And now the same team says they've gone a step further, having manipulated the vacuum itself, and detecting the changes in these strange signals in the void.

We're entering the territory of high-level physics here, but what's really important in this experiment is that, if these results are confirmed, the researchers might have just unlocked a way to observe, probe, and test the quantum realm without interfering with it.

That's important, because one of the biggest problems with quantum mechanics - and our understanding of it - is that every time we measure and observe a quantum system, we destroy it, which doesn't bode well when we want to tease out what's really going on in the quantum world.

This is where the quantum vacuum comes into it.

First of all, let's think of a vacuum in a classical way - as space entirely devoid of matter, with the lowest possible energy. There are no particles there, and nothing to interfere with pure physics.

But a byproduct of one of the most fundamental principles in quantum mechanics, Heisenberg's uncertainty principle, states that there's a limit to how much we can know about quantum particles, and as a result, a vacuum isn't empty, it's actually buzzing with its own strange energy, and filled with particle-antiparticle pairs that appear and disappear randomly.

These are more like 'virtual' particles than physical matter, so ordinarily you can't detect them. But although they're invisible, like most things in the quantum world, they subtly influence the real world.

These quantum fluctuations produce randomly fluctuating electric fields that can affect electrons, which is how scientists first indirectly demonstrated their presence back in the 1940s.

For decades, that was all we had to go on.

Then, in 2015, a team led by Alfred Leitenstorfer from the University of Konstanz in Germany claimed they'd directly detected these fluctuations, by observing their influence on a light wave. The results were published in Science.

To do this, they fired a super short laser pulse - lasting only a few femtoseconds, which is a millionth of a billionth of a second - into a vacuum, and were able to see subtle changes in the polarisation of the light. They said these changes were caused directly by the quantum fluctuations.

It's a claim that's still being debated, but the researchers have now taken their experiment to the next level by 'squeezing' the vacuum, and say they've been able to observe the strange changes in the quantum fluctuations as a result.

This isn't just further evidence of the existence of these quantum fluctuations - it also suggests that they've come up with a way to observe experiments in the quantum world without messing up the results, which is something that would ordinarily destroy the quantum state.

"We can analyse quantum states without changing them in the first approximation," said Leitenstorfer.

Usually when you're looking for the effects of quantum fluctuations on a single light particle, you'd have to detect that light particle, or amplify it, in order to see the effect. And this would remove the 'quantum signature' left on that photon, which is similar to what the team did in the 2015 experiment.

This time, instead of looking at the changes in quantum fluctuations by absorbing and amplifying photons of light, the team studied light on the time domain.

That sounds weird, but in a vacuum, space and time behave in the same way, so it's possible to examine one to learn more about the other.

Doing this, the team saw that when they 'squeezed' the vacuum, it worked kind of like squeezing a balloon, and redistributed the strange quantum fluctuations within it.

At some points, the fluctuations became way louder than the background 'noise' of an unsqueezed vacuum, and in some parts, they were quieter.

Leitenstorfer compares this to a traffic jam - when there's a bottleneck that cars build up behind, in front of that point, the density of cars will decrease again.

The same thing happens in a vacuum, to a certain extent - as the vacuum gets squeezed in one place, the distribution of the quantum fluctuations changes, and they can speed up or slow down as a result.

That effect can be measured on the time domain, which you can see below charted out on space-time. The bump in the middle is the 'squeeze' in the vacuum:

170118132244_1_900x600.jpg

As you can see, as a result of the squeeze, there are some blips in the fluctuations.

But something else weird happens too, the fluctuations in some places appear to drop below the background noise level, which is lower than the ground state of empty space, something the scientists call an "astonishing phenomenon".

"As the new measurement technique neither has to absorb the photons to be measured nor amplify them, it is possible to directly detect the electromagnetic background noise of the vacuum and thus also the controlled deviations from this ground state, created by the researchers," explains a press release.

The team is now testing just how accurate their technique is, and how much they can learn from it.

Even though the results so far are impressive, there's still a chance the team might have only achieved a so-called weak measurement - a type of measurement that doesn't disturb the quantum state, but doesn't actually tell researchers very much about a quantum system.

If they can learn more using this technique, they want to continue to use it to probe the 'quantum state of light', which is the invisible behaviour of light at the quantum level that we're only just beginning to understand.

Further verification is needed to replicate the team's findings and show that their experiment really works. But it's a pretty cool first step.
“The fundamental cause of the trouble in the modern world today is that the stupid are cocksure while the intelligent are full of doubt.”— Bertrand Russell
pi_168286467
20-01-2017

Een robot die het hart pakt

hartrobot.jpg

Een opmerkelijke uitvinding van de National University of Ireland in Galway. Daar is een robot ontwikkeld die zich rond een menselijk hart nestelt en het hart helpt om te kloppen. Het zachte machientje uit siliconen is vooral geschikt voor mensen met een zeer zwak hart, die op een donor zitten te wachten en ondertussen grote kans lopen op hartfalen. Het moet mensen weer een normale hartfunctie geven.

De robot wordt aangedreven door een externe pomp, die buisjes in de robot opblaast en weer leeg laat lopen. Zo functioneert de robot als een extra spier om het hart te laten pompen, zonder dat ingewikkelde machines nodig zijn, zoals nu nog vaak het geval is bij ernstig hartfalen. De robot is bovendien op maat te maken, zodat het voor iedere patiŽnt precies de goede ondersteuning biedt.

De robot is tot nu toe bij dieren getest, waar hij uitstekend voldeed. Varkens met een zwak hart konden dankzij deze technologie weer gewoon leven. Een volgende stap wordt het testen op mensen, een belangrijk moment. Daarvoor zullen vooral mensen worden gebruikt die op de wachtlijst staan voor een donorhart. Momenteel overlijdt een vijfde van de mensen die zitten te wachten op het hart van een overledene.

Bij een dergelijk stadium van hartfalen wordt nu nog vaak het hart verwijderd en vervangen door een automatische bloedpomp. Alleen zijn die niet ongevaarlijk omdat ze kunnen leiden tot klontering van het bloed. Om dat tegen te gaan, moeten bloedverdunners worden geslikt. Maar die hebben weer gevaarlijke bijwerkingen. Dat is bij de hartrobot niet het geval, er zijn geen extra medicijnen nodig.

(faqt.nl)
Death Makes Angels of us all
And gives us wings where we had shoulders
Smooth as raven' s claws...
pi_168412343
24-01-2017

Primeur: wetenschap presenteert het eerste semi-synthetische organisme

Het organisme bezit de vier nucleobasen die elk organisme op aarde bezit plķs twee synthetische nucleobasen.

dna6-1.jpg?w=350&ssl=1
Nucleobasen vormen tweetallen: basenparen. En die basenparen vormen de ‘treden’ van de ‘DNA-ladder’. Afbeelding: Taka (via Wikimedia Commons).

Al het leven op aarde is gebaseerd op vier nucleobasen: A, T, C en G (zie afbeelding hiernaast). Tenminste: tot nu toe was dat zo. Want onderzoekers komen nu met een organisme op de proppen dat in zijn genetische code naast deze natuurlijke nucleobasen twee synthetische basen bezit: X en Y.
Stabiel
En die semi-synthetische genetische code is stabiel. Dat wil zeggen: wanneer het organisme zich deelt, blijven X en Y deel uitmaken van de genetische code. En dat is een primeur. Nog niet eerder slaagden onderzoekers erin om een stabiel semi-synthetisch organisme te creŽren.

Aanpassingen
De synthetische nucleobasen X en Y werden al in 2014 ontwikkeld en in de genetische code van een E. coli-bacterie geplaatst. Maar de bacterie slaagde er niet in om wanneer hij zich deelde deze nucleobasen te behouden. En met die nucleobasen verloor hij ook de extra informatie die in zijn DNA was gestopt. “Jouw genoom moet een leven lang stabiel zijn,” legt onderzoeker Floyd Romesberg uit. “Als het semi-synthetische organisme een echt organisme moet worden, moet het in staat zijn om die informatie te behouden.” En dus werden er maatregelen genomen. Zo werd onder meer de Y geoptimaliseerd, zodat deze gemakkelijker gekopieerd kon worden. Daarnaast zorgden de onderzoekers ervoor dat het organisme een genetische sequentie zonder X en Y als kwaadaardig aanzag. Een cel die X en Y liet vallen, werd dan ook direct vernietigd. Zo werd het organisme als het ware immuun voor het verlies van de synthetische nucleobasen.

Voor altijd
Experimenten tonen aan dat het semi-synthetische organisme na die ingrepen zelfs na 60 keer delen nog in staat is om de X en Y in zijn genoom te behouden. De onderzoekers denken dan ook dat het organisme de synthetische nucleobasen voor altijd in bezit kan houden.

WIST JE DAT…
…DNA vorig jaar voor het eerst in de ruimte werd ontrafeld?

Maar welke implicaties heeft deze doorbraak nu? Allereerst benadrukken de onderzoekers dat hun werk alleen toepassingen kent in eencelligen en dus niet in complexere levensvormen. Daarnaast zijn er op dit moment geen toepassingen voor het semi-synthetische organisme: de wetenschappers hebben het organisme alleen zo ver gekregen dat deze genetische informatie opslaat. Maar: in de toekomst kan dat gaan veranderen. Wetenschappers zoeken nu uit hoe hun nieuwe genetische code gekopieerd kan worden naar RNA: het molecuul in de cellen dat nodig is om DNA te vertalen naar eiwitten. “Dit onderzoek legt de basis voor wat we in de toekomst willen gaan doen,” stelt onderzoeker Yorke Zhang. En wat willen de onderzoekers dan precies gaan doen? Ze stellen zich voor dat hun studie gebruikt kan worden om eencellige organismen nieuwe functies te geven, waarna deze een bijdrage kunnen leveren aan het ontdekken van nieuwe medicijnen en nog veel meer.

(scientias.nl)

[ Bericht 0% gewijzigd door ExperimentalFrentalMental op 25-01-2017 09:09:21 ]
Death Makes Angels of us all
And gives us wings where we had shoulders
Smooth as raven' s claws...
pi_168434760
25-01-2017

Doorbraak: menselijke huid komt nu uit 3D-printer

media_xll_9479279.jpg
Niet alleen bij huidtransplantaties, maar ook bij cosmetische en farmaceutische tests kan de 3D-geprinte huid gebruikt worden. Proeven op dieren kunnen zo overbodig worden. © thinkstock.

Een team biologen heeft een prototype gebouwd van een 3D-bioprinter die menselijke huid kan maken. Dat betekent niet alleen een doorbraak in de huidtransplantaties, de nieuwe techniek kan ook een einde maken aan proeven op dieren en kan gebruikt worden voor chemische, cosmetische en farmaceutische tests.
Vorsers van de Carlos III universiteit in Madrid maakten de menselijke huid na, geheel met een opperhuid die beschermt, een dikkere laag die als eigenlijke huid dienstdoet en een laag fibroblastcellen die collageen aanmaken, het eiwit dat de huid zijn elasticiteit en sterkte verleent. Ze maken zich sterk dat hun in het labo gemaakte huid kan gebruikt worden bij transplantaties voor brandwonden en allerlei proeven.

"Je moet weten hoe je de biologische componenten moet mengen en in welke omstandigheden je ermee moet werken opdat de cellen niet stukgaan. Ook de juiste manier om het product aan te brengen is van cruciaal belang", stelt onderzoeker Juan Francisco del CaŮizo.

3D-huid die voor transplantaties bestemd is, moet van de cellen van de patiŽnt gemaakt worden zodat diens lichaam de nieuwe huid niet afstoot. Voor industrieel gebruik zoals chemische proeven kan huid massaal geproduceerd worden van willekeurige cellen.

"Bioprinten laat ons toe op een gestandaardiseerde, geautomatiseerde manier huid te maken. Het proces is minder duur dan de manuele productie", aldus Alfredo Brisac, CEO van biotechnologiebedrijf Biodan Group dat de nieuwe techniek wil commercialiseren.

Het onderzoek werd gepubliceerd in het vakblad Biofabrication.

(HLN)
Death Makes Angels of us all
And gives us wings where we had shoulders
Smooth as raven' s claws...
  zaterdag 28 januari 2017 @ 09:18:33 #39
45206 Pietverdriet
Ik wou dat ik een ijsbeer was.
pi_168485982
De expansie van het universum gaat duidelijk sneller dan eerst gedacht en volgens de theorie gedacht. Alleen het jonge universum hield zich aan het theoretische model
http://www.mpa-garching.mpg.de/407852/news20170126
In Baden-Badener Badeseen kann man Baden-Badener baden sehen.
pi_168559397
ecoli-jan_1024.jpg

These artificial cells are not alive - but they just passed the Turing test

They're communicating with bacteria.

Scientists have built artificial cells that are so life-like, they've tricked natural cells into thinking they're communicating with one of their own.

This twist on the classic Turing test means that not only can our robots fool humans into thinking they’re one of us - scientists can now make artificial cells that act so real, living organisms can’t tell the difference.

"We have been interested in the divide between living and nonliving chemical systems for quite some time now, but it was never really clear where this divide fell," one of the team, Sheref S. Mansy from the University of Trento, Italy, told ResearchGate.

"[I]t is absolutely possible to make artificial cells that can chemically communicate with bacteria."

Proposed more than 60 years ago by British computer scientist Alan Turing, the Turing test is designed to evaluate the intelligence of a machine by asking one simple question - can it trick a human into thinking they’re having a conversation with another human?

Today’s robots are so advanced, even their strategic silences seem human, and now scientists have set their sights on a different type of artificial intelligence - non-living cells constructed in the lab.

To make their artificial cells, Mansy and his team built tiny, cell-like structures packed with DNA instructions that they could use to make RNA, which in turn would produce specific proteins in response to outside stimuli.

These proteins would only be produced in the presence of a particular bacterial molecule - an acyl homoserine lactone (AHL).

When the artificial cells were placed near living bacteria from three different species - E. coli, Vibrio fischeri, and Pseudomonas aeruginosa - and they started producing proteins in response to the AHL, it told the researchers that they were 'listening' to their bacterial neighbours.

But it’s not enough to just listen in on someone else’s conversation - if you want to convince someone that you’re just as alive as them, you have to engage them in a two-way conversation.

Once the researchers could prove that their artificial cells were detecting the presence of living bacteria, they gave them the ability to communicate with them, by producing their own AHLs that could be interpreted by the bacteria.

This process mimics how simple lifeforms communicate with each other in nature - such as bacteria talking to bacteria, or bacteria talking to algae - and it means we could theoretically build cells that act as mediators for organisms that are having trouble connecting.

"Artificial cells can sense the molecules that are naturally secreted from bacteria, and in response synthesise and release chemical signals back to the bacteria," Mansy told Maarten Rikken at ResearchGate.

"Such artificial cells do a reasonably good job of mimicking natural cellular life, and can be engineered to mediate communication paths between organisms that do not naturally speak with each other."

The artificial cells still have a long way to go, particularly towards being self-reliant.

As Mansy explains, the 'translation machinery' required for them to produce proteins from RNA blueprints was isolated from living bacteria and implanted into the artificial cells, but the ideal scenario would be to have the cells producing their own translation machinery.

That said, the fact that the living bacteria ultimately couldn't tell the difference means we could build these things in bulk, and use them to facilitate vast, highly complex networks of organisms that would never usually communicate on their own.

And they could even do the opposite. The team found that in some cases, the artificial cells could interfere with the activity of disease-causing bacteria, which means one day we could use them to neutralise biofilms - adhesive colonies of harmful bacteria that are responsible for more than 80 percent of all microbial infections in the body.

With scientists unveiling the first ever 'semi-synthetic' organisms last week; this human-pig embryo being built in the lab; and robots passing a classic self-awareness test, we might soon have to adjust our definition of life as a wholly natural construction, and accept our lab-built counterparts as (almost) as good as the real thing.
“The fundamental cause of the trouble in the modern world today is that the stupid are cocksure while the intelligent are full of doubt.”— Bertrand Russell
pi_168560777
quote:
6s.gif Op dinsdag 31 januari 2017 02:10 schreef Kijkertje het volgende:
[ afbeelding ]

These artificial cells are not alive - but they just passed the Turing test

They're communicating with bacteria.

Scientists have built artificial cells that are so life-like, they've tricked natural cells into thinking they're communicating with one of their own.

This twist on the classic Turing test means that not only can our robots fool humans into thinking they’re one of us - scientists can now make artificial cells that act so real, living organisms can’t tell the difference.

"We have been interested in the divide between living and nonliving chemical systems for quite some time now, but it was never really clear where this divide fell," one of the team, Sheref S. Mansy from the University of Trento, Italy, told ResearchGate.

"[I]t is absolutely possible to make artificial cells that can chemically communicate with bacteria."

Proposed more than 60 years ago by British computer scientist Alan Turing, the Turing test is designed to evaluate the intelligence of a machine by asking one simple question - can it trick a human into thinking they’re having a conversation with another human?

Today’s robots are so advanced, even their strategic silences seem human, and now scientists have set their sights on a different type of artificial intelligence - non-living cells constructed in the lab.

To make their artificial cells, Mansy and his team built tiny, cell-like structures packed with DNA instructions that they could use to make RNA, which in turn would produce specific proteins in response to outside stimuli.

These proteins would only be produced in the presence of a particular bacterial molecule - an acyl homoserine lactone (AHL).

When the artificial cells were placed near living bacteria from three different species - E. coli, Vibrio fischeri, and Pseudomonas aeruginosa - and they started producing proteins in response to the AHL, it told the researchers that they were 'listening' to their bacterial neighbours.

But it’s not enough to just listen in on someone else’s conversation - if you want to convince someone that you’re just as alive as them, you have to engage them in a two-way conversation.

Once the researchers could prove that their artificial cells were detecting the presence of living bacteria, they gave them the ability to communicate with them, by producing their own AHLs that could be interpreted by the bacteria.

This process mimics how simple lifeforms communicate with each other in nature - such as bacteria talking to bacteria, or bacteria talking to algae - and it means we could theoretically build cells that act as mediators for organisms that are having trouble connecting.

"Artificial cells can sense the molecules that are naturally secreted from bacteria, and in response synthesise and release chemical signals back to the bacteria," Mansy told Maarten Rikken at ResearchGate.

"Such artificial cells do a reasonably good job of mimicking natural cellular life, and can be engineered to mediate communication paths between organisms that do not naturally speak with each other."

The artificial cells still have a long way to go, particularly towards being self-reliant.

As Mansy explains, the 'translation machinery' required for them to produce proteins from RNA blueprints was isolated from living bacteria and implanted into the artificial cells, but the ideal scenario would be to have the cells producing their own translation machinery.

That said, the fact that the living bacteria ultimately couldn't tell the difference means we could build these things in bulk, and use them to facilitate vast, highly complex networks of organisms that would never usually communicate on their own.

And they could even do the opposite. The team found that in some cases, the artificial cells could interfere with the activity of disease-causing bacteria, which means one day we could use them to neutralise biofilms - adhesive colonies of harmful bacteria that are responsible for more than 80 percent of all microbial infections in the body.

With scientists unveiling the first ever 'semi-synthetic' organisms last week; this human-pig embryo being built in the lab; and robots passing a classic self-awareness test, we might soon have to adjust our definition of life as a wholly natural construction, and accept our lab-built counterparts as (almost) as good as the real thing.
wow 8-)
Death Makes Angels of us all
And gives us wings where we had shoulders
Smooth as raven' s claws...
pi_168634346
02-02-2017

Eindelijk is er een bouwtekening voor 's werelds eerste kwantumcomputer

Onderzoekers komen met de eerste praktische blauwdruk voor de bouw van de meest krachtige computer op aarde.

Alles veranderde met de introductie van de computer. Het was een revolutie. En op korte termijn staat ons een tweede revolutie te wachten. En ook deze wordt mede mogelijk gemaakt door een computer. Maar dan wel een heel bijzondere: de kwantumcomputer. Het is de krachtigste computer die ooit gebouwd is. De immense rekenkracht van de kwantumcomputer kan worden ingezet om de grote vraagstukken in de wetenschap – van mysteries in het universum tot klimaatverandering – op te lossen of voor de ontwikkeling van nieuwe levensreddende medicijnen. Onderzoekers weten het zeker: de kwantumcomputer gaat voor een revolutie zorgen. Maar..dan moeten we ‘m wel eerst bouwen.

De kwantumcomputer versus jouw pc

Stel: je vraagt een klassieke computer om in de stad Amsterdam de snelste route tussen punt A en B te berekenen. Dan zal deze computer alle routes ťťn voor ťťn proberen om vervolgens de snelste te presenteren. De kwantumcomputer hoeft al deze routes niet ťťn voor ťťn te proberen, maar kan ze allemaal tegelijkertijd vergelijken en dus veel sneller met een antwoord komen. Het wordt allemaal mogelijk gemaakt door zogenoemde kwantumbits die – in tegenstelling tot een klassieke bit – de waarde 0 ťn 1 kunnen hebben.

Bouwplan
Nieuw onderzoek brengt de bouw van zo’n superkrachtige computer nu een stapje dichterbij. In het blad Science Advances komen wetenschappers namelijk met een concreet bouwplan. “Jaren hebben mensen gezegd dat het onmogelijk is om een kwantumcomputer te bouwen,” vertelt onderzoeker Winfried Hensinger. “Met onze studie tonen we niet alleen aan dat het mogelijk is, maar leveren we direct een bouwplan aan voor de bouw van een grootschalige machine.”

Elektrische velden
En in dat bouwplan vinden we onder meer een nieuwe uitvinding die het mogelijk maakt om kwantumbits van de ene naar de andere kwantumcomputermodule over te dragen. Eerder hadden onderzoekers voorgesteld om computermodules met glasvezelverbindingen aan elkaar te koppelen. Maar de onderzoekers stellen voor om verbindingen te creŽren met behulp van elektrische velden die het mogelijk maken om ionen van de ene naar de andere module te transporteren. Hierdoor kunnen veel hogere verbindingssnelheden worden behaald.

De volgende stap is natuurlijk het bouwen van zo’n kwantumcomputer. Het onderzoeksteam ziet dat helemaal zitten en stort zich binnenkort op de bouw van een prototype. Daarnaast heeft het team er bewust voor gekozen het bouwplan publiekelijk te maken, zodat ook onderzoekers en bedrijven elders ter wereld ermee aan de slag kunnen.

(scientias.nl)
Death Makes Angels of us all
And gives us wings where we had shoulders
Smooth as raven' s claws...
pi_168801994
quote:
Newly engineered material can cool roofs, structures with zero energy consumption

A team of University of Colorado Boulder engineers has developed a scalable manufactured metamaterial — an engineered material with extraordinary properties not found in nature — to act as a kind of air conditioning system for structures. It has the ability to cool objects even under direct sunlight with zero energy and water consumption.

When applied to a surface, the metamaterial film cools the object underneath by efficiently reflecting incoming solar energy back into space while simultaneously allowing the surface to shed its own heat in the form of infrared thermal radiation.

The new material, which is described today in the journal Science, could provide an eco-friendly means of supplementary cooling for thermoelectric power plants, which currently require large amounts of water and electricity to maintain the operating temperatures of their machinery.
cubldr_cooling_material6ga.jpg?itok=f8c0Kggl
I didn't say it would be easy. I just said it would be the truth.
pi_168887844
13-02-2017

Japanse onderzoekers ontwikkelen drones die planten kunnen bestuiven

De drones zijn bedekt met een plakkerige gel waar pollen aan blijven plakken en zijn reeds gebruikt om lelies te bestuiven.

Wanneer bijen neerstrijken op een bloem om nectar te verzamelen, blijven pollen aan hun haren plakken. Met die pollen kunnen ze vervolgens tijdens een volgend bezoekje aan een bloem een andere plant bevruchten. Bijen spelen zo een cruciale rol: ze nemen de bestuiving van ongeveer een zesde van alle bloeiende planten wereldwijd op zich. En zeker een derde van wat wij mensen eten, komt tot stand dankzij de bestuiving door bijen.

Het probleem
Helaas gaat het niet zo goed met de bijen: wereldwijd lopen hun aantallen terug. En daarmee komt dus ook de bestuiving van planten – en de voedselzekerheid – in het geding. Tijd om de bijen een handje te helpen. Bijvoorbeeld door piepkleine drones in te zetten om planten te bestuiven. Een leuk idee, maar hoe zorg je ervoor dat pollen aan deze drones blijven plakken? Japanse onderzoekers hebben daar – min of meer per ongeluk – nu iets op bedacht.

De gel
In 2007 ontwikkelde onderzoeker Eijiro Miyako vloeistoffen die gebruikt konden worden als elektrische geleiders. Eťn van zijn pogingen resulteerde in een plakkerige gel. Onbruikbaar, zo dacht hij, en de gel belandde in een la. Tien jaar later kwam Miyako deze tijdens een grote opruiming in het laboratorium weer tegen. En opeens zag hij voor deze plakkerige gel wťl mogelijkheden. Zou deze niet ingezet kunnen worden om pollen op te pikken?

De eerste experimenten
Miyako nam in eerste instantie de proef op de som met mieren. Hij smeerde hun lijfjes in met de gel en liet ze vervolgens los in een doos met tulpen. De mieren die met de gel bedekt waren, bleken veel meer pollen met zich mee te voeren dan de mieren die zonder gel door het leven gingen. In een ander experiment – dit keer met huisvliegen – bleek de gel bovendien een camouflerend effect te hebben. De gel veranderde in reactie op verschillende lichtbronnen, van kleur. Wanneer deze gel op een kunstmatige bestuiver zou worden toegepast, zou deze er dus ook nog eens voor kunnen zorgen dat roofdieren deze bestuiver niet opmerken.

drone4.jpg?zoom=1.8225000321865083&resize=728%2C482&ssl=1
Deze artistieke impressie laat een kleine drone zien die een lelie bestuift. Afbeelding: Eijiro Miyako.

Haren en gel
Maar werkte de gel ook op kunstmatige bestuivers zo goed als op mieren en huisvliegen? Die vraag wilde Miyako wel eens beantwoord zien. En dus ging hij experimenteren met een kleine drone. De buik van deze drone insmeren met de plakkerige gel zou niet voldoende zijn om heel veel pollen vast te houden. Dus werd de buik van de drone niet alleen bedekt met de gel, maar tevens met paardenharen. Die haren creŽren een veel groter oppervlak voor de pollen om aan te blijven plakken. Bovendien genereren ze een elektrische lading die de pollen op hun plek houdt. De onderzoekers lieten de drones – die op afstand bestuurbaar zijn – over de bloemen van Japanse lelies (Lilium japonicum) scheren. De robots namen de pollen op en zetten deze vervolgens af op andere lelies. Drones zonder gel en paardenharen bleken daar niet toe in staat.

“De resultaten (…) kunnen leiden tot de ontwikkeling van kunstmatige bestuivers en de problemen die ontstaan zijn door krimpende bijenpopulaties zo tegengaan,” denkt Miyako. Hij denkt niet dat de drones de bij overbodig maken, maar ziet ze meer als een ondersteuning voor de bij. In de toekomst kunnen de robots een deel van het takenpakket van de bij overnemen. Er zijn tenslotte nog altijd dingen die bijen wel en robots niet kunnen. Denk bijvoorbeeld aan het maken van honing.

(scientias.nl)
Death Makes Angels of us all
And gives us wings where we had shoulders
Smooth as raven' s claws...
pi_168914665
14-02-2017

Niet langer science fiction: de eerste vliegende auto is te koop

Lange tijd leek het nog regelrechte science fiction, maar nu is het er dan toch echt: een vliegende auto. De Nederlandse autofabrikant PAL-V heeft zijn eerste commerciŽle varianten te koop gezet. Pas eind 2018 worden ze ook echt geleverd.

PAL-V is een bedrijf uit Raamsdonksveer (Noord-Brabant). De fabrikant werkt al jaren aan de eerste vliegende auto, wat in dit geval eigenlijk vooral een combinatie tussen een helikopter en een auto is. Nu zijn er twee modellen voor iedereen te koop: de Liberty Pioneer en de Liberty Sport. Hier betaal je echter wel flink voor, want het goedkoopste model kost 299.000 euro.

Topman Robert Dingemanse stelt dat zijn voertuig, een soort vliegende driewieler, aan alle bestaande veiligheidsstandaarden en regels voldoet. De auto rijdt op de weg maximaal 160 kilometer per uur.

Vliegbrevet
Daarnaast kan het voertuig dus vliegen, maar daar is wel een vliegbrevet voor nodig. Ook is het alleen mogelijk om van vliegveld naar vliegveld te vliegen, want alleen daar mag opgestegen en geland worden. Het vliegen doet de Liberty met een snelheid tussen de 50 en 180 kilometer per uur.

(HLN)
Death Makes Angels of us all
And gives us wings where we had shoulders
Smooth as raven' s claws...
pi_168955397
17-02-2017

Eindelijk weten we hoe een cel zich deelt: dankzij een bewegende steiger

Zonder dat je het doorhebt vinden er gedurende je hele leven ongeveer 10.000 triljoen celdelingen plaats in jouw lichaam. Maar hoe splitst een cel zich in twee of meer cellen? Daar zijn wetenschappers nu achter gekomen!

Onderzoek naar celdeling is van groot belang. Celdeling verklaart hoe leven op aarde is ontstaan, maar veroorzaakt ook allerlei ziekten. Tijdens celdeling kunnen er fouten in het DNA ontstaan, die leiden tot de vorming van een tumor. Er zijn zelfs wetenschappers die denken dat we honderden jaren oud kunnen worden als het proces van celdeling geperfectioneerd wordt. Iedere keer als een cel zich deelt, sterft een stukje telomeer (het uiteinde van een chromosoom) af. Telomeren worden steeds korter en uiteindelijk gaat een cel dood. Een telomeer houdt het maximaal 142 jaar vol, dus niemand kan langer leven. Maar wie weet kraken we ooit de code en worden telomeren niet korter tijdens celdeling en is de weg vrij om extreem oud te worden.

celdeling-2-954x502.jpg?zoom=1.8225000321865083&resize=300%2C158&ssl=1

Onderzoek met een Nederlands tintje
Dankzij onderzoek van een internationaal team van wetenschappers weten we nu eindelijk hoe een cel zich deelt. Een van de auteurs van het paper is professor Cees Dekker van de TU Delft. Dekker weet alles over bacteriŽn en toonde in 2015 aan dat bacteriŽn antibiotica kunnen verslaan door samen te werken. Het paper is vandaag verschenen in het toonaangevende wetenschappelijke vakblad Science.

Moleculaire metselaars
Het is al 25 jaar bekend dat een bacterie zich in tweeŽn deelt door in het midden van de cel een zogenoemde Z-ring aan te leggen. Hij knijpt zichzelf hiermee in twee dochtercellen. Maar wat gebeurt er precies? Dekker en zijn internationale collega’s gebruikten geavanceerde microscopen om het proces van dichtbij te observeren. De bacterie maakt hierbij gebruik van moleculaire metselaars. En het zijn snelle jongens! In een kwartier tijd is een nieuwe celwand klaar.

Bewegende steiger
De onderzoekers gaven elk materiaal in de celwand een eigen kleur. Door deze kleuren te veranderen, zagen ze hoe een celwand van buiten naar binnen wordt opgebouwd. Dit gebeurt niet geleidelijk, maar iedere keer op een andere plek. Een bepaald eiwit – FtsZ – maakt een boogvormig stukje polymeer, dat zich voortbeweegt. Het is een soort bewegende steiger. Cees Dekker legt uit dat dit ‘treadmilling’ heet. “Bij treadmilling creŽer je verplaatsing door aan voorkant iets toe te voegen en tegelijk aan de achterkant weer weg te halen”, zegt Dekker. “Een cel gebruikt dit fenomeen dus ook voor het bouwen van celwand, blijkt uit ons onderzoek.”


Het is geen rollende steiger, maar een vaste steiger die wordt herbouwd. Dekker: “De cel bouwt voor de werkzaamheden aan de celwand de hele tijd nieuwe steigerplanken bij, zeg aan de rechterkant van de FtsZ steiger, en breekt dan de overbodige steiger aan de linkerkant achter de werkzaamheden weer af. En zo schuift de steiger langs de celwand. De nieuwe ontdekking lost de 25 jaar oude puzzel op van hoe FtsZ de celdeling coŲrdineert.”

Resistentie
Dekker hoopt dat het onderzoek helpt om alternatieve antibiotica te ontwikkelen. “Dat is nog wel ver weg, maar als we de celdeling van bacteriŽn gericht kunnen verstoren, kunnen we ook ziekteverwekkende bacteriŽn in de toekomst mogelijk met nieuwe wapens bestrijden.” En dat is goed nieuws, want omdat mensen meer antibiotica gebruiken, worden bacteriŽn vaker resistent. De verwachting is dat in 2050 wellicht meer mensen sterven door resistentie dan aan kanker.

(scientias.nl)
Death Makes Angels of us all
And gives us wings where we had shoulders
Smooth as raven' s claws...
pi_169214159
20-02-2017

‘Bijzonder om zo gedetailleerd in het brein te kijken’

Shruti Ullas onderzoekt hoe ons brein zich aanpast aan uitspraakvariatie

De proefpersonen van Shruti Ullas deden heel netjes wat ze verwachtte. Maar eenmaal in de hersenscanner levert dezelfde taak ineens heel andere resultaten op. Hoe kan dat? NEMO Kennislink spreekt opnieuw met de promovendus uit het Language in Interaction-project.

door Erica Renckens

Dit artikel maakt deel uit van de reeks Taaltalent. In Taaltalent volgt Kennislink enkele jonge onderzoekers uit het Language in Interaction-project gedurende hun promotieonderzoek.

Niemand spreekt precies hetzelfde. De uitspraak van een woord klinkt uit een Limburgse mond anders dan uit een Amsterdamse. En als je een verstopte neus hebt, klink je ook anders dan normaal. Toch verstaan luisteraars het doorgaans allemaal prima. Shruti Ullas onderzoekt sinds juni 2014 hoe onze hersenen dit voor elkaar krijgen.

Een jaar geleden vertelde de promovendus dat ons brein waarschijnlijk verschillende aanwijzingen gebruikt voor deze herkalibrering, afgestemd op een specifieke spreker. Zo kent elke taal zijn eigen regelmatigheden: in het Nederlands verwacht je na het non-woord ‘herk-’ eerder een t dan een p. Daarnaast bevatten sommige klanken – met name klinkers – akoestische informatie over omliggende klanken die kunnen helpen om een dubbelzinnige klank te herkennen.
Jb erica renckens phders 150096 klein

JB_Erica_Renckens_PHDers-150096_klein.jpg?1456227288
De Amerikaanse Shruti Ullas begon in juni 2014 aan haar promotieonderzoek.
 Joeri Borst voor Radboud Universiteit via CC BY-NC-ND 2.0

Maar de eerste twee aanwijzingen die Ullas onder de loep nam, zijn de informatie uit onze woordkennis en uit de visuele input. ‘Markt’ is een bestaand woord en ‘markp’ niet, dus die ambigue klank na ‘mark-’ zal vast een t zijn. Bovendien zie je dat de spreker bij die laatste klank zijn lippen niet op elkaar perst, dus het is onwaarschijnlijk dat hij toch een p zei. In hoeverre draagt deze informatie bij aan het verstaan van spraak en waar in ons brein vindt dit plaats?

Ot of op?

“In mijn eerste gedragsexperiment keek ik alleen naar het effect van de informatie uit onze woordenschat”, vertelt de onderzoeker. “Eerst bepaalde ik voor elke proefpersoon welke klank precies tussen ot en op in zat; dat verschilt per persoon. Die klank plakte ik vervolgens in woorden die eindigen op een van deze klanken, zoals ‘grot’.” Ullas koos juist voor deze twee klanken, omdat er relatief veel Nederlandse woorden hierop eindigen. Bovendien gebruiken ook andere onderzoekers deze klanken in hun experimenten, wat onderling vergelijken van resultaten vergemakkelijkt.

Een proefpersoon hoorde eerst een reeks woorden die eindigden op de dubbelzinnige klank. Daarna hoorde hij de ambigue t/p-klank geÔsoleerd en moest hij aangeven wat hij hoorde. Zo keek Ullas of het brein van de proefpersoon herkalibreerde: is de dubbelzinnige klank ineens duidelijk een t of een p geworden?

“Zo blijkt het inderdaad te werken”, verklapt Ullas haar nog ongepubliceerde bevinding. “Al is de invloed van visuele informatie groter.” In een tweede experiment hoorden proefpersonen nepwoorden die eindigden op de dubbelzinnige klank. Tegelijkertijd keken ze naar een video waarin een mond het woord uitspreekt. De lipbewegingen bepaalden of de proefpersoon de ambigue klank vervolgens hoorden als een t of een p. Ullas: “Dat is een interessant interactiepunt tussen ons visuele en auditieve systeem.”


Wat je ziet beÔnvloedt wat je hoort. De eind-t in ‘walnoot’ heeft Ullas hier kunstmatig aangepast, zodat hij precies tussen een t en een p inzit. Je ziet dat de mond een t vormt en geen p. Dat helpt bij het verstaan.

Anders in de scanner

Als volgende stap van het onderzoek herhaalt de promovendus dit experiment, maar dan in een fMRI-scanner. Deze scanner registreert de toe- of afname van zuurstof in het bloed in het brein. Een toename in een bepaald gebied duidt op toegenomen hersenactiviteit in die specifieke regio. Zo wil Ullas vaststellen waar in de hersenen deze herkalibrering precies plaatsvindt.

Dat blijkt echter een stuk lastiger dan de promovendus had verwacht. “We wilden de mensen bij wie tijdens het gedragsexperiment het effect het duidelijkst was in de scanner leggen. Dan kan ik hun gedrag combineren met de onderliggende neurologische basis en zo zien wat er gebeurt. Maar dat blijkt nogal een uitdaging: in de fMRI herkalibreren deze mensen niet zo goed als tijdens het gedragsexperiment. We zijn nog aan het uitzoeken hoe dit komt.”

Een van de mogelijke stoorzenders is het achtergrondgeluid dat de scanner produceert. Dit geluid, dat soms wel honderd decibel bereikt, zou het lastiger kunnen maken om de aangeboden klanken te horen. “Maar dit geluid is heel regelmatig, waardoor mensen het na een tijdje meestal wel wegfilteren”, verklaart de onderzoeker. “We hebben ook geprobeerd om de stimuli juist aan te bieden in stille periodes tussen het scannergeluid door, maar de problemen bleven bestaan. Misschien is in de scanner liggen ook minder comfortabel voor een proefpersoon dan de situatie tijdens het gedragsexperiment, en heeft dat invloed op het resultaat.”

Scanner_3.jpeg?1456773897
Tijdens een fMRI-meting ligt de proefpersoon met zijn hoofd in de holle cilindrische magneet van de MRI-scanner. De sterkte van de magneet bepaalt hoe nauwkeurig het beeld wordt. Universiteit Maastricht beschikt over een MRI-scanner met een magneet van 7 tesla (7T), wat bovengemiddeld sterk is.
 Barbara Braams

Ullas vertrouwt erop dat ze binnenkort met haar begeleiders een oplossing vindt voor dit probleem. “Ik hoop alleen dat we niet te ver hoeven af te wijken van het gedragsexperiment, want dat werkte goed en die resultaten wil ik juist vergelijken met de fMRI-data.”

Kijken in je brein

Naast het schaven aan de opzet van het fMRI-experiment, begeleidt Ullas de komende tijd ook weer discussiegroepen aan de Universiteit Maastricht. “En ik ben mijn kennis over de analyse van fMRI-data aan het bijspijkeren. Dat is een complex proces: je moet de data opschonen, ruis verwijderen en uiteindelijk de betekenisvolle informatie eruit filteren. Daarnaast ben ik ook nog steeds bezig met het gedragsexperiment, omdat ik in totaal zeker tachtig proefpersonen wil. Daar zit ik nu bijna aan.”

Hoewel het frustrerend en demotiverend kan zijn als je experiment niet blijkt te werken, blijft Ullas enthousiast over haar werk als onderzoeker. “Je bent steeds met nieuwe ideeŽn bezig. Het zijn misschien geen flitsende ontdekkingen die je doet, maar met kleine stapjes kom je wel steeds meer te weten. En ik blijf het ook leuk vinden om mensen te scannen, zeker met de 7T-scanner die we hier hebben. Het is bijzonder dat we met zo veel detail en helderheid kunnen zien wat er in je brein gebeurt.”

(kennislink.nl)
Death Makes Angels of us all
And gives us wings where we had shoulders
Smooth as raven' s claws...
pi_169258568
02-03-2017

Mens doet aantal mineralen exploderen

Het begon bij de oude Egyptenaren

Andersoniet.jpg

Mensen zijn dol op mineralen. We dichten ze magische krachten toe en proberen in kristallen bollen te kijken om de toekomst te zien. Het zijn cadeautjes van moeder natuur, zo lijkt het. Toch worden tegenwoordig veel kristallen mineralen die er niet zouden zijn zonder de mens. De afgelopen tijd explodeert het aantal nieuwe ‘menselijke’ kristallen zelfs. Het is nog een aanwijzing dat het antropoceen is begonnen, het geologische tijdperk waarin de mens de belangrijkste invloed is op de aarde.

De Carnegie Institution for Science uit de VS bestudeert de explosie van nieuwe mineralen. Waarbij dat ‘nieuw’ overigens moet worden gezien in geologische tijdsmeting, het gaat om de afgelopen eeuw. Dat gaat onder andere over Andersoniet (foto), een kristal die voorkomt op de muren van tunnels die met beton worden versterkt. Of Abhuriet, een kristal dat zich vormt op tin in scheepswrakken op de oceaanbodem. Het ontstaat als puur tin reageert met zou zeewater.

Een team van Carnegie heeft zich over de 5208 mineralen gebogen die zijn erkend door de Internationale Commissie voor Mineralogie. Ze concluderen dat 208 daarvan niet zouden bestaan zonder de mensheid. Daaronder zijn oude mineralen, zoals chalconatroniet, dat ontstond toen de oude Egyptenaren koperlegeringen gingen maken. Maar de meeste mineralen ontstaan in de mijnbouw, als door menselijk handelen verschillende chemische elementen zich mengen en soms prachtige kristallen ontstaan.

Maar de rek is er nog lang niet uit. De onderzoekers verwachten veel van alle buistelevisies die de laatste jaren op vuilnisbelten terecht zijn gekomen. Daarin zitten nogal wat exotische fosforverbindingen en magneten. Als die gaan reageren met stoffen in de grond, kunnen de prachtigste nieuwe mineralen ontstaan. Onze mobiele telefoontjes zijn helemaal een rijke bron van grondstoffen, maar dat zal nog even duren.

Er ontstaan nu zelfs meer nieuwe mineralen dan tijdens het ‘grote oxidatie evenement’, het opkomen van bacteriŽn die zuurstof produceren en daarmee onze atmosfeer vulden. Dat was 2,3 miljard jaar geleden. Als de wetenschappers van Carnegie gelijk krijgen, zullen we over een tijdje het aantal mineralen op aarde zelfs hebben verdubbeld.

(faqt.nl)
Death Makes Angels of us all
And gives us wings where we had shoulders
Smooth as raven' s claws...
pi_169279351
03-03-2017

Onderzoekers maken kunstmatige muizenembryo in lab

Wetenschappers van de universiteit van Cambridge hebben een kunstmatige embryo van een muis gemaakt. Daarvoor gebruikten zij twee typen stamcellen van een muis.

De onderzoekers hopen beter inzicht te krijgen in de ontwikkeling van embryo’s uit bevruchte eicellen. Momenteel gaat twee op de drie menselijke zwangerschappen mis. De inzichten van het Britse onderzoek moeten helpen om vruchtbaarheidsbehandelingen te verbeteren.

De Britse wetenschappers combineerden twee typen stamcellen, namelijk embryonale stamcellen en buiten-embryonale stamcellen. De buiten-embryonale trofoblast stamcellen ontwikkelen zich later tot een placenta. Het goedje werd op een extracellulaire matrix geplaatst. Net als bij een natuurlijke embryo begonnen er cellen te groeien en ontwikkelde het kunstmatige embryo zich. Dit is opvallend, want dit is nog nooit eerder gelukt met een kunstmatige embryo.

“De embryonale en buiten-embryonale cellen begonnen tegen elkaar te praten,” vertelt onderzoeker Magdalena Zernicka-Goetz, die het onderzoek leidde. “Vervolgens ontstond er een structuur, dat exact leek op een embryo. Anatomisch gezien klopte het allemaal. Op de juiste plekken en op de juiste momenten vonden er ontwikkelingen plaats.”

stamcellen.jpg?zoom=1.8225000321865083&resize=708%2C498&ssl=1
Een kunstmatige embryo (links) en een natuurlijke embryo (rechts) naast elkaar. Het rode deel is embryonaal, het blauwe deel is buiten-embryonaal.

Hechte samenwerking
“We weten al langer dat interactie tussen verschillende stamcellen belangrijk is voor de ontwikkeling, maar ons onderzoek laat zien dat er sprake is van een hechte samenwerking”, vervolgt Zernicka-Goetz. “De cellen begeleiden elkaar. Zonder deze samenwerking ontwikkelen bepaalde gebieden niet goed en gaat de timing van belangrijke biologische mechanismen verkeerd.”

Geen levende muis
Toch beweren de onderzoekers dat het embryo waarschijnlijk geen gezonde foetus zou worden. Daarvoor is namelijk een derde type stamcel nodig, verantwoordelijk voor de dooierzak. Deze vliezige zak zorgt voor een vroegtijdige eerste voedingsvoorraad voor muizen.

De volgende stap
Zernicka-Goetz is hoopvol over de toekomst. Zij denkt dat het mogelijk is om met een soortgelijke aanpak embryonale en buiten-embryonale stamcellen van mensen te combineren. “Hierdoor kunnen we een belangrijke fase in de ontwikkeling van mensen bestuderen, zonder dat we hoeven te werken met echte embryo’s”, aldus Zernicka-Goetz. “Dan komen we er misschien eindelijk achter waarom zwangerschappen zo vaak misgaan.”

De foto bovenaan dit artikel toont een muizenembryo dat verder ontwikkeld is dan het embryo dat de onderzoekers in het laboratorium vormden.

(scientias.nl)
Death Makes Angels of us all
And gives us wings where we had shoulders
Smooth as raven' s claws...
pi_169279365
04-03-2017

De gadgets van de toekomst gaan je aaien

Of knijpen. Of schouderklopjes geven. Want technologie die je alleen kunt horen en/of kunt zien, is zů 2016.

Waarschijnlijk ben je jezelf er niet eens bewust van wat een aanraking allemaal met je doet. Want er gebeurt een hoop in je lijf als een mens je knuffelt, streelt, knijpt of kietelt. Dergelijke aanrakingen zijn dan ook niet weg te denken uit de intermenselijke communicatie. Het is dan eigenlijk ook best gek dat gadgets – waar we in toenemende mate via of met communiceren – zich tot op heden voornamelijk op de auditieve en visuele zintuigen richten. Maar dat gaat veranderen.

Haptische feedback
“De nadruk heeft inderdaad altijd op de visuele en auditieve zintuigen gelegen,” vertelt Gijs Huismans, als communicatiewetenschapper verbonden aan de Universiteit Twente. “Dat heeft deels te maken met het feit dat haptische feedback – dus feedback die je met het tastzintuig verwerkt – technisch lastiger te realiseren is.” Maar de technologie staat niet stil en dus komt ook haptische feedback nu binnen handbereik. Mondjesmaat kun je het zelfs al in consumentenelektronica terugvinden. “Apple is daar al wat verder mee, denk bijvoorbeeld aan de Apple Watch.” Het slimme horloge communiceert met aanrakingen (verschillende trillingen) en reageert zelf bovendien anders op harde dan zachte aanrakingen. En dat is echt nog maar het begin, denkt Huisman. “Ik denk dat haptische feedback in de toekomst een heel belangrijke rol gaat spelen.”

mouw.jpg?zoom=1.8225000321865083&resize=300%2C452&ssl=1

Trillende mouw
Maar zitten we daar werkelijk op te wachten? Technologie die ons aanraakt? Ja, denkt Huisman. Hij baseert zich op een uitgebreid onderzoek dat hij recent heeft afgerond en waarin hij onder meer naging hoe mensen ‘technologische aanrakingen’ ervaren. Zo ontwikkelde hij – met behulp van collega-onderzoekers – een mouw die mensen middels trillingen het gevoel geeft dat ze gestreeld worden. “In de mouw zitten vibratiemotoren zoals je die ook in je mobiele telefoon aantreft,” vertelt Huisman. “Uit eerder onderzoek is gebleken dat wanneer je twee vibratiemotoren naast elkaar plaatst en tegelijkertijd laat trillen, mensen het gevoel hebben dat het vibratiepunt zich exact tussen de twee vibratiemotoren bevindt. Als de ene vibratiemotor wat krachtiger trilt dan de andere, schuift dat vibratiepunt op. Zo kunnen we een strelende beweging nabootsen.”

Strelende avatar
Huisman en collega’s verzamelden een aantal proefpersonen en lieten ze een spel spelen met twee avatars. Eťn van die avatars raakte de bovenarm van de proefpersonen kort aan – een virtuele aanraking die dankzij de trillende mouw echt gevoeld werd – terwijl hij ze een complimentje gaf. “Na afloop vroegen we de proefpersonen om de avatars te beoordelen. De avatar die de proefpersonen had aangeraakt, werd als een warmere persoonlijkheid beschreven. Het is heel interessant dat een aanraking dit effect kan hebben.”

De perfecte aai

Het lijkt heel simpel: aaien. Maar niet elke streling is aangenaam. Of we een strelende beweging prettig vinden of niet blijkt – aldus eerder onderzoek – met name af te hangen van de snelheid van de aaiende beweging. “Een streling is het prettigst als deze een snelheid heeft van 3 centimeter per seconde.” Maar hoe zit dat met een met behulp van vibratiemotoren nagebootste streling? “De antwoorden van proefpersonen op de vraag hoe aangenaam ze de vibrotaktiele aaibeweging vonden liet een patroon zien dat enigszins vergelijkbaar was met dat van echte aanraking.”

Intermenselijke communicatie
Huisman deed niet alleen onderzoek naar de waarde die haptische feedback kan hebben als we met een virtuele persoonlijkheid communiceren. Hij bestudeerde ook mensen die middels de computer met elkaar communiceerden. “Beide proefpersonen droegen dan een mouw en de ene proefpersoon raakte de mouw aan zoals hij de andere proefpersoon aan zou willen raken. Die aanraking werd dan omgezet in een bepaald trilpatroon dat de andere proefpersoon middels zijn eigen mouw voelde.” Hoewel die trillingen natuurlijk anders voelen dan een echte aanraking, bleek de ontvanger de aanraking die de zender in gedachten had redelijk goed uit de trillingen te kunnen halen. Blijkbaar is het dus mogelijk om zo een bepaalde emotie over te brengen.

Meerwaarde
Het onderzoek van Huisman suggereert dat haptische feedback een meerwaarde kan zijn voor mensen die communiceren met of via technologie. “Mensen benaderen computer op een sociaal-menselijke manier,” vertelt hij. “We kunnen niet anders, omdat we sociale wezens zijn.” En dus verlangen we van onze technologie dat die ook sociaal is. Het resulteerde in de geboorte van bijvoorbeeld Siri, de persoonlijke assistent op de iPhone die dankzij een menselijk stemgeluid al vrij menselijk overkomt. Met haptische feedback kan de menselijkheid van Siri echter naar een hoger plan worden getild. “Siri kan je aanraken en bijvoorbeeld een schouderklopje geven om je te herinneren aan een afspraak.” Haptische feedback past ook naadloos in de technologieŽn die in opkomst zijn. “Denk bijvoorbeeld aan hologrammen of augmented reality. Met behulp van deze technologieŽn kunnen geliefden of familieleden die ver van elkaar verwijderd zijn toch het gevoel hebben dat ze bij elkaar zijn.” In zo’n scenario is het natuurlijk ook heel fijn als je de ander kunt aanraken of knuffelen en ook zelf het gevoel kunt hebben dat je aangeraakt wordt. “Het is een verrijking van de communicatie op afstand.”

Pressimage_10.jpg?zoom=1.8225000321865083&resize=728%2C431&ssl=1
De HEY-bracelet

HEY-bracelet
Het goede nieuws is dat het niet helemaal verre toekomstmuziek is. Huisman is namelijk betrokken bij de ontwikkeling van een armbandje dat je in staat stelt om aanrakingen te versturen en te ontvangen. Ideaal voor mensen in een langeafstandsrelatie. “De HEY-bracelet werkt niet met vibraties, maar knijpt zachtjes in de arm,” vertelt Huisman. Door de armband op twee punten tegelijkertijd aan te raken, kun je een aanraking versturen naar iemand die ook zo’n armbandje heeft. De ontvanger voelt die aanraking vervolgens, waarbij het lijkt alsof hij of zij zachtjes in de pols wordt geknepen. De HEY-bracelet is nog niet op de markt, maar een Kickstarter-project moet daar verandering in brengen. Er is een slordige 125.000 euro nodig om het armbandje werkelijkheid te laten worden. Inmiddels is al meer dan 103.000 euro gedoneerd. En daarmee lijkt het Kickstarter-project – dat nog meer dan twee weken loopt – een succes te worden. Het verrast Huisman niet. “Zelfs bij mensen die in eerste instantie sceptisch waren over het idee, verschijnt een glimlach als ze een kneepje in de pols krijgen.”

Nieuwe onderzoeksvragen
En zo wint de kracht van de aanraking dus langzaam maar zeker ook onder de gadgets, terrein. Het maakt Huisman – als wetenschapper – enorm nieuwsgierig. Bijvoorbeeld naar het effect dat zo’n door technologie nagebootste aanraking kan hebben. “Naar de effecten van een echte aanraking is al veel onderzoek gedaan. Zo is bijvoorbeeld aangetoond dat een aanraking leidt tot stressreductie. Van een door technologie nagebootste aanraking weten we dat deze dat effect niet of minder heeft. Ik vraag me dan af of dat misschien komt doordat mensen er nog niet aan gewend zijn. Dat zou ik graag verder onderzoeken. En ook de opkomst van sociale robots die bijvoorbeeld in de zorg ingezet gaan worden, is interessant. Want die robots hebben lichamen en zullen mensen – soms ook per ongeluk – aan gaan raken. Dat roept belangrijke onderzoeksvragen op.”

Vast lijkt te staan dat de communicatie met of via technologie op korte termijn een extra dimensie krijgt. “De technologie wordt steeds socialer.” En dat gaan we dus letterlijk aan den lijve ondervinden

(scientias.nl)
Death Makes Angels of us all
And gives us wings where we had shoulders
Smooth as raven' s claws...
pi_169366102
07-03-2017

Wetenschappers ontdekken nieuw materiaal om met zonlicht water in brandstof om te zetten

media_xll_9573568.jpg
© Thinkstock.

Het lijkt een Bijbels mirakel, maar water omzetten in brandstof kan binnenkort een realiteit worden. Een Amerikaans team wetenschappers heeft immers nieuw materiaal ontdekt dat het conversieproces mogelijk maakt.

Het gaat niet om kleinschalig gebruik, maar indien de experimenten succesvol blijven, kan dit volgens de experts op lange termijn een commercieel rendabel alternatief worden voor kool, olie en andere eindige fossiele brandstoffen.

De voorbije veertig jaar al onderzoeken wetenschappers het potentieel van zogenaamde zonne-brandstoffen, hernieuwbare en dus ecovriendelijke bronnen die enkel zonlicht, water en kooldioxide gebruiken.

De lijst van ingrediŽnten mag dan poepsimpel zijn, de sleutel tot het produceren van deze brandstoffen - het licht ontvlambare waterstofgas of koolwaterstofbrandstoffen - vereist het opsplitsen van de watermolecules in hun zuurstof- en waterstofatomen. Het probleem is dat water niet afbreekt als de zon er op schijnt. Dat betekent dat het proces wat aanmoediging nodig heeft van een door de zon aangedreven catalysator. Die splijtcatalysatoren worden door wetenschappers 'fotoanode' materialen genoemd, en de voorbije veertig jaar waren er daarvan slechts zestien bekend.

Maar de nieuwe studie, uitgevoerd door een team wetenschappers in CaliforniŽ, heeft er de voorbije 24 maanden twaalf extra ontdekt. John Gregoire, coŲrdinator van het Joint Center for Artificial Photosynthesis (JCAP): "Het is opwindend om twaalf nieuwe potentiŽle fotoanodes te ontdekken voor het maken van zonnebrandstoffen".

De wetenschappers hebben het proces kunnen versnellen met een computerbenadering die een database van mineralen onderzocht en de eigenschappen ervan digitaal screende.


(HLN)
Death Makes Angels of us all
And gives us wings where we had shoulders
Smooth as raven' s claws...
pi_169406663
09-03-2017

Eerste 3D-geprinte huis verrijst in Rusland

Voor het eerst is er een huis 3D-geprint in de Russische stad Stupino. Het project werd in december vorig jaar aangekondigd en is dus in een paar maanden tijd gerealiseerd.

De bedrijven Apis Cor en PIK gebruikten een mobiele 3D-printer om het huis te vervaardigen. Binnen een dag waren de onderdelen voor de ruwbouw geprint. Na het printen van de muren moest de mobiele 3D-printer met een kraan uit het gebouw getild worden.

huis-2.jpg?zoom=1.8225000321865083&resize=750%2C425&ssl=1

Het 3D-geprinte huis heeft een oppervlak van 38 vierkante meter en heeft slechts ťťn verdieping. Het huis heeft een bijzondere vorm. Het lijkt te bestaan uit drie halve cirkels. Toch is de 3D-printer in staat om ook ‘normale’ huizen te creŽren, oftewel vierkante huizen met rechte muren.

Er werden verschillende materialen gebruikt om het huis te printen, zoals een speciale betonmix om de muren te maken. In de toekomst verwachten de ingenieurs nieuwe materialen te gebruiken – zoals geopolymeer – om huizen het hele jaar door te printen. De mobiele 3D-printer kan namelijk alleen printen wanneer het warmer is dan 5 graden Celsius.

huis3-1.jpg?zoom=1.8225000321865083&resize=750%2C300&ssl=1

Compleet plaatje
Het huis heeft zes kamers, waaronder een badkamer. Het gebouw is brandwerend, gaat langer dan vijftig jaar mee en heeft een klimaatbeheersingssysteem. Hierdoor is er sprake van een aangenaam microklimaat in de woning.

10.000 euro
En is dit nu een duur grapje? Dat valt wel mee. Alles bij elkaar kost het huis zo’n tienduizend euro. Een vierkant huis is zelfs nog goedkoper. De kostprijs voor een 3D-geprint vierkant huis is 211 euro per vierkante meter. Kijk, daar kun je nog een villa voor kopen.


Het is niet de eerste keer dat een 3D-printer een gebouw verwezenlijkt. Vorig jaar presenteerde sjeik Mohammed bin Rashid Al Maktoum, vice-president, minister-president en emir van Dubai, het eerste 3D-geprinte kantoorgebouw in Dubai.

(scientias.nl)
Death Makes Angels of us all
And gives us wings where we had shoulders
Smooth as raven' s claws...
pi_169427818
10-03-2017

Brein tot wel tien keer actiever dan voorheen gedacht

Dankzij een nieuw onderzoek begrijpen wetenschappers nu beter hoe het brein werkt. Dit is belangrijk voor de ontwikkeling van geavanceerde computers die meer zoals mensen gaan denken.

De onderzoekers richtten zich op de structuur en functie van dendrieten. Dendrieten zijn de vertakte uitlopers van een zenuwcel en hebben wel iets weg van bomen. Ze geleiden de elektrische impulsen die afkomstig zijn van andere neuronen van en naar het neuron waar ze zelf toe behoren. De impulsen worden opgewekt in de soma, oftewel in het verbrede uiteinde van een zenuwcel. Wetenschappers denken dat de soma dendrieten activeren, waardoor deze dendrieten passief elektrische impulsen doorsturen naar de soma van andere neuronen.

Uit nieuw onderzoek blijkt dat dendrieten geen passieve geleiders zijn, maar juist actief kunnen zijn. De wetenschappers analyseerden de hersenen van ratten, die tot vier dagen rond mochten lopen in een doolhof. Tijdens het verkennen van dit doolhof merkten de onderzoekers dat de dendrieten veel actiever waren dan de soma. Er werden tot wel tien keer meer impulsen gemeten.

Betere behandelmethoden
“Meer dan negentig procent van ons neuraal weefsel bestaat uit dendrieten”, vertelt neurofysioloog Mayank Mehta van de universiteit van CaliforniŽ in Los Angeles. “Nu we weten dat dendrieten op bepaalde momenten actiever zijn dan soma, verandert dit onze kijk op de manier waarop ons brein informatie verwerkt. Mogelijk gaan we hierdoor neurologische afwijkingen beter begrijpen, waardoor er betere behandelmethoden komen. Ook leidt het misschien tot de komst van computers die denken als mensen.”

Omdat dendrieten bijna honderd keer groter zijn dan de soma, betekent dit mogelijk dat ons brein honderd keer meer rekenkracht heeft dan we nu denken.

Leren
Het verandert ook onze kijk op hoe wij mensen leren. “We dachten altijd dat mensen of dieren iets leren wanneer twee neuronen tegelijkertijd actief zijn”, zegt onderzoeker Jason Moore. “Maar nu blijkt dat we leren wanneer een neuron en een dendriet tegelijkertijd pieken. Het betekent dat verschillende delen van dendrieten op verschillende momenten actief zijn. Dit verandert onze kijk op hoe flexibel ons brein is als het gaat om het leren van nieuwe dingen.”

(scientias.nl)
Death Makes Angels of us all
And gives us wings where we had shoulders
Smooth as raven' s claws...
pi_169563900
15-03-2017

Schaakprobleem bewijst menselijk bewustzijn
Los het op en je werkt mee aan de wetenschap

schaakprobleem.jpg

Kijk eens naar dit schaakprobleem. Kan wit nog winnen? Wie deze vraag aan een schaakcomputer stelt, krijgt binnen een fractie van eens seconde antwoord: ‘nee’. De zwarte stukken op het bord zijn in de meerderheid, ze zijn machtiger en ze staan beter. De computer gooit de handdoek in de ring. Vraag het aan een mens en je krijgt een heel ander antwoord: ‘misschien’. En er is daadwerkelijk een mogelijkheid om nog een winst of remise uit deze stelling halen.

Dat ogenschijnlijk kleine verschil tussen mensen en computers is erg belangrijk, beweren onderzoekers van het Penrose Mathematical Institute of Oxford (GB). Het vertelt ons namelijk dat de mens bewustzijn heeft en de computer niet.

Bewustzijn is een moeilijk concept voor wetenschappers. Het is duidelijk dat mensen het hebben en bijvoorbeeld pinautomaten niet. Maar wŠt is het dan? Die vraag is een stuk moeilijker te beantwoorden. Het zetelt in ons brein, maar waar precies en hoe we er aan komen, is een tot nu toe niet te beantwoorden vraag. Het is niet puur ons denkvermogen, want dan zouden computers het ook hebben.

Vandaar dit schaakprobleem. Computers hebben er grote problemen mee, aangezien het aantal mogelijkheden om remise of winst te spelen voor wit erg klein is. Er is te veel rekenkracht nodig om ze allemaal door te lopen. De computer weet dat dat te lang duurt en concludeert dat er niet te winnen valt. Mensen kijken er heel anders naar en lukt het soms wel.

De Britse wetenschappers willen het liefste dat veel mensen deze schaakpuzzel maken, zodat ze inzicht krijgen in hoe het menselijk brein werkt en waar bewustzijn om de hoek komt kijken. Weet je het antwoord, dan kun je dat mailen naar [email protected], met een beschrijving hoe je er toe gekomen bent.

Dit schaakprobleem zou zelfs het verschil kunnen maken tussen je baan houden en werkloos worden. Zo lang computers geen bewustzijn hebben – en wie weet gebeurt dat nooit – zullen ze sommige problemen niet op kunnen lossen. Mensen zijn daar wel toe in staat en zullen dus altijd werk hebben.

(faqt.nl)
Death Makes Angels of us all
And gives us wings where we had shoulders
Smooth as raven' s claws...
  donderdag 16 maart 2017 @ 08:45:20 #55
38496 Perrin
Sapere aude
pi_169564028
SPOILER
Om spoilers te kunnen lezen moet je zijn ingelogd. Je moet je daarvoor eerst gratis Registreren. Ook kun je spoilers niet lezen als je een ban hebt.
I didn't say it would be easy. I just said it would be the truth.
  woensdag 22 maart 2017 @ 08:47:50 #56
45206 Pietverdriet
Ik wou dat ik een ijsbeer was.
pi_169693371
Eerste Nederlandse patient met succes behandeld tegen infectie door inzet van Bacteriofagen
http://www.nu.nl/gezondhe(...)en-levensgevaar.html

Meer over Bacteriofagen
https://nl.m.wikipedia.org/wiki/Bacteriofaag
In Baden-Badener Badeseen kann man Baden-Badener baden sehen.
pi_169739602
23-03-2017

Nieuwe ontdekking lijkt anti-verouderingsmedicijn binnen handbereik te brengen

Volgens onderzoekers zijn we dichter bij een effectief anti-verouderingsmedicijn dan ooit: het kan al binnen vijf jaar op de markt komen.

Tot die conclusie komen Australische onderzoekers in het blad Science. Het is allemaal gebaseerd op recent onderzoek naar het moleculaire proces dat cellen in staat stelt om beschadigd DNA te herstellen.

Beschadigingen
Ons DNA loopt met grote regelmaat beschadigingen op. Bijvoorbeeld wanneer we op een zomerse dag in de zon wandelen. Gelukkig zijn onze cellen veelal in staat om die beschadigingen te repareren. Maar hoe ouder we worden, hoe meer moeite onze cellen daarmee hebben. En een opeenhoping van DNA-beschadigingen kan leiden tot veroudering en verouderingsziekten. Wetenschappers hebben nu een stofje gevonden dat de DNA-reparatie een boost kan geven en zo veroudering tegen kan gaan.

NAD+
Het onderzoek draait allemaal om de metaboliet NAD+. Dit stofje is van nature in elke cel aanwezig en speelt een belangrijke rol in het proces dat leidt tot reparatie van het DNA. NAD+ reguleert de interactie tussen twee enzymen die de reparatie van DNA controleren: DBC1 en PARP1. DBC1 houdt PARP1 uit de kern van cellen, waardoor PARP1 geen rol kan spelen in het repareren van het DNA (dat zich in die celkern bevindt). NAD+ doorbreekt die interactie tussen de twee, waardoor PARP1 toch reparaties kan uitvoeren in de celkern. De onderzoekers hebben een stofje gevonden – NMN – dat NAD+ een boost kan geven, waardoor cellen veel beter in staat zijn DNA-beschadigingen te repareren.

Experimenten
Experimenten met muizen zijn veelbelovend. De onderzoekers behandelden muizen die DNA-beschadigingen op hadden gelopen door straling of ouderdom met NMN en “de cellen van de oude muizen waren na slechts ťťn week van behandeling niet meer te onderscheiden van die van de jonge muizen,” vertelt onderzoeker David Sinclair.

Op de markt
De onderzoekers hopen de NMN-behandeling binnen zes maanden ook onder mensen te toetsen. Als die experimenten goed verlopen, kan de behandeling al binnen drie tot vijf jaar op de markt komen.

Astronauten
NMN is niet alleen interessant voor ouderen. Ook NASA heeft interesse getoond. Wellicht kan het stofje ingezet worden om astronauten tijdens lange ruimtereizen – bijvoorbeeld naar Mars – gezond te houden. Tijdens dergelijke lange reizen eist kosmische straling zijn tol: naar schatting sterven vijf procent van de cellen van Marsreizigers en stijgen hun kansen op kanker naar bijna 100 procent. Geen wonder dat NASA zeer geÔnteresseerd is in medicijnen die cellen beter in staat stellen om beschadigd DNA te repareren en langer gezond te houden.

Naast astronauten zouden ook mensen die veelvuldig in het vliegtuig zitten bij het stofje gebaat kunnen zijn. Ook zij worden namelijk aan verhoogde stralingsniveaus blootgesteld. Ook mensen die als kind kanker hebben gehad, zouden baat kunnen hebben bij dit onderzoek. Zo’n 96 procent van de mensen die als kind kanker hebben gehad, krijgt op latere leeftijd een chronische ziekte zoals diabetes type 2, Alzheimer of hart- en vaatziekten. “Dat alles draagt bij aan het feit dat ze versneld oud worden en dat is vreselijk,” stelt onderzoeker Lindsay Wu. “Het zou geweldig zijn als we daar iets aan kunnen doen en we denken dat we dat met dit molecuul kunnen.”

(scientias.nl)
Death Makes Angels of us all
And gives us wings where we had shoulders
Smooth as raven' s claws...
  vrijdag 24 maart 2017 @ 17:31:43 #58
214372 Westerling
Simpele ziel
pi_169748093
quote:
0s.gif Op donderdag 16 maart 2017 08:45 schreef Perrin het volgende:
SPOILER
Om spoilers te kunnen lezen moet je zijn ingelogd. Je moet je daarvoor eerst gratis Registreren. Ook kun je spoilers niet lezen als je een ban hebt.
SPOILER
Om spoilers te kunnen lezen moet je zijn ingelogd. Je moet je daarvoor eerst gratis Registreren. Ook kun je spoilers niet lezen als je een ban hebt.
pi_169771089
Stukje van Ars over een nieuwe publicatie van o.a. Ioannidis over bias in wetenschappelijk onderzoek:
https://arstechnica.com/s(...)d-dodgy-individuals/
Volkorenbrood: "Geen quotes meer in jullie sigs gaarne."
pi_169879099
29-03-2017

Dit nagebootste vrouwelijke voortplantingssysteem past in de palm van een hand

Met het miniatuur-voortplantingssysteem – gemaakt van menselijke cellen – kunnen onderzoekers onder meer onderzoek doen naar veelvoorkomende ziekten.

“Dit is een revolutionaire technologie,” benadrukt onderzoeker Teresa Woodruff, verbonden aan de Northwestern University. Ze heeft het over het miniatuur-voortplantingssysteem dat bestaat uit 3D-modellen van eierstokken, eileiders, de baarmoeder, baarmoederhals, vagina en lever.

Bloed
Door het systeem wordt een speciale vloeistof gepompt die de functie van bloed vervult. De verschillende orgaanmodellen kunnen met elkaar ‘communiceren’ middels stofjes die ze afgeven – waaronder hormonen. “Eťn van de redenen dat deze technologie in het verleden niet verder is gekomen, is dat niemand het probleem van het ‘universele medium’ had opgelost,” legt Woodruff uit. “Wij bedachten dat de organen in het lichaam zich in ťťn medium bevinden – het bloed – dus creŽerden we een simpele versie van bloed en stelden de weefsels in staat om via dat medium te communiceren.”

Onderzoek
Het miniatuur-voortplantingssysteem kan gebruikt worden om onderzoek te doen naar veelvoorkomende aandoeningen zoals endometriose en vleesbomen. Tevens kan er onderzoek gedaan worden naar sommige vormen van kanker. “Al deze ziekten zijn hormonaal gedreven en we weten echt niet hoe we anders dan middels een operatie kunnen behandelen,” vertelt onderzoeker Joanne Burdette. “Dit systeem stelt ons in staat om te bestuderen hoe deze ziekten ontstaan en hoe we ze kunnen behandelen.”


Persoonlijk
Het mooie van dit miniatuur-voortplantingssysteem is dat het gemaakt is van menselijk weefsel. In de toekomst hopen onderzoekers stamcellen van individuele patiŽnten te kunnen gebruiken om zo’n miniatuur-versie van hun voortplantingssystemen te maken. Zo kan bijvoorbeeld gekeken worden hoe die patiŽnt reageert op bepaalde medicijnen.

De ontwikkeling van het miniatuur-voortplantingssysteem maakt deel uit van een veel groter onderzoeksproject. Het uiteindelijke doel van dit project is het ontwikkelen van “een lichaam op een chip”, oftewel een miniatuur-versie van het lichaam. “Als ik jouw stamcellen had en een hart, lever, long en eierstok creŽerde, kon ik tien verschillende medicijnen in tien verschillende doses testen en zeggen: “Dit is het medicijn dat jouw Alzheimer of Parkinson of diabetes bestrijdt,” legt Woodruff uit. “Het is het ultieme gepersonaliseerde medicijn: een model van jouw lichaam waarmee we medicijnen kunnen testen.”

(scientias.nl)
Death Makes Angels of us all
And gives us wings where we had shoulders
Smooth as raven' s claws...
pi_170013181
04-04-2017

Rekent Belgisch onderzoek af met allergieŽn?

media_xll_9636086.jpg
© anp.

video Onderzoekers van VIB-UGent hebben een belangrijke stap gezet in de bestrijding van allergische aandoeningen zoals astma en eczeem. Ze brachten de werking in kaart van een sleutelmolecule en ontwikkelden ook een nieuwe molecule die de werking van dat eiwit tegengaat. De combinatie van de twee biedt veel potentieel om op termijn nieuwe anti-allergietherapieŽn uit te werken, meldt VIB-UGent.

"Wereldwijd lijden miljoenen mensen aan veelvoorkomende allergieŽn, van lichte astma tot zware vormen van eczeem", duidt professor Rudi Beyaert het belang. "Hoewel de precieze oorzaken nog niet duidelijk zijn, gaat het wellicht om een combinatie van erfelijke en omgevingsfactoren. Sommige behandelingen kunnen de symptomen wel verlichten, maar een echt geneesmiddel bestaat nog niet."

Baanbrekend

Onderzoekers uit Gent, Antwerpen en Brussel, maar ook uit Frankrijk en zelfs Peru, ontrafelden de werking van het eiwit TLSP. "Zo zagen we hoe het een eiwitcomplex vormt op celoppervlakken, wat allergische reacties zoals astma en eczeem veroorzaakt", gaat professor Savvas Savvides (VIB-UGent) verder.

"Het gaat om een baanbrekende ontdekking, want tal van academici buigen zich al jaren over deze materie. Dankzij onze kennis kunnen ze nu verderbouwen aan therapieŽn."

Molecule

Op basis van die inzichten ontwierpen de wetenschappers ook een molecule die de werking van TSLP blokkeert, en dus allergieŽn tegengaat. "Ons onderzoek vormt zo de basis voor een evolutie naar nieuwe allergieremmers", zegt professor Beyaert.

Het vervolgonderzoek moet nu enerzijds de TSLP-remmer optimaliseren en anderzijds de nieuwe molecule testen voor het hele spectrum allergische ziektes.

(HLN)
Death Makes Angels of us all
And gives us wings where we had shoulders
Smooth as raven' s claws...
pi_170013202
04-04-2017

Simpel hulpmiddel kan zeewater drinkbaar maken

media_xll_9635907.jpg
Britse onderzoekers van de universiteit van Manchester hebben ontdekt hoe ze de grootte van de poriŽn in een zeef van grafeenoxide kunnen controleren. © Manchester University.

Dertien procent van de wereldbevolking heeft geen toegang tot drinkbaar water. Wetenschappers hebben een zeef van grafeenoxide ontwikkeld die zeewater omzet in drinkbaar water en er zo voor kan zorgen dat miljoenen mensen drinkbaar water krijgen.

Britse onderzoekers van de universiteit van Manchester hebben ontdekt hoe ze de grootte van de poriŽn in een grafeenoxide zeef kunnen controleren. Dat stelt hen in staat zouten uit water te filteren en het veilig te maken om ervan te drinken. Dat melden ze in het vakblad Nanotechnology.

Grafeen is een tweedimensionaal materiaal dat bestaat uit een enkele laag koolstofatomen gerangschikt op een rooster met een honingraatstructuur. Het is het basiselement van andere stoffen. Zo bestaat grafiet uit opeengestapelde lagen grafeen en zijn koolstof nanobuizen cilinders van grafeen.

Grafeen heeft bijzondere eigenschappen. Zo is het meer dan 200 keer sterker dan staal, een uitstekende thermische en elektrische geleider, flexibel, zeer dun en transparant. Dit maakt het potentieel geschikt voor een breed scala aan toepassingen.

Nu de klimaatverandering de watervoorraden in het gedrang brengt, investeren landen steeds meer in ontziltingstechnologie. De VN voorspelt dat 1.2 miljard mensen of 14 procent van de wereldbevolking tegen 2025 moeite zal hebben om aan proper water te raken.

Professor Rahul Nair, die het team vorsers in Manchester leidt, noemt de ontdekking "een belangrijke stap voorwaarts die nieuwe mogelijkheden opent voor de verbetering van de ontziltingstechnologie".

(HLN)
Death Makes Angels of us all
And gives us wings where we had shoulders
Smooth as raven' s claws...
  woensdag 5 april 2017 @ 09:19:22 #63
45206 Pietverdriet
Ik wou dat ik een ijsbeer was.
pi_170013437
quote:
0s.gif Op woensdag 5 april 2017 08:56 schreef ExperimentalFrentalMental het volgende:
04-04-2017

Simpel hulpmiddel kan zeewater drinkbaar maken

[ afbeelding ]
Britse onderzoekers van de universiteit van Manchester hebben ontdekt hoe ze de grootte van de poriŽn in een zeef van grafeenoxide kunnen controleren. © Manchester University.

Dertien procent van de wereldbevolking heeft geen toegang tot drinkbaar water. Wetenschappers hebben een zeef van grafeenoxide ontwikkeld die zeewater omzet in drinkbaar water en er zo voor kan zorgen dat miljoenen mensen drinkbaar water krijgen.

Britse onderzoekers van de universiteit van Manchester hebben ontdekt hoe ze de grootte van de poriŽn in een grafeenoxide zeef kunnen controleren. Dat stelt hen in staat zouten uit water te filteren en het veilig te maken om ervan te drinken. Dat melden ze in het vakblad Nanotechnology.

Grafeen is een tweedimensionaal materiaal dat bestaat uit een enkele laag koolstofatomen gerangschikt op een rooster met een honingraatstructuur. Het is het basiselement van andere stoffen. Zo bestaat grafiet uit opeengestapelde lagen grafeen en zijn koolstof nanobuizen cilinders van grafeen.

Grafeen heeft bijzondere eigenschappen. Zo is het meer dan 200 keer sterker dan staal, een uitstekende thermische en elektrische geleider, flexibel, zeer dun en transparant. Dit maakt het potentieel geschikt voor een breed scala aan toepassingen.

Nu de klimaatverandering de watervoorraden in het gedrang brengt, investeren landen steeds meer in ontziltingstechnologie. De VN voorspelt dat 1.2 miljard mensen of 14 procent van de wereldbevolking tegen 2025 moeite zal hebben om aan proper water te raken.

Professor Rahul Nair, die het team vorsers in Manchester leidt, noemt de ontdekking "een belangrijke stap voorwaarts die nieuwe mogelijkheden opent voor de verbetering van de ontziltingstechnologie".

(HLN)
Niets nieuws aan
http://gizmodo.com/599087(...)ut-of-desalinization

Er zijn trouwens meer manieren dit te doen, deze bv
https://www.scientias.nl/(...)manier-te-ontzouten/
In Baden-Badener Badeseen kann man Baden-Badener baden sehen.
pi_170013653
quote:
0s.gif Op woensdag 5 april 2017 09:19 schreef Pietverdriet het volgende:

[..]

Niets nieuws aan
http://gizmodo.com/599087(...)ut-of-desalinization

Er zijn trouwens meer manieren dit te doen, deze bv
https://www.scientias.nl/(...)manier-te-ontzouten/
^O^
Death Makes Angels of us all
And gives us wings where we had shoulders
Smooth as raven' s claws...
pi_170035232
05-04-2017

Nederlanders bouwen piepkleine supercomputer

De computer heeft het rekenvermogen van 10.000 pc’s, maar is slechts net zo groot als vier pizzadozen.

De supercomputer bestaat eigenlijk uit vier pc’s met elk vier speciale grafische kaarten. De pc’s zijn via een supersnel netwerk met elkaar verbonden. Zo ontstaat een supercomputer met een rekenvermogen van ruim 0,2 Petaflops. Dat zijn 200.000.000.000.000 berekeningen per seconde.

Compact
En die machtige supercomputer is dus piepklein. “Ons ontwerp is heel compact,” vertelt onderzoeker Simon Portegies Zwart. “Je zou ‘m zelfs in een bakfiets kunnen vervoeren. Bovendien is het elektriciteitsverbruik slechts ongeveer 1 procent van dat van een vergelijkbare grote supercomputer.”

lgmii.jpg?zoom=1.9599999666213987&resize=278%2C371&ssl=1
Little Green Machine II. Afbeelding: Simon Portegies Zwart (Universiteit Leiden).

Little Green Machine II
De computer – die de naam Little Green Machine II draagt – staat bij de Universiteit Leiden. Het is – zoals de naam al doet vermoeden – de opvolger van de Little Green Machine I. Deze eerste supercomputer maakte nog gebruik van standaard spelletjeskaarten uit de computerwinkel en de x86-architectuur van Intel. De Little Green Machine II is een stuk professioneler. Zo gebruikt deze geprofessionaliseerde grafische kaarten die geschikt zijn voor grote wetenschappelijke berekeningen en is deze gebaseerd op de door IBM ontwikkelde OpenPower-architectuur (die veel sneller is dan de x86-architectuur van Intel).

KI
De kleine supercomputer – die zo’n 200.000 euro kostte om te bouwen – kan voor verschillende doeleinden worden ingezet. Zo kan deze bijvoorbeeld gebruikt worden om vraagstukken in de sterrenkunde op te lossen. Maar ook onderzoekers in de oceanografie, informatica en kunstmatige intelligentie kunnen hun voordeel doen met de superpc.

Natuurlijk hebben de onderzoekers de supercomputer al uitgeprobeerd. Tijdens de eerste tests gebruikten ze deze om de botsing tussen de Melkweg en Andromedanevel te simuleren. Die botsing staat voor over ongeveer 4 miljard jaar op de agenda en is enkele jaren geleden al bestudeerd met de enorme Titan-computer (17,6 Petaflops) die in de VS staat. “Nu kunnen we deze berekeningen zelf thuis doen,” vertelt onderzoeker Jeroen Bťdorf. “Dat is wel zo gemakkelijk.”

(scientias.nl)
Death Makes Angels of us all
And gives us wings where we had shoulders
Smooth as raven' s claws...
pi_170375462
20-04-2017

Veelbelovende ontdekking: bestaande medicijnen kunnen dementie of alzheimer halt toeroepen


media_xll_9677578.jpg
Wetenschappers slaagden er in 2013 al in het afsterven van hersencellen bij muizen te stoppen. © Thinkstock.

Britse wetenschappers hopen een medicijn gevonden te hebben om alle neurodegeneratieve hersenziekten zoals dementie een halt toe te roepen. Dat meldt de BBC.

De onderzoekers benadrukken dat de kans klein is dat de ziekten volledig genezen kunnen worden, maar als de ontwikkeling tegengehouden kan worden, is alzheimer wel een ziekte waar je mee kan leven

Een onderzoeksteam van de universiteit van Leicester slaagde er in 2013 voor het eerst in het afsterven van hersencellen te stoppen bij muizen. Experts spraken van een mijlpaal, maar het middel dat gebruikt werd bleek onbruikbaar bij mensen omdat het schade berokkende aan andere organen.

Dezelfde wetenschappers hebben nu twee nieuwe medicijnen ontdekt die hetzelfde beschermende effect hebben. Bovendien worden ze al - veilig - gebruikt door patiŽnten met andere ziekten. De onderzoekers willen nu zo snel mogelijk starten met tests bij dementiepatiŽnten. Binnen de drie jaar hopen ze te weten of de medicijnen effectief werken.

Giftig voor pancreas
De nieuwe benadering is gebaseerd op het natuurlijke defensiemechanisme in de hersencellen. Wanneer een virus in een hersencel dringt, leidt dat tot een ophoping van virale eiwitten. De cellen reageren door de eiwitproductie stil te leggen om een verdere verspreiding van het virus te voorkomen.

Ook bij neurodegeneratieve hersenziekten - een grote groep van al dan niet erfelijke aandoeningen zoals de ziekten van parkinson en alzheimer - worden defecte eiwitten aangemaakt. Dat leidt tot dezelfde reactie, maar met veel ernstigere gevolgen. De productie van eiwitten wordt zo lang stilgelegd dat de hersenen uiteindelijk 'verhongeren' en afsterven.

Bij de studie uit 2013 slaagden de onderzoekers erin met een chemische stof te voorkomen dat het defensiemechanisme in werking trad bij muizen met prionziekte, een aandoening vergelijkbaar met alzheimer. Verder onderzoek wees uit dat het middel ook werkte bij andere neurodegeneratieve ziekten, maar het bleek wel giftig voor de pancreas.

Meer dan duizend medicijnen getest

media_l_9677590.jpg
Een van de medicijnen dat gebruikt zou kunnen worden is trazodone, bekend onder de merknaam Trazodan. Het gaat onder meer depressie tegen. © RV.

Sindsdien zijn meer dan duizend bestaande medicijnen getest op wormen, muizen en menselijke cellen. Twee medicijnen bleken dementie en prionziekte te kunnen voorkomen - ze zorgden ervoor dat de hersencellen niet konden afsterven. Het bekendste van die twee middelen is trazodone, een medicijn dat ook verkrijgbaar is onder de merknaam Trazolan, en wordt gebruikt om depressie tegen te gaan. Het andere medicijn, DBM (dibenzoylmethaan), wordt getest bij kankerpatiŽnten.

Tests bij mensen met hersenziekten moeten nu uitwijzen of de middelen ook hier baat hebben. De onderzoekers benadrukken wel dat de kans klein is dat de ziekten volledig genezen kunnen worden. "Maar als de ontwikkeling tegengehouden kan worden, wordt alzheimer een ziekte waar je mee kan leven", luidt het.

(HLN)
Death Makes Angels of us all
And gives us wings where we had shoulders
Smooth as raven' s claws...
pi_170447814
22-04-2017

March for Science in Brussel: "Wetenschap staat onder druk door fake news"


media_xll_9681734.jpg
De March for Science is een initiatief dat komt overgewaaid uit de Verenigde Staten. © epa.

Brussel Zo'n 250 wetenschappers, onderzoekers en sympathisanten van de wetenschap zijn vanmiddag samengekomen op het Albertinaplein in Brussel om er met een mars voor de wetenschap te manifesteren tegen het wantrouwen in de expert. Een problematiek die in de Verenigde Staten steeds groter wordt. Bedoeling van de bijeenkomst is duidelijk maken dat vanuit de onderbuik geformuleerde meningen het nooit zouden mogen halen van op wetenschappen gebaseerd onderzoek, zeker in deze tijden van alternatieve feiten en fake news.


Als luider roepen qua beleid de norm wordt, zal de wetenschap daar de dupe van zijn, onder meer op het vlak van subsidiŽring
Lieven Scheire

media_l_9681738.jpg
© belga.

Hoewel we het in BelgiŽ en Europa misschien niet zozeer merken, toch zijn initiatiefneemster Charlotte Thorley en comedian/wetenschapsman Lieven Scheire het erover eens dat de wetenschap onder druk staat. "We leven in tijden dat feiten hoe langer hoe meer in twijfel worden getrokken", zegt de Britse Thorley. "Met dit evenement willen wij de Europese en Belgische autoriteiten duidelijk maken dat ze moeten blijven investeren in wetenschappelijk onderzoek."

Scheire, die het hele gebeuren op het Brusselse Albertinaplein in goede banen leidde, treedt haar hierin bij. "Het initiatief komt overgewaaid uit de Verenigde Staten, waar na de verkiezing van president Donald Trump onder wetenschappers het gevoel leeft dat de jarenlange traditie van de wetenschappelijke methode hoe langer hoe meer aan belang inboet", zegt Scheire. "Het buikgevoel wordt even belangrijk en zelfs belangrijker dan aangetoonde feiten."

En dat heeft natuurlijk gevolgen voor het wetenschappelijk onderzoek. "Het is een zelfversterkend systeem. Als luider roepen qua beleid de norm wordt, zal de wetenschap daar de dupe van zijn, onder meer op het vlak van subsidiŽring." En dat, zo waarschuwt Scheire, kan ook voor ons een impact hebben. "Als dit soort denken het beleid op korte termijn kan beÔnvloeden, dan zitten we op lange termijn met de miserie. Ik denk maar aan de vooruitgang in kankeronderzoek of telefonietechnologie."

Keuzes maken

Hoewel Europa en BelgiŽ relatief gespaard blijft van deze problematiek, ziet Thorley dat ook hier de wind aan het keren is. "De verkiezingscampagnes in Nederland en Frankrijk en de brexitcampagne tonen aan dat feiten er niet langer toe doen. Met dit soort acties willen we duidelijk maken dat mensen keuzes moeten maken op basis van betrouwbare informatie", zegt Thorley.

Er verzamelden heel wat sprekers op het Albertinaplein in Brussel. Zo tekenden heel wat klimaatexperts, onder wie Jean-Pascal van Ypersele van de KU Leuven, present.

De acties in het kader van de 'March for Science' begonnen vandaag in Nieuw-Zeeland en AustraliŽ. Nadien volgde Europa, met onder meer acties in 18 Duitse steden, Groot-BrittaniŽ, Nederland, Noorwegen, Zwitserland en landen als India, Zuid-Korea, Japan, ArgentiniŽ, BraziliŽ, Canada of Zuid-Afrika. De belangrijkste protestkaravaan zal nabij het Witte Huis in Washington voorbijtrekken.

(HLN)
Death Makes Angels of us all
And gives us wings where we had shoulders
Smooth as raven' s claws...
pi_170447927
22-04-2017

Knap kunstje, water halen uit woestijnlucht

12113.w680.r16-9.81cbacf.jpg

Het lijkt een onhaalbare klus: water maken in de woestijn. Beeldend kunstenaar Ap Verheggen heeft de afgelopen tien dagen installaties getest waarmee het onmogelijke mogelijk werd.

Donderdagochtend kwam Verheggen terug uit Afrika. Met behulp van op zonne-energie werkende koelelementen, heeft hij daar geprobeerd het water dat in de woestijnlucht zit eruit te halen.

Test geslaagd

Verheggen probeerde zijn installaties uit in Mali, waar op dit moment een ongekende warmte en droogte heerst; zo’n 45 graden met maar tien procent luchtvochtigheid. Dit is zelfs voor de Sahel, het gebied ten zuiden van de Sahara, extreem warm en droog. Op papier zou het experiment dan ook eigenlijk niet kunnen slagen. Toch is het gelukt om kleine hoeveelheden water te halen uit de kurkdroge woestijnlucht.

DC03-technologie

12111.w745.4e56361.bdf61f5.jpg

De technologie, die Verheggen de DC03-technologie heeft genoemd, werkt als volgt: via een zonnepaneel wordt energie opgewekt om een aluminium blokje enorm af te koelen (een zelfde soort principe wordt gebruikt in de koelkast). Als de temperatuur van het blokje onder het dauwpunt van de lucht komt, condenseert de lucht op het blokje. Dit druipt naar beneden waar het wordt opgevangen.

12112.w745.r16-9.7d64efe.jpg

Bijzondere fusie

Verheggen zoekt als kunstenaar graag de grenzen op van wat er allemaal kan op technologisch gebied. Defensie had hiervan lucht gekregen en benaderden Verheggen voor een nieuwe uitdaging. De militairen in de Sahel hebben namelijk vaak een enorm watertekort. In het militaire trainingskamp waar Verheggen zijn installaties testte kwamen kunst, techniek en defensie bij elkaar.

Bewijs biedt mogelijkheden

Er zijn meer van dit soort ideeŽn en initiatieven geweest, maar nu is eindelijk het bewijs geleverd dat het ook daadwerkelijk mogelijk is om water te verkrijgen uit droge lucht. Verheggen ziet grote mogelijkheden om woestijngebieden van water te voorzien in de toekomst. Nu de installaties getest zijn heeft hij ook een idee hoe ze efficiŽnter gemaakt kunnen worden. Een voorbeeld hiervan is de toevoeging van een cilindervormig paneel om te zorgen voor een efficiŽntere luchtdoorstroom.

12114.w745.r16-9.e860151.jpg

Ijs en fontijnen in de woestein

12115.w745.r16-9.dfe6e0c.jpg

12116.w745.r16-9.c6e990e.jpg

Verheggen heeft meer concepten ontworpen voor kunstwerken die autonoom moeten werken in de droge woestijnomgeving. In het geval van de bovenstaande ‘desert cascades’ gebruikt hij hetzelfde systeem van koelen met zonne-energie, maar dit keer om autonome watervallen te laten stromen. Zijn onderstaande ‘sunglacier sculpture’ maakt van de condens geen lucht, maar zelfs ijs. Het beeld heeft de vorm van een iepenblad, en het ijs verzamelt zich op het oppervlak.

12117.w745.r16-9.626b3b0.jpg

Hulp van de wetenschap

Met zijn projecten hoopt Verheggen mensen te stimuleren creatief na te denken over oplossingen voor klimaatverandering. Hij ziet zichzelf niet als wetenschapper, maar als kunstenaar die pioniert in nieuwe technieken: de installaties zijn ontworpen op basis van testen en uitproberen. De wetenschap kan nu helpen om deze techniek uit te breiden en efficiŽnter te maken.

(dekennisvannu.nl)
Death Makes Angels of us all
And gives us wings where we had shoulders
Smooth as raven' s claws...
  zaterdag 29 april 2017 @ 16:16:18 #69
167383 Molurus
the talking snake
pi_170565256
Negatieve massa. :o

https://news.wsu.edu/2017/04/10/negative-mass-created-at-wsu/

‘Negative mass’ created at Washington State University

PULLMAN, Wash. – Washington State University physicists have created a fluid with negative mass, which is exactly what it sounds like. Push it, and unlike every physical object in the world we know, it doesn’t accelerate in the direction it was pushed. It accelerates backwards.
The phenomenon is rarely created in laboratory conditions and can be used to explore some of the more challenging concepts of the cosmos, said Michael Forbes, a WSU assistant professor of physics and astronomy and an affiliate assistant professor at the University of Washington. The research appears today in the journal Physical Review Letters, where it is featured as an “Editor’s Suggestion.”
Hypothetically, matter can have negative mass in the same sense that an electric charge can be either negative or positive. People rarely think in these terms, and our everyday world sees only the positive aspects of Isaac Newton’s Second Law of Motion, in which a force is equal to the mass of an object times its acceleration, or F=ma.
In other words, if you push an object, it will accelerate in the direction you’re pushing it. Mass will accelerate in the direction of the force.
“That’s what most things that we’re used to do,” said Forbes, hinting at the bizarreness to come. “With negative mass, if you push something, it accelerates toward you.”

<...>
Philosophy: questions that may never be answered.
Religion: answers that must never be questioned.
pi_170626447
01-04-2017

's Werelds snelste camera maakt het onzichtbare zichtbaar

De camera kan zelfs gebeurtenissen die maar 0,2 biljoenste van een seconde duren, vastleggen!

De camera is ontwikkeld door Zweedse onderzoekers. De camera kan gebruikt worden om razendsnelle processen in de chemie of biologie die eerder simpelweg niet te vereeuwigen waren, vast te leggen. Zo hebben de onderzoekers de camera bijvoorbeeld gebruikt om vast te leggen hoe licht – een verzameling fotonen – een afstand aflegt die vergelijkbaar is met de dikte van een vel papier. Een gebeurtenis die slechts 1 picoseconde tijd in beslag neemt.

Vijf biljoen
Tot voor kort waren de snelste camera’s in staat om zo’n 100.000 beelden per seconde te maken. Indrukwekkend. Maar deze camera is vele malen sneller en kan de equivalent van 5 biljoen(!) beelden per seconde vastleggen.


Lasers
Hoe is dat mogelijk? Normaal gesproken is het zo dat supersnelle camera’s in staat zijn om heel snel achter elkaar foto’s te maken. Die foto’s worden achter elkaar gezet en zo kunnen we bijvoorbeeld een chemische reactie vertraagd terugzien. Maar de nieuwe camera werkt een tikje anders. De onderzoekers belichten het object of de gebeurtenis die ze filmen met behulp van laserpulsen. Die pulsen smelten samen in ťťn foto, maar kunnen ook weer uit elkaar worden gehaald. Zo verkrijg je individuele frames die – als je ze in de juiste volgorde vertoont – het gefilmde razendsnelle proces laten zien.


Explosies en hersenactiviteit
De camera kan ingezet worden om allerlei kort durende processen vast te leggen. “Explosies, plasmaflitsen, verbrandingsprocessen, hersenactiviteit in dieren en chemische reacties,” somt onderzoeker Elias Kristensson op. “We zijn nu in staat om zulke extreem korte processen te filmen.” En dat is een hele verbetering. Tot voor kort konden onderzoekers dergelijke processen alleen in beeld krijgen door stilstaande foto’s van een proces te schieten. “Je moet dan proberen om identieke experimenten te herhalen om meerdere stilstaande beelden te verkrijgen die je later kunt gebruiken om een filmpje te maken. Het probleem met die aanpak is dat het zeer onwaarschijnlijk is dat een proces – wanneer je een experiment herhaalt – elke keer hetzelfde is.”

De supersnelle camera pronkt nu alleen nog in het Zweedse lab, maar dat gaat op korte termijn veranderen. Een Duits bedrijf heeft reeds een prototype van de technologie ontwikkeld, wat betekent dat de camera over een jaar of twee waarschijnlijk door meer onderzoekers gebruikt kan gaan worden

(scientias.nl)
Death Makes Angels of us all
And gives us wings where we had shoulders
Smooth as raven' s claws...
pi_171020741
16-05-2017

Muizen met 3D-geprinte eierstokken krijgen gezonde jongen

Dankzij de 3D-geprinte eierstokken gingen de onvruchtbare muizen ovuleren.

Dat schrijven onderzoekers in het blad Nature Communications. Hoewel hun experimenten zich beperken tot muizen, hopen ze dat het onderzoek in de toekomst hoop kan bieden aan vrouwen die op jonge leeftijd kanker hebben gehad en wiens hormonen en vruchtbaarheid door de behandelingen zijn aangetast.

3D-geprint
De onderzoekers verwijderden de eierstokken van muizen en vervingen deze door een door hen gemaakte eierstok. Die eierstok bestaat uit een 3D-geprinte structuur. De onderzoekers noemen dat een ‘steiger’, ter vergelijken met de stellage die je soms rond huizen in aanbouw ziet staan. “Elk orgaan heeft een skelet,” legt onderzoeker Terese Woodruff uit. “Wij keken hoe het skelet van de eierstok eruitzag en gebruikten dat als een model voor het implantaat.”

Follikel
De onderzoekers vulden de geprinte stellage met follikels: eicellen met daaromheen de cellen die de eicel ondersteunen, bijvoorbeeld door de hormoonproductie te organiseren. Vervolgens plaatsten de wetenschappers de ‘eierstok’ in het lichaam van een muis bij wie een eierstok was verwijderd. Dankzij de open structuur van de geprinte eierstok hadden de eicellen de ruimte om te rijpen en vond er een eisprong (ovulatie) plaats. Ook konden zich bloedvaten vormen in de 3D-geprinte structuur waardoor de hormonen die hier geproduceerd werden, in de bloedbaan van de muis terechtkwamen. Dankzij dat laatste waren de muizen die dankzij de geprinte eierstokken gezonde jongen kregen, ook in staat om deze van melk te voorzien.


Uitkomst
Wetenschappers zijn in hun nopjes met de resultaten. “Dit onderzoek laat zien dat deze bio-prothetische eierstokken op lange termijn kunnen functioneren,” stelt onderzoeker Teresa Woodruff. Ze hoopt dat het onderzoek in de toekomst een uitkomst zal blijken voor vrouwen die op jongere leeftijd kanker hebben gehad. “Wat sommige van onze kankerpatiŽnten overkomt, is dat hun eierstokken niet goed genoeg functioneren en zij hormoonvervangers nodig hebben om de puberteit te triggeren,” legt onderzoeker Monica Laronda uit. De door de onderzoekers gemaakte eierstok kan die behandelingen in theorie overbodig maken, omdat deze alle functies van de gezonde eierstok – waaronder het regelen van de hormoonproductie – kan overnemen. Voor de kunstmatige eierstok is dan ook niet alleen een rol weggelegd op het moment dat een patiŽnt een kinderwens heeft. Want deze is in elk stadium van het leven van de vrouw belangrijk. “Van puberteit tot adolescentie tot de natuurlijke menopauze,” somt Laronda op.

Of de eierstok ook in het lichaam van mensen zo goed werkt als bij muizen zal uit nader onderzoek moeten blijken.

(scientias.nl)
Death Makes Angels of us all
And gives us wings where we had shoulders
Smooth as raven' s claws...
pi_171293497
27-05-2017

Elektrische stimulatie wekt mensen uit hun coma

koma-E1RM2cKg6O4VMSu5nsaD4g.jpg?auto=compress&ch=Width%2CDPR&dpr=1.40&ixjsv=2.2.4&q=71&rect=0%2C0%2C960%2C664&w=960
Met elektrische stimulatie werden de hersenen uit de comateuze toestand gehaald.
© Shutterstock

In een nieuwe, baanbrekende proef hebben onderzoekers de hersenen van mensen in coma onder stroom gezet – en hen zo tot een week lang uit hun bewusteloze toestand gehaald.

Door zwaar hersenletsel, vergiftiging, ernstig zuurstofgebrek of diabetes kan iemand in coma raken. En dan is het maar de vraag of hij of zij ooit weer zal ontwaken.

Tot op heden konden mensen in coma op geen enkele manier geholpen worden. Maar nu zijn onderzoekers erin geslaagd mensen met behulp van elektrische stimulatie tot een week lang uit hun coma te wekken.

Elektriciteit maakt hersenen wakker

De onderzoekers stelden de hersenen van de comateuze patiŽnten vijf dagen lang 20 minuten per keer bloot aan elektrische stimulatie. Die was gericht op de frontale kwabben, die onder andere verantwoordelijk zijn voor besluitvorming en sociaal gedrag.

De proefpersonen bevonden zich aan het begin van het project in vegetatieve of minimaal bewuste toestand. Daarin vertonen mensen soms lichte tekenen van bewustzijn maar kunnen ze niet communiceren. Deze toestand bestond al minimaal drie maanden.

ComapatiŽnten antwoorden op vragen

Na de elektrische stimulatie vertoonden 9 van de in totaal 16 patiŽnten verrassend veel tekenen van bewustzijn. Ze konden reageren op opdrachten, herkenden voorwerpen en bewogen. Twee mensen konden zelfs communiceren en met bewegingen vragen beantwoorden.

De elektriciteit activeert de hersencellen van de frontale kwabben, waardoor die weer elektrische signalen naar elkaar en naar andere gebieden in de hersenen gaan sturen.

Helaas vielen de patiŽnten na ongeveer een week terug in de lage bewustzijnstoestand. De onderzoekers willen de techniek zo verfijnen dat ze in de toekomst mensen permanent uit coma kunnen halen

(wibnet.nl)
Death Makes Angels of us all
And gives us wings where we had shoulders
Smooth as raven' s claws...
pi_171390952
01-06-2017

Wetenschappers creŽren piepklein, moleculair zwart gat

Wat krijg je als je de krachtigste rŲntgenlaserstraal op een molecuul richt? Een piepklein zwart gat, zo blijkt uit een nieuw experiment.

Wetenschappers van het SLAC National Accelerator Laboratory hebben de rŲntgenstraal van hun krachtige laser op xenonatomen en twee soorten moleculen met een jodiumatoom gericht. Binnen 30 femtoseconden (een miljoenste van een miljardste van een seconde) verloren de moleculen vrijwel alle elektronen. Daarna explodeerden de moleculen.

Het is bijzonder dat een laser in staat is om vrijwel alle elektronen van binnenuit te verwijderen. Het moleculaire zwarte gat lijkt daardoor een beetje op een echt zwart gat. Een singulariteit trekt namelijk materie naar zich toe, waarvan een flink deel wordt verorberd door het zwarte gat.

Intense straal
De gebruikte laserstraal is extreem krachtig. “Zo’n straal is honderd keer intenser dan wanneer we al het zonlicht dat nu op de aarde valt op een postzegel richten”, zegt wetenschapper Sebastien Boutet. Met speciale spiegels werd de rŲntgenstraal gefocust op een gebied van 100 nanometer groot. Dat is ongeveer duizend keer kleiner dan de breedte van een haar op jouw hoofd. De onderzoekers gebruikten moleculen met 53 of 54 elektronen, namelijk xenon en jodium.

Elektronendief
De laserstraal slaagde er in om de elektronen grotendeels te verwijderen, waardoor er ‘lege atomen’ overbleven. Toch stopte het proces toen niet. Het jodium verloor zijn elektronen, maar hierdoor kreeg het atoom een sterke positieve lading. Het atoom begon vervolgens elektronen van nabijgelegen atomen – zoals koolstof en waterstof – naar zich toe te trekken. Deze elektronen werden uiteindelijk afgestoten. Kortom, een jodiumatoom kan meer elektronen verliezen dan dat hij zelf rijk is: zijn eigen elektronen ťn elektronen van buuratomen.

Mogelijk zijn de atomen nog meer elektronen kwijtgeraakt, maar dit konden wetenschappers niet detecteren. Wellicht dat dit in een vervolgonderzoek uitgezocht kan worden.

Waarheen leidt de weg?
Het onderzoek is nuttig, want het leidt tot de ontwikkeling van betere instrumenten om moleculen, virussen en andere complexe materialen te fotograferen. Uiteindelijk betekent dit dat er weer betere medicijnen op de markt komen.

(scientias.nl)
Death Makes Angels of us all
And gives us wings where we had shoulders
Smooth as raven' s claws...
pi_171517001
06-06-2017

Bedrijf wil doden tot leven wekken

dreamstime_xs_81365036.jpg

Het is nu al een van de meest omstreden bedrijven ter wereld, terwijl ze nog geen product hebben verkocht: Bioquark. Deze Amerikaanse start-up wil een product op de markt brengen dat miljarden kan opbrengen. Ze willen namelijk de doden weer tot leven wekken. De mensen achter deze onderneming denken namelijk dat ze hersensdode patiŽnten weer kunnen revitaliseren.

Daartoe willen ze stamcellen in de hersenstam spuiten om daarna via lasertherapie en zenuwstimulatie het dode brein via een soort harde reset weer tot leven te wekken. Of die methode werkt, is niet bekend. Daarom wil Bioquark graag experimenteren. Aanvankelijk zou dat in India gebeuren, waar al twintig patiŽnten waren geselecteerd. Maar toen dat uitkwam, werd het experiment door de Indiase overheid alsnog verboden.

Klaarblijkelijk heeft de onderneming nieuwe proefkonijnen gevonden om op te experimenteren, aangezien ze net hebben aangekondigd een grote proef te zullen uitvoeren later dit jaar. Als de uitkomsten daarvan positief zijn, dan kan de therapie niet lang daarna op grotere schaal worden uitgevoerd. De bedoeling is dat dode delen van de hersens worden vervangen door de stamcellen, die zich daarna tot hersencellen zullen ontwikkelen.

Gerenommeerde artsen hebben al vraagtekens geplaatst bij de effectiviteit, maar Bioquark ziet er een toekomst in. Aangezien hersensdode patiŽnten op een andere manier niet meer tot leven komen, is het de moeite van het proberen misschien waard. Maar toch stuit dat rommelen met lichamelijk nog levende mensen velen tegen de borst. Als de hersens grotendeels zijn uitgevallen, is iemand er dan nog? En als je een persoon terughaalt, wat voor persoonlijkheid heeft hij of zij dan?

Bovendien kan de patiŽnt zelf geen toestemming geven om met het experiment mee te doen. Een ander beslist dus over leven (en potentieel) dood.

Dankzij het experiment weten we over een tijdje zeker of de hersens een reset-knop hebben of niet. Werkt de therapie niet, dan is dat waarschijnlijk ook gelijk het einde voor Bioquark, dat sinds 2007 bestaat.

(faqt.nl)
Death Makes Angels of us all
And gives us wings where we had shoulders
Smooth as raven' s claws...
  woensdag 7 juni 2017 @ 09:29:14 #75
45206 Pietverdriet
Ik wou dat ik een ijsbeer was.
pi_171517670
Biokwark klinkt erg als een vapourware bedrijf, een ongelofelijke high tech innovatie willen brengen en dan investeerders zoeken.....
In Baden-Badener Badeseen kann man Baden-Badener baden sehen.
  woensdag 7 juni 2017 @ 09:39:55 #76
38496 Perrin
Sapere aude
pi_171517809
quote:
1s.gif Op woensdag 7 juni 2017 09:29 schreef Pietverdriet het volgende:
Biokwark klinkt erg als een vapourware bedrijf, een ongelofelijke high tech innovatie willen brengen en dan investeerders zoeken.....
Nogal ja. Hun hoofdkwartier is net zo spooky als hun businessplan:

vlcsnap-2014-05-22-10h09m32s107.png
I didn't say it would be easy. I just said it would be the truth.
pi_171517863
_O-
Death Makes Angels of us all
And gives us wings where we had shoulders
Smooth as raven' s claws...
  woensdag 7 juni 2017 @ 09:50:41 #78
45206 Pietverdriet
Ik wou dat ik een ijsbeer was.
pi_171517946
De CEO is Frank Nickolas Stein?
In Baden-Badener Badeseen kann man Baden-Badener baden sehen.
pi_171566514
08-06-2017

Einstein heeft alweer gelijk: astronomen zien sterrenlicht realtime afbuigen

We zien regelmatig zwaartekrachtlenzen in het verre universum, maar is het ook mogelijk om realtime te zien dat een ster het licht afbuigt? Albert Einstein geloofde in 1936 dat er weinig hoop was, maar nu is aangetoond dat het wel kan.

Een zwaartekrachtlens is een soort kosmische vergrootglas en buigt het licht van verre objecten. Stel, twee sterrenstelsels staan – gezien vanaf de aarde – achter elkaar. Het ene sterrenstelsel is vijf miljard lichtjaar van onze planeet verwijderd, terwijl het andere sterrenstelsel op acht miljard lichtjaar staat. Het licht van het verre sterrenstelsel reist langs het voorgrondstelsel en wordt afgebogen. Soms betekent dit dat we eenzelfde object vanaf de aarde meerdere keren zien, bijvoorbeeld in het geval van quasar WFI2033-4723. In andere gevallen wordt het licht van het achterliggende object versterkt, waardoor we verre sterrenstelsels kunnen zien die anders niet zichtbar zijn.

Maar is het effect van zwaartekracht ook realtime zichtbaar bij sterren in ons eigen melkwegstelsel? Dat wil zeggen: kunnen we een micro-zwaartekrachtlens zien ontstaan en vervolgens weer zien verdwijnen? Ja, zo bewijzen astronomen in een nieuw paper. De nabije witte dwergster Stein 2051 B heeft het licht van een verre ster afgebogen, waardoor de positie van deze achtergrondster twee milliarcseconden afweek van de daadwerkelijke positie. Dit verschil is enorm klein. Het is alsof je een mier ziet lopen op een klein muntje op een afstand van bijna 2.500 kilometer.

Einsteinring
De witte dwerg is zeventien lichtjaar van de aarde verwijderd en is ongeveer 2,7 miljard jaar oud. De afstand tussen de achtergrondster en de aarde is 5.000 lichtjaar. De witte dwergster schoof niet exact voor de achtergrondster, waardoor er geen symmetrische Einsteinring zichtbaar was. De ring was te klein om te meten, maar door de asymmetrische vorm leek de ster twee milliarcseconden verplaatst te zijn.


Vuurvliegje naast een gloeilamp
“Stein 2051 B oogt 400 keer helderder dan de verre achtergrondster”, vertelt teamlid Jay Anderson van STScI. Hij analyseerde de posities van de sterren op de Hubble-foto’s. “Het is alsof je een vuurvliegje naast een felle gloeilamp in de gaten houdt. Het insect beweegt nauwelijks, terwijl het licht van de lamp het moeilijk maakt om het diertje te zien.”

Eerste keer
Dit is de eerste keer dat wetenschappers het licht van een ster zien verplaatsen door gravitationele microlensing. Met uitzondering van de zon, want daar werd het effect tijdens een zonverduistering in 1919 aangetoond. Normaal gesproken wordt gravitationele microlensing ingezet om exoplaneten te ontdekken.

STSCI-H-p1725c-f-1800x1200.jpg?zoom=1.9599999666213987&resize=728%2C485&ssl=1
De blauwe lijn laat de beweging van de achtergrondster zien.

Perfect gewicht
Dankzij dit onderzoek weten astronomen nu dat het gewicht van Stein 2051 B ongeveer 68% is van het gewicht van onze zon. Dat betekent dat het object zwaarder is dan eerder gedacht. Dat is goed nieuws, want het nieuwe gewicht komt exact overeen met theoretische modellen, zoals de Chandrasekhar-limiet.

(scientias.nl)
Death Makes Angels of us all
And gives us wings where we had shoulders
Smooth as raven' s claws...
pi_171726733
15-06-2017

Robot schrijft eigenhandig twee muziekstukken

De robot met vier armen speelt op de marimba zijn zelfgeschreven liedjes.

Al zeven jaar werkt onderzoeker Mason Bretan aan deze robot, die de naam Shimon draagt. De robot begon zijn carriŤre als componist door te luisteren naar door mensen gemaakte muziek. Bretan gaf de robot bijna 5000 complete liedjes – van Beethoven tot Lady Gaga – om te bestuderen. De volgende stap was improviseren op akkoordprogressies.


Deep learning

In het begin was het zo dat robots geprogrammeerd werden om ťťn taak te doen en dat was het. Maar door machines een op het menselijk brein geÔnspireerd en dus gelaagd netwerk van processors te geven – ook wel diep neuraal netwerk genoemd – kunnen ze leren van hun ervaringen en zich dus meerdere taken eigen maken en gaandeweg ook beter worden in bepaalde taken. We noemen dat deep learning.

Muziekstuk
En nu is Shimon dus nog een stapje verder gegaan en heeft zijn eigen muziekstuk geschreven. Hij kreeg daarbij vrijwel geen hulp van mensen: Bretan leverde alleen de eerste vier maten aan. “Shimons compositie laat zien hoe muziek klinkt en eruitziet als een robot middels diepe neurale netwerken alles over muziek leert op basis van miljoenen door mensen gemaakte fragmenten,” vertelt Bretan.

Denken als een muzikant
Volgens Bretan is het voor het eerst dat een robot ‘deep learning’ gebruikt om muziek te creŽren. Hij wijst erop dat de robot door de tijd heen ook steeds meer als een muzikant is gaan denken. Zo was de robot in het begin nog erg gefocust op de volgende noot, maar is deze nu veel meer bezig met de structuur van de complete compositie. “Wanneer we muziek maken of luisteren, denken we niet alleen maar na over de volgende noot. Een artiest heeft een veel groter beeld van wat hij of zij in de komende maten of later in het muziekstuk wil bereiken.”


In de toekomst zal Shimon nog meer muziekstukken gaan schrijven. En zolang de onderzoekers hem andere beginmaten geven, zal hij elke keer met een ander stuk op de proppen komen. Onderzoekers kunnen onmogelijk voorspellen hoe dat stuk gaat klinken. Wel klinken in de muziekstukken invloeden door van de componisten en artiesten die Shimon heeft beluisterd. Zo hoort Bretan zo af en toe invloeden van Mozart terug bijvoorbeeld. Maar je kunt de robot niet betrappen op plagiaat: zijn stukken zijn niet te herleiden naar een specifiek muziekstuk of liedje.

(scientias.nl)
Death Makes Angels of us all
And gives us wings where we had shoulders
Smooth as raven' s claws...
pi_171783096
18-06-2017

Ongelooflijk: de eerste bacterieprinter

bacterieprinter.jpg

In 2010 haalde de Amerikaanse bioloog Craig Venter de wereldpers met een geweldige uitvinding. Hij had een bacterie gemaakt. Een echte, door ruw genetisch erfgoed in een lege cel te plaatsen. Het ding bleek te leven. Het wekte de belangstelling van een van de grootste futuristen ter wereld, Elon Musk. De puissant rijke zakenman zag mogelijkheden in de vinding van Venter en besloot hem te financieren. Nu, anderhalf jaar later, onthult Venter het resultaat: de eerste bacterieprinter.

Dat moet het maken van synthetische levensvormen een stuk makkelijker maken. Maar Musk wil de printer niet alleen op aarde inzetten, hij heeft veel grotere plannen. Waarom geen bacteriŽn gaan maken op Mars? Hij noemt het biologische teleportatie.

Het idee van Venter en Musk is simpel. Ze willen hun printer naar een planeet sturen waar geen leven is, maar wel leven mogelijk moet zijn, zoals Mars. Daar zetten ze de printer via een signaal vanaf aarde aan, waarna er simpele bacteriŽn worden gemaakt. Niet eentjes, maar miljoenen als het moet. De printer is in staat om de stoffen guanine, thymine, cytosine en adenine te mengen. Dat zijn de chemische bouwstenen waaruit eenvoudig leven bestaat.

Deze bacteriŽn zullen, als alles goed gaat, de planeet langzaam bevolken en wellicht zelfs beginnen met een evolutie. Met de printer zijn alleen zeer eenvoudige levensvormen te maken, maar die kunnen een planeet al tot leven wekken, denkt Musk. Tegen de tijd dat mensen komen, is er dan al een zeer eenvoudig ecosysteem zich aan het ontwikkelen. Het moet vervolgens voor menselijke kolonisten makkelijker zijn om bijvoorbeeld aan landbouw te gaan doen.

Dergelijke terraforming is een noodzakelijke voorwaarde, wil een menselijke bewoning van Mars ooit op gang komen. Venter denkt dat het wel even gaat duren voor zijn synthetische levensvormen Mars bewoonbaar hebben gemaakt, maar het proces kan in ieder geval op gang komen. Nu nog een ruimtevaartuig ontwikkelen dat de printer mee kan nemen naar de rode planeet.

(faqt.nl)
Death Makes Angels of us all
And gives us wings where we had shoulders
Smooth as raven' s claws...
pi_171783114
13-06-2017

Researchers Reveal The Multi-Dimensional Universe Of The Brain

extra_large-1497304358-cover-image.jpg
The bottom is a part of the neocortex, the top represents structures ranging from 1 dimension to 7 dimensions and beyond. The 'black-hole' in the middle is used to symbolize a complex of multi-dimensional spaces, or cavities. Blue Brain Project

The human brain is a convoluted labyrinth of passages in constant flux – routes are being created, strengthened, and deconstructed on a daily basis. On top of this, there are billions of neurons communicating with each other all day, every day via these ever-changing passages. At their junctions, there are synapses – about 1 quadrillion of them. If this all sounds complicated enough, then add a mind-boggling 11 dimensions to the mix.

Get ready, this new research is set to be a head-twister.

The study, published in Frontiers in Computational Neuroscience, uses algebraic topology to reveal the multi-dimensional architecture of the brain. This branch of mathematics harnesses abstract algebra to study topological spaces, such as spheres, knots, and tori.

The team from Blue Brain Project primarily focused on “cliques” and “cavities” to paint a picture of the structures and spaces within the brain. When neurons form a clique, they connect to every other neuron in the group in a way that forms a precise geometric object. The more neurons there are in a clique, the more connections there are, and the greater the dimension of the object.

“We found a world that we had never imagined,” said neuroscientist Henry Markram, director of Blue Brain Project, in a statement, “there are tens of millions of these objects even in a small speck of the brain, up through seven dimensions. In some networks, we even found structures with up to eleven dimensions.”

The purpose of such work is to try to peel back the relatively flat representation of the brain we have and reveal the multi-dimensional internal workings of the brain.

content-1497305206-topography.jpg
A representation of the neurons and connections that, in terms of the model, make up multi-dimensional "cliques". Above is a 5-dimensional simplex. Blue Brain Project

When the team then added a stimulus into the virtual brain, progressively higher dimensional cliques assembled and enclosed holes, or cavities. Much of these developments, however, were ephemeral.

Co-author Ran Levi paints it in a simpler fashion: “The appearance of high-dimensional cavities when the brain is processing information means that the neurons in the network react to stimuli in an extremely organized manner. It is as if the brain reacts to a stimulus by building then razing a tower of multi-dimensional blocks, starting with rods (1D), then planks (2D), then cubes (3D), and then more complex geometries with 4D, 5D, etc. The progression of activity through the brain resembles a multi-dimensional sandcastle that materializes out of the sand and then disintegrates.”

The team did their best to verify their findings by testing the results on real brain tissue. They state that their virtual discoveries were biologically relevant and suggest that the brain constantly rewires itself during development to construct a high-dimensional structure.

It is key to note that the objects in this study are not more than three dimensions outside the space of this model, it’s just that the mathematics used to describe the intricacy can have more dimensions.


(iflscience.com)
Death Makes Angels of us all
And gives us wings where we had shoulders
Smooth as raven' s claws...
pi_172035567
29-06-2017

Nieuwe kunststof verplaatst in het licht

Wetenschappers van de TU Eindhoven hebben samen met Engelse onderzoekers een nieuw polymeer ontwikkeld, dat onder invloed van licht gaat golven.

De onderzoekers plaatsten de kunststof in een rechthoekig frame. Het frame is niet groter dan een paperclip. Wanneer er licht op staat, kruipt het polymeer met een snelheid van een halve centimeter per seconde. In een paper in het wetenschappelijke vakblad Nature schrijven de onderzoekers dit het eerste wandelmachientje is dat licht direct omzet in voortbeweging.

In de video hieronder is te zien dat het machientje twee kanten op kan bewegen, afhankelijk van de positie. Is het machientje omgedraaid, dan kruipt het beestje de andere kant op.


Vloeibare kristallen
Het polymeer bestaat uit ‘liquid crystals’, die bijvoorbeeld ook in jouw LCD-televisie zitten. Het team van onderzoekers, onder leiding van hoogleraar Dick Broer, verwerkten een snel-reagerende lichtgevoelige variant in een vloeibaar-kristalpolymeer.

Hoe de technologie werkt
Wanneer er licht schijnt op het polymeer, dan zet de ene kant uit, terwijl de andere kant krimpt. Hierdoor gaat de kunststof bol staan. Is het licht weg, dan is de vorming direct verdwenen, en springt het apparaatje dus verder. Het strookje absorbeert het violette licht vrijwel volledig, waardoor er een schaduw ontstaat. Dit zelf-schaduwende effect zorgt voor een continue golfbeweging. Doordat de kunststof korter is dan het frame, staat het polymeer al direct bol. Wanneer er licht op wordt geschenen, bolt het belichtte deel naar beneden. Hierdoor ontstaat een kuil, waardoor het volgende stuk licht ontvangt en naar beneden bolt. De kuil verplaatst zich zo naar achteren en hierdoor ontstaat een golfbeweging. Het lijkt alsof het polymeer loopt.

piepklein.jpg?zoom=1.9599999666213987&resize=728%2C485&ssl=1
Piepklein wandelmachientje. Foto: Bart van Overbeeke.

Zonnepanelen schoonmaken
De onderzoekers geloven in de een toekomst voor deze technologie. Zo kunnen kleine objecten naar moeilijk bereikbare plaatsen worden gebracht. Het mechanisme is namelijk zeer krachtig, waardoor het zwaardere en grotere objecten – zelfs op een helling – verplaatsen. Daarnaast is het een ideale manier om zonnepanelen schoon te houden. De piepkleine machine maakt namelijk een golvende beweging, waardoor zandkorrels en ander vuil van een zonnepaneel kan worden verwijderd.

(scientias.nl)
Death Makes Angels of us all
And gives us wings where we had shoulders
Smooth as raven' s claws...
  donderdag 29 juni 2017 @ 09:10:26 #84
45206 Pietverdriet
Ik wou dat ik een ijsbeer was.
pi_172035914
Caltech ontwikkelde een phased array camera. Met deze sensor heeft de camera geen objectief nodig. Vergelijk het maar met een phased array radar, waar geen ronddraaiende antenne meer gebruikt wordt.

https://www.caltech.edu/n(...)without-lenses-78731
In Baden-Badener Badeseen kann man Baden-Badener baden sehen.
pi_172131761
30-06-2017

Vervuild water kan gefilterd worden met behulp van microbotjes.

In een nieuw paper beschrijven wetenschappers hoe de techniek werkt. Ieder botje bestaat voor de helft uit magnesium. Hierdoor ontstaan waterstofbellen in het water, waardoor de botjes door het water bewegen. De andere helft is gemaakt van verschillende laagjes goud en ijzer met daar bovenop zilveren nanodeeltjes. De bacteriŽn komen vast te zitten tussen de ijzeren en gouden lagen, waarna ze gedood worden door de nanodeeltjes.

Des te meer microbotjes er in vervuild water worden losgelaten, des te effectiever wordt het water gefilterd. De onderzoekers beweren dat de botjes in twintig minuten tijd tachtig procent van de E. coli-bacteriŽn in vervuild water kunnen doden.


robots.jpeg?zoom=1.9599999666213987&resize=750%2C429&ssl=1

Magnetisch
Uiteraard kan het water niet gedronken worden met de microbotjes er nog in. Dit is de reden dat ieder microbotje voor een deel uit ijzer bestaat. Hierdoor kunnen de botjes met een magneet uit het water worden gehaald.

Geen elektriciteit
Het grote voordeel is dat deze microbotjes geen elektriciteit nodig hebben om te werken. Toch is het de vraag hoe deze microbots daadwerkelijk ingezet gaan worden, want het lijkt ons alsnog een dure operatie om zakken vol microbotjes te vervoeren. Ook is tachtig procent nog geen honderd procent. Dan is deze filtermethode pas echt effectief.

Toekomst
De onderzoekers beloven hun microbots verder te verfijnen. Als de botjes goed werken, dan kunnen zij de kwaliteit van leven voor 663 miljoen mensen verbeteren. Dit zijn mensen die geen toegang hebben tot schoon drinkwater. Maar dat niet alleen! Deze microbotjes gaan in de toekomst misschien wel medicijnen afleveren in ons lichaam.

(scientias.nl)
Death Makes Angels of us all
And gives us wings where we had shoulders
Smooth as raven' s claws...
pi_172235426
06-07-2017

Geen diesel nodig: studenten maken bus die op mierenzuur rijdt


media_xll_9846136.jpg
© thinkstock.

Studenten van de Technische Universiteit in Eindhoven (Nederland) hebben een 'mierenzuurbus' voorgesteld. Het is de allereerste bus ter wereld die aangedreven wordt door, jawel, mierenzuur. Eind dit jaar zullen de eerste bussen rondrijden.

Aanhangwagen

Mierenzuur ontstaat door waterstof te laten reageren met kooldioxide, het resultaat wordt bewaard in een kunststoftank. Dankzij een proces in twee stappen, wordt het zuur omgezet in elektriciteit. Er wordt dan een soort aanhangwagen gevuld met mierenzuur, die dienst moet doen als laadstation voor de elektrische bussen of vrachtwagens. Wanneer de aanhangwagen aangesloten wordt, kan het voertuig dankzij het mierenzuur zo'n 200 kilometer rijden. Dat is een enorme vooruitgang, want nu raken elektrische bussen slechts 80 kilometer ver.

Veilig en goedkoop

Mierenzuur is een veilig alternatief voor waterstof. Die brandstof wordt onder hoge druk in een tank opgeslagen en dat is niet zonder risico. "Waterstof is explosief. Onze brandstof is te vergelijken met diesel. Probeer dat maar eens aan te steken; dat lukt je niet. Bovendien kunnen we met hetzelfde volume aan brandstof twee keer zoveel energie genereren", aldus technisch manager Tijn Swinkels.

Nog volgens Swinkels is het mierenzuur een goedkoop alternatief voor fossiele brandstoffen zoals benzine. "Nu nog kunnen we het mierenzuur produceren voor zestig cent per liter. Bij heel grote hoeveelheden daalt de literprijs met de helft." De lage brandstofprijs compenseert het hoge verbruik: met ťťn litertje mierenzuur kom je niet veel verder dan een kleine 700 meter.

Veel interesse

Busmaatschappijen en transportbedrijven hebben al veel interesse getoond in het systeem. Als alles goed gaat zouden de eerste 'mierenzuurbussen' eind volgend jaar op de openbare wegen rijden.

(HLN)
Death Makes Angels of us all
And gives us wings where we had shoulders
Smooth as raven' s claws...
pi_172357800
11-07-2017

Chinezen teleporteren informatie van de aarde naar de ruimte

Een primeur! De ‘ontvangende’ satelliet bevond zich op meer dan 500 kilometer van het aardoppervlak.

Teleportatie klinkt misschien als iets uit een sciencefictionfilm, maar in laboratoria wereldwijd wordt er op dit moment informatie geteleporteerd. Wetenschappers maken daarbij gebruik van wat Einstein ‘spooky action at a distance‘ noemde, oftewel: verstrengeling.

Over verstrengeling
“Verstrengeling is misschien wel het vreemdste en meest intrigerende gevolg van de wetten van kwantummechanica,” vertelde de Nederlandse onderzoeker Ronald Hanson een paar jaar geleden, nadat zijn onderzoeksteam erin geslaagd was om data over een afstand van drie meter te teleporteren. “Als twee deeltjes verstrengeld zijn, smelten hun identiteiten samen: hun gezamenlijke toestand is exact bepaald, maar de identiteit van elk afzonderlijk is verdwenen. De verstrengelde deeltjes gedragen zich als ťťn, ook als ze ver van elkaar verwijderd zijn.” Simpel gezegd: er is een soort mysterieuze connectie tussen de twee deeltjes, waardoor de toestand van de ťťn afhankelijk is van de toestand van de ander en je door ťťn deeltje te bestuderen, dus meer te weten kunt komen over het andere en in feite dus informatie van het ene naar het andere deeltje teleporteert.

Het mooie van het teleporteren van informatie is dat informatie niet van A naar B reist, maar op de ene plek verdwijnt en op de andere verschijnt. Hierdoor is het onderscheppen van informatie onmogelijk. In de toekomst hopen onderzoekers dan ook een zeer veilig kwantuminternet te kunnen bouwen dat supersnelle kwantumcomputers in staat stelt om met elkaar te communiceren.

Van de aarde naar de ruimte
Chinese onderzoekers zijn nu op dezelfde wijze aan het teleporteren geslagen. Maar wel over een enorme afstand: van de aarde naar een satelliet die op meer dan 500 kilometer hoogte om de aarde draait. Een primeur. De onderzoekers beschrijven hun experiment in dit paper en zien het als “een essentiŽle stap richting een wereldwijd kwantuminternet” (zie kader).

Het experiment
Te lezen is hoe ze twee fotonen met elkaar verstrengelden en vervolgens ťťn van deze fotonen naar de satelliet stuurden. De tweede foton bleef op aarde. Vervolgens voerden ze metingen uit op aarde en in de ruimte en deze bevestigden dat de deeltjes verstrengeld waren. Vanzelfsprekend deden de Chinezen dit niet zomaar met twee verstrengelde deeltjes: ze herhaalden het experiment met miljoenen fotonen. En honderden daarvan wisten ondanks de grote afstand verstrengeld te blijven.

In theorie kun je een verstrengeld deeltje naar de andere kant van het universum sturen, zonder de verstrengeling te doorbreken. Maar in de praktijk is dat lastiger, omdat fotonen gemakkelijk de interactie aangaan met hun omgeving en de verstrengeling daarbij verloren kan gaan

(scientias.nl)
Death Makes Angels of us all
And gives us wings where we had shoulders
Smooth as raven' s claws...
  vrijdag 21 juli 2017 @ 21:27:53 #88
38496 Perrin
Sapere aude
pi_172583709
quote:
Earth's Tectonic Activity May Be Crucial for Life--and Rare in Our Galaxy

Our planet is in constant flux. Tectonic plates—the large slabs of rock that divide Earth’s crust so that it looks like a cracked eggshell—jostle about in fits and starts that continuously reshape our planet—and possibly foster life.
I didn't say it would be easy. I just said it would be the truth.
pi_172870520
02-08-2017

Doorbraak: wetenschappers halen gevaarlijke mutatie uit menselijke embryo's


media_xll_9908795.jpg
De embryo's na de genaanpassing en een reeks celdelingen. © kos.

Wetenschappers zijn er voor het eerst in geslaagd om embryo's te ontdoen van DNA dat een dodelijke, erfelijke hartaandoening veroorzaakt. Ze produceerden op die manier embryo's die op het eerste gezicht gezond zijn, zo blijkt uit een studie die vandaag werd gepubliceerd in het vakblad Nature.

De onderzoekers, een internationaal team van Amerikaanse, Zuid-Koreaanse en Chinese wetenschappers, focusten hun onderzoek op hypertrofische obstructieve cardiomyopathie, een verdikking van de hartspier, die de belangrijkste doodsoorzaak vormt onder jonge atleten.

De hartaandoening treft 1 op 500 mensen en kan leiden tot een plotse hartstilstand. De ziekte wordt veroorzaakt door een afwijking in een enkel gen en dragers hebben vijftig procent kans om dat gen door te geven aan hun kinderen.

"Dankzij deze techniek is het mogelijk is de last van deze erfelijke ziekte op de familie en uiteindelijk de mensheid te beperken."
Dr. Shoukhrat Mitalipov

In de studie, die beschreven wordt in het vakblad Nature, gebeurde het genetisch herstel tijdens de conceptie. Sperma van een man met hypertrofische obstructieve cardiomyopathie, werd bewerkt met Crispr-technologie, die werkt als een genetische schaar en de gemuteerde DNA-sequentie uit het mannelijke gen knipt. Dat gezonde DNA werd ingebracht in het bevruchte eitje.

De onderzoekers gaven de embryo's vijf dagen de tijd om zich te ontwikkelen voor ze het experiment stopzetten. 72 procent van de embryo's bleken vrij te zijn van de ziekteverwekkende mutatie. "Elke volgende generatie zou dit herstel meekrijgen, want we hebben de ziekteverwekkende genvariant uit de verwantschapslijn gehaald. Dankzij deze techniek is het mogelijk de last van deze erfelijke ziekte voor de familie en uiteindelijk de mensheid te beperken," zegt dr. Shoukhrat Mitalipov, een sleutelfiguur in het onderzoek.

De methode was echter niet sluitend: de overige embryo's hadden een ongewenste deletie of insertie in het DNA. Volgens dr. Mitalipov kan de procedure nog verder verfijnd worden, zodat minstens 90 procent van de embryo's mutatievrij zouden zijn.

10.000 aandoeningen

De onderzoekers benadrukken wel dat er meer onderzoek naar genaanpassing nodig is, vooraleer kan gestart worden met klinische proeven.

Hoewel het nog enige tijd zal duren voor de praktijk ook in de realiteit kan worden toegepast, vergroot het onderzoek alleszins de kans dat baby's op een dag beschermd kunnen worden tegen erfelijke aandoeningen. Ongeveer 10.000 erfelijke aandoeningen zouden in theorie kunnen hersteld worden met deze technologie.

Ethisch verantwoord?


Misschien wel de grootste vraag, en waarschijnlijk degene waarover het meest gedebatteerd zal worden, is of we de genen van een ivf-embryo wel fysiek zouden mogen aanpassen."
Prof. Darren Griffin

Tegelijkertijd roept het onderzoek ook ethische vragen op. "Misschien wel de grootste vraag, en waarschijnlijk degene waarover het meest gedebatteerd zal worden, is of we de genen van een ivf-embryo wel fysiek zouden mogen aanpassen," zegt Darren Griffin, professor genetica aan de universiteit van Kent. "Dit is geen eenvoudige vraag. Tegelijkertijd moet ook het debat gevoerd worden over hoe moreel acceptabel het is om niet in te grijpen wanneer we deze technologie om levensbedreigende ziektes te vermijden, ter beschikking hebben," aldus Griffin.

De studie werd al scherp veroordeeld door dr. David King van de actiegroep Human Genetics Alert in Londen, die het onderzoek "onverantwoord" en een "race voor de eerste genetisch aangepaste baby" noemt.

"Hoewel we nog maar net de complexiteit van genetische aandoeningen beginnen te begrijpen, zal genaanpassing waarschijnlijk aanvaardbaar worden wanneer de potentiŽle voordelen, zowel voor individuen als de bredere maatschappij, groter worden dan de risico's," zegt dr. Yalda Jamshidi, docent genomische geneeskunde aan de St. George's University in Londen.

(HLN)
Death Makes Angels of us all
And gives us wings where we had shoulders
Smooth as raven' s claws...
pi_173034019
09-08-2017

Nieuwe chip kan lichaam repareren

wond.jpg

Over een paar jaar heeft iedere arts er waarschijnlijk eentje: een chip waarmee kapotte cellen kunnen worden gerepareerd. Het is een sensationele uitvinding van Ohio State University in de VS die belooft de geneeskunde revolutionair te veranderen. De uitvinders noemen het zelf tissue nano-transfection of TNT.

De behandeling, die tot nu toe alleen op muizen werd uitgevoerd, bestaat uit een kleine chip die op een stuk beschadigd lichaam wordt geplaatst. Dat kan huid zijn, maar ook zenuwbanen of bloedvaten. Deze chip kan zeer nauwkeurig eiwitten en genetisch materiaal naar de beschadigde cellen leiden, waar ze worden geactiveerd om cellen te repareren.

Zo is de chip op het beschadigde pootje van een muis gezet. De bloedvaten in het ledemaat werkten niet meer goed. Door de chip werden huidcellen van de muis veranderd in bloedvatcellen. Twee weken na de behandeling huppelde het knaagdier weer vrolijk rond. Maar het is ook mogelijk om deze techniek toe te passen op de hersens van muizen die een infarct hebben gehad. Dan worden de huidcellen omgezet in zenuwweefsel.

De behandeling is zeer effectief, in 98 procent van de experimenten werden muizen genezen met een ernstige aandoening. De uitvinders denken dat het zelfs ingezet kan worden om verouderde cellen te verjongen. Dat kan betekenen dat de levensduur van muizen – en hopelijk mensen – flink omhoog kan. Het lichaam krijgt gewoon een verjongingskuur.

De volgende stap is het experimenteren op mensen. Als die net zo reageren, heeft de geneeskunde er een krachtige nieuwe reparatieset bij. Vooral het behandelen van beschadigde huid en bloedvaten ziet er veelbelovend uit. Vooral omdat er gebruik wordt gemaakt van lichaamseigen eiwitten, die door het lichaam niet worden afgestoten.

De nieuwe techniek wordt in detail beschreven in het vakblad Nature Nanotechnology.
.
(faqt.nl)
Death Makes Angels of us all
And gives us wings where we had shoulders
Smooth as raven' s claws...
pi_173128695
12-08-2017

Een printer waar levende wezens uitrollen: het begin is er

Een Amerikaanse onderzoeker heeft een apparaat ontwikkeld dat DNA, RNA, eiwitten en viruspartikels kan printen.

Het apparaat heeft de naam Digital-to-Biological Converter (kortweg DBC) gekregen en is ontwikkeld door de onderzoeksgroep van Craig Venter. Misschien gaat er bij het horen van die naam niet direct een belletje rinkelen. Maar binnen de synthetische biologie wordt de man gezien als een pionier. Hij verbaasde in 2000 vriend en vijand door met weinig mankracht in korte tijd het complete menselijke genoom in kaart te brengen. En in 2010 wist hij alle kranten te halen door – naar eigen zeggen – voor het eerst kunstmatig leven te creŽren (zie kader). Een paar jaar later – in 2016 – presenteerde hij een uitgeklede versie van diezelfde synthetische levensvorm die enkel de genen herbergde die deze nodig had om te overleven (en dat waren er – verbazingwekkend genoeg – 437, veel meer dan vooraf werd gedacht).

Synthetisch leven

In 2010 creŽerde Venter een volledig synthetisch genoom en plaatste dat vervolgens in een levende cel. Velen – waaronder Venter zelf – bestempelden het resulterende organisme als ’s werelds eerste synthetische levensvorm. Daar valt echter wel iets op af te dingen. Want dit organisme was niet vanuit het niets gecreŽerd: Venter maakte immers alsnog gebruik van een bestaande, levende cel.

DBC
En nu laat Venter dus weer van zich horen. En wel met de DBC. “Allerlei methoden die in het moleculair biologisch lab gebruikt worden, worden in dit apparaat geautomatiseerd,” vertelt professor Oscar Kuipers, als moleculair microbioloog verbonden aan de Universiteit van Groningen.

Van bits naar eiwitten
Maar hoe werkt het apparaat dan precies? “Het begint allemaal met digitale informatie, dus bits: nullen en enen,” stelt Kuipers. Die bits beschrijven een DNA-sequentie, oftewel de volgorde van nucleotiden, waarvan adenine (A), Cytosine (C), Guanine (G) en Thymine (T) de meest voorkomende zijn. “Met twee bits kun je elke letter schrijven. A kan bijvoorbeeld 00 zijn. C kan 10 zijn, G kan 01 zijn en T kan 11 zijn.” Zo’n digitale DNA-sequentie kan het apparaat van Venter vervolgens omzetten in een echt DNA-molecuul, dat bestaat uit twee ketens van duizenden aan elkaar gekoppelde nucleotiden. “Deze DNA-syntheses (de kunstmatig gecreŽerde DNA-moleculen, red.) bestaan bijvoorbeeld uit een paar duizend letters. Die kortere stukken DNA kunnen echter aan elkaar gekoppeld worden, zodat grotere stukken DNA ontstaan. En uiteindelijk kun je zo een compleet chromosoom maken.” Zo heeft Venter al aangetoond dat hij het chromosoom van een faag – een klein virus dat alleen een specifieke bacterie infecteert en uit een paar duizend basenparen bestaat – kan produceren. “Maar je kunt zeker ook grotere DNA-sequenties maken.” Het apparaat gaat echter vervolgens nog een stapje verder. “Als je zo’n stuk DNA hebt, kan het apparaat daar nog enzymen aan toevoegen die het DNA omzetten in RNA-moleculen en die coderen dan voor de eiwitten.” Door vervolgens nog wat andere stoffen – waaronder energiedragers, enzymen en ribosomen – toe te voegen, maakt het apparaat een eiwit. “En dat gebeurt dus allemaal in vitro, dus zonder tussenkomst van levende cellen.”

Schermafbeelding-2017-08-08-om-14.22.49.png?zoom=1.9599999666213987&resize=728%2C456&ssl=1
De Digital-to-Biological Converter. Afbeelding: Nature Biotechnology / doi:10.1038/nbt.3859.

Transformatie-unit
Op dit moment kan het apparaat dus DNA-moleculen, RNA-moleculen en eiwitten maken. Daarnaast zit in het apparaat ook een transformatie-unit. Deze transformatie-unit kan het synthetische DNA in een levende cel plaatsen. Het betekent dat het apparaat in staat is om de ‘kunstmatige levensvorm’ die Venter in 2010 presenteerde, te ‘printen’.

Vaccins en medicijnen
Het klinkt heel indrukwekkend. Maar wat kunnen we nu eigenlijk met dit apparaat? Venter ziet grote mogelijkheden. Hij ziet het apparaat al vaccins, medicijnen, voedsel en zelfs complexere levensvormen op misschien wel andere planeten printen. “Het apparaat kan onder meer RNA-moleculen maken en die worden weer gebruikt om vaccins van te maken,” vertelt Kuipers. Er liggen plannen om de DBC kleiner en mogelijk zelfs draagbaar te maken. Het zou kunnen betekenen dat vaccins straks op elke plek gemaakt kunnen worden. Hetzelfde geldt voor sommige medicijnen. “Stel je voor dat je in het regenwoud zit en je loopt een infectie op. Het apparaat kan dan de ziekteverwekker sequencen en daarmee identificeren. Dan kan een arts op afstand het apparaat opdracht geven om een geschikt antibioticum te printen.” Het klinkt misschien te mooi om waar te zijn. “Maar het is zeker niet onmogelijk, want een antibioticum kan een eiwitje of een complexe organische verbinding zijn en zolang je de juiste moleculaire bouwstenen en enzymen hebt, kun je die synthetiseren.”

Wie is Venter?

Sommige mensen noemen hem een genie. Anderen zien hem meer als een geslepen zakenman die erin slaagt om – onder meer bij bedrijven – honderden miljoenen dollars los te peuteren voor zijn onderzoek. Kuipers ontmoette Venter een aantal jaren geleden toen Venter de Leeuwenhoek Medaille in ontvangst mocht nemen. “Het is een charismatische man, een visionair, maar tegelijkertijd is hij ook heel zakelijk.” Of hij net als eerdere ontvangers van de Leeuwenhoek Medaille ooit de Nobelprijs in handen gedrukt gaat krijgen? Het zou Kuipers niet verbazen. “Hij heeft misschien geen concrete grote ontdekking gedaan, maar hij heeft wel enorm veel kennis verzameld en die kennis snel gebruikt om onderzoek en synthese te automatiseren. De moleculaire biologie is door hem absoluut in een versnelling geraakt.”

Biologische teleportatie naar Mars
Maar Venter droomt groter. Hij ziet het ook wel voor zich dat dit apparaat in de toekomst naar Mars wordt gestuurd om daar micro-organismen te printen die de rode planeet terravormen. Of misschien kunnen we de planeet zelfs wel van een afstandje koloniseren door het genoom van complexere levensvormen – misschien zelfs mensen – naar zo’n apparaat op Mars te sturen. Venter noemt dat ‘biologische teleportatie’. “Het is een beetje Jules Verne-denken,” vindt Kuipers. Want er zitten vanzelfsprekend nogal wat haken en ogen aan dit wilde plan. “Eerst moet je het apparaat daar zien te krijgen en het moet ook daar – bij lage temperaturen en extreme omstandigheden – functioneren. Bovendien heeft Venter nog niet laten zien dat hij zonder tussenkomst van levende cellen een organisme kan printen. Dus dat betekent dat je cellen, al dan niet voorgeprepareerd, mee moet sturen om leven te kunnen ‘printen’.” Kuipers ziet zelf meer in die andere toepassing: snel medicijnen en vaccins printen op de plekken waar dat nu heel lastig is.

Echt nieuw leven printen
Biologische teleportatie mag dan ver weg zijn: het maakt Kuipers niet minder enthousiast over de DBC. “Het is heel mooi dat er nu een machine is die van elke sequentie in principe een eiwit kan maken. Natuurlijk zijn er nog wel wat problemen.” Zo is niet elk eiwit dat Venter maakt, functioneel, omdat niet elk eiwit zich direct goed vouwt. “Daarvoor heb je hulp-eiwitten of andere stofjes nodig, maar die kunnen in de toekomst natuurlijk in het apparaat worden toegevoegd. In theorie is dan ook niets onmogelijk. De logische vervolgstap? Met dit apparaat een compleet genoom synthetiseren en in een bacterie plaatsen, zodat een heel nieuwe bacterie ontstaat.” Die nieuwe bacterie kan – in de toekomst wellicht samen met synthetische hogere organismen – ingezet worden om stoffen te produceren die wij mensen nodig hebben. “Denk aan medicijnen of voedsel.” En dat toekomstbeeld is de opmaat naar de heilige graal binnen de synthetische biologie: leven maken from scratch. “Dat is de uitdaging. Van levenloos materiaal – nucleotiden, aminozuren, suikers, vetten, metalen en vitamines – leven maken,” bevestigt Kuipers. “Maar dat is nog ver weg. Dat kan nog wel 20 jaar duren. Maar als het lukt, kunnen we ook dat proces waarbij uit moleculen cellen worden gemaakt, automatiseren.”

Venter mag dan zo langzamerhand uitgegroeid zijn tot het gezicht van de synthetische biologie: hij is bij lange na niet de enige die in dit onderzoeksveld actief is. Talloze onderzoeksgroepen wereldwijd proberen nieuwe moleculen en stofwisselingsprocessen in bacteriŽn te brengen of zelfs vanuit niets een micro-organisme te scheppen. En het lijkt een kwestie van tijd voor zij met semi-synthetische levensvormen op de proppen komen die de wereld gaan veranderen. “Ik denk dat de impact van dit onderzoeksveld enorm kan zijn. Het is een beetje vergelijkbaar met de impact die de smartphone en de personal computer op de wereld hebben gehad, denk ik.” Alleen zal de synthetische biologie toch het speelveld blijven van de specialisten. “Ik denk niet dat elke burger straks zijn eigen medicijnen print, maar de apotheek op de hoek wel.” Voor het zover is, zullen de ethische bezwaren die er altijd zijn als het gaat om het ‘knutselen met DNA’, nog regelmatig de kop opsteken. Maar ze zullen de opmars van Venter en collega’s hooguit vertragen en zeker niet stoppen. “Elke technologie kan natuurlijk ten goede of ten kwade gebruikt worden,” benadrukt Kuipers. “Maar ik kan veel gevaarlijkere technologieŽn bedenken dan deze

(scientias.nl)
Death Makes Angels of us all
And gives us wings where we had shoulders
Smooth as raven' s claws...
pi_173129091
11-08-2017

'De meest complexe machine op aarde'

“Een van de (vele) uitdagingen bij de realisatie van kernfusie als energiebron is het maken van een bestendige reactorwand. Die moet een temperatuur van zo’n 150 miljoen Celsius weerstaan. Wetenschappers van het Nederlandse onderzoeksinstituut DIFFER denken nu dat een wand van vloeibaar metaal de klus kan klaren. Vier jaar geleden ging ik al op bezoek bij kernfusiereactor in aanbouw ITER en zag dat kernfusie rocket science op aarde is.”

Auteur: Roel van der Heijden

Ondanks de belofte op een veilige, schone en schier oneindige energieproductie faalden alle pogingen tot nu toe om kernfusie in te zetten als energiebron. Momenteel wordt er echter hard gewerkt aan een machine die de weg moet plaveien naar een centrale die fusie-energie produceert. Kennislink neemt met enkele experts testreactor ITER onder de loep, volgens sommigen de meest complexe machine op aarde in aanbouw.

Vloeibaar metaal als plasmadoosje

Het gloeiendhete plasma is de brandstof van een kernfusiereactor. Hoewel het voornamelijk in bedwang wordt gehouden door ijzersterke magneetvelden krijgt de wand van een reactor als ITER het enorm te verduren. Zelfs de sterkste en meest hittebestendige materialen slijten hierbij sneller dan ingenieurs lief is.

Wetenschappers van het Nederlandse onderzoeksinstituut publiceren begin augustus 2017 over een mogelijk oplossing: een wand van vloeibaar metaal. Ze testten een wand van wolfraam waarin door kleine gaatjes tin of lithium naar buiten stroomt. Als gevolg van de hitte verdampt dit materiaal en vormt een soort damplaag voor de wand, die warmte van het plasma absorbeert en verdeelt. Bovendien wordt de beschermlaag vanzelf dikker op het moment dat de temperatuur stijgt en er meer materiaal verdampt. De wetenschappers denken een veelbelovende oplossing voor toekomstige fusiereactoren in handen te hebben.

zon_bijgesneden.jpg?1495022881
 SOHO-EIT Consortium/ESA/NASA

Zon bijgesneden

Meer weten over kernfusie zelf? Lees het Kennislinkartikel Een zon op aarde.

De zon fuseert elke seconde met schijnbaar gemak honderden miljoenen tonnen aan waterstof tot helium. Het fuseren van atoomkernen tot nieuwe, zwaardere kernen is een proces waar doorgaans ongelofelijk veel energie bij vrijkomt en dat wereldleiders dan ook maar al te graag naar de aarde willen halen als basis van onze energievoorziening. Maar kernfusie bedrijf je niet zomaar…

Het punt is dat atomen zich niet zomaar laten fuseren. Daarvoor zijn omstandigheden nodig die niet eens in de buurt komen van wat wij ons kunnen voorstellen. In de kern van de zon, waar kernfusie plaatsvindt, heerst een druk van 250 miljard maal de druk van onze atmosfeer op zeeniveau en een temperatuur van 15 miljoen graden Celsius. Dat sŠmen is nodig voor kernfusie en wil je het kunstje van de zon nadoen, dan ontkom je niet aan deze twee welhaast onmogelijke voorwaarden.

Daarmee lijken de beloftes van fusie-energie volstrekt onhaalbaar, maar zo niet volgens Carlos Alejandre, vice-directeur van de veiligheidsafdeling van ITER: “Als je de temperatuur nůg verder opvoert, zeg naar ruim dan 100 miljoen graden, dan valt de noodzaak voor die extreem hoge druk weg. Kernfusie zal bij die temperatuur zelfs in een bijna vacuŁm plaatsvinden.”

Alejandre heeft het specifiek over de fusie van deuterium en tritium, een reactie die niet in de zon voorkomt en pas echt vlot verloopt bij een temperatuur van pakweg 150 miljoen graden. Hoe onmogelijk deze temperatuur je ook in de oren mag klinkt, het is misschien wel juist deze fusiereactie die over 100 jaar de lampen in huis zullen laten branden.

Megamagnetron

We hebben allemaal wel een oven in huis die op te stoken is tot een kleine 300 graden Celsius. IndustriŽle exemplaren halen duizenden graden. Maar hoe stook je een reactor op tot 150 miljoen graden, oftewel tien keer de temperatuur van de kern van onze zon?

Twee soorten verwarmingssystemen staan centraal in ITER. Ten eerste worden er deuterium-atomen versneld en met hoge snelheid op het materiaal in de reactor afgeschoten die hun energie daar via botsingen overdragen. Daarnaast zijn er twee systemen die de reactor verwarmen met elektromagnetische straling die specifiek is afgestemd op de bewegingen van de deeltjes waaruit het bestaat, ionen en elektronen. Eigenlijk is dit laatste proces is vergelijkbaar met de manier waarop een magnetron werkt.

Het verschil is dat het stookvermogen van ITER 50.000.000 watt is. Dat staat gelijk aan pakweg 25.000 huis-tuin-en-keuken-ovens bij elkaar.

Schaal_ITER.jpg?1495011113
Fusiereactor ITER gaat de eerste poging wagen om energie te winnen uit kernfusie. Let vooral op de persoon die zich rechtsonder in deze impressie vergaapt aan de afmetingen van de reactor.
 Karlsruhe Institute of Technology

Magnetisch doosje

Zaak is dus eerst een reactor te bouwen die op te stoken is tot boven de 100 miljoen graden Celsius. De cruciale vraag daarbij is: “waar maak je die reactor van?” Richard Pitts, verantwoordelijke voor de reactorwand van ITER reageert: “We kunnen op zich best een ‘doosje’ maken dat bestand is tegen die temperatuur; de hamvraag is alleen hoe lang dat doosje het uithoudt…”

De oplossing die hiervoor ruim een halve eeuw geleden werd bedacht is complex maar elegant. Wetenschappers in de voormalige Sovjet-Unie ontdekten toen dat het veel slimmer is om het fusiemateriaal te controleren met magnetische velden. Weliswaar brengt dit technisch gezien veel uitdagingen met zich mee, maar het grote voordeel is dat magnetische velden niet slijten, hoe hoog je de verwarming ook opschroeft.

Een voorwaarde voor het functioneren van een magnetische kamer is dat hetgeen je probeert te controleren een netto lading heeft. Hierbij helpt moeder natuur gelukkig een handje, want bij ITER’s beoogde temperaturen zijn atoomkernen niet meer in staat hun elektronen vast te houden. Het resultaat is een soep van negatief geladen elektronen en positief geladen atoomkernen – ook wel plasma genoemd – die zich prima laten dirigeren door een magnetisch veld.

Ook de Joint European Torus – een van de belangrijkste voorgangers van ITER – maakt gebruik van een magnetische kamer in de vorm van een donut, een zogenoemde tokamak. Het geheim van dit concept is dat de elektrisch geladen deeltjes bij een rondgaande beweging in de reactor een magneetveld opwekken dat het bestaande veld versterkt en andere deeltjes gevangen houdt.

ITER-magneten.jpg?1495022760
Om het plasma van ITER op zijn plek te houden worden 18 verticale en 6 horizontale magnetische lussen gebruikt. Daarnaast bevindt er zich een verticale magnetische staaf in het midden van de machine.*
 ITER

Vliegdekschepen afremmen

Toch zal het opstarten van ITER niet zo eenvoudig zijn als de verwarming aanzetten en de deeltjes in de reactor een zetje in de rondte te geven. De magnetische kamer bestaat immers bij de gratie van magneten; hťťl veel magneten… Neil Mitchell is de man die bij ITER verantwoordelijk is voor de magneten en hij laat weten dat er momenteel zo’n 409 ton aan magneten is geproduceerd, bijna een half miljoen kilo, alsof het de normaalste zaak van de wereld is. “In feite zijn die magneten lange kabels gemaakt van niobium-tin”, laat hij weten. “In totaal zo’n 85.000 kilometer in lengte. Ik schat dat de waarde van die magneten alleen al zo’n 250 miljoen euro is…”

Het principe van deze magneten is vrij eenvoudig, te vergelijken met elke elektromagneet. Jaag een flinke stroom door de kabel die is gewikkeld als een spoel en je wekt een aardig magneetveld op. Hoe hoger die stroom des te sterker is het magneetveld.


[img]https://assets.kennislink.nl/system/files/000/184/611/medium/Charles_de_Gaulle_schip.jpg?1495023023
[/img]Met de energie die in de magneten van ITER zit opgeslagen zou je het Franse vliegdekschip Charles de Gaulle tot 180 kilometer per uur kunnen versnellen.
 netmarine.net

Maar ‘aardig’ is in het geval van ITER niet goed genoeg. Hier zijn magneetvelden tot wel 13 tesla nodig, oftewel de 2500 keer de sterkte van een gemiddelde koelkastmagneet. Om dat voor elkaar te krijgen worden er handig gebruik gemaakt van supergeleiding. Door de magneetkabels te koelen tot slechts een paar graden boven het absolute nulpunt verliezen ze hun elektrische weerstand. Dat betekent dat er gigantische stromen doorheen kunnen lopen, zůnder dat de kabels opwarmen of zelfs smelten.

“Het is hierbij wel cruciaal dat de magneten niet boven de kritische temperatuur komen”, zegt Mitchell. “Mochten ze op het moment dat ITER draait warmer worden dan zo’n -268 graden Celsius dan verliezen ze hun supergeleidende eigenschap en beginnen de gigantische hoeveelheid energie die ze bevatten om te zetten in warmte. En dat zal waarschijnlijk desastreuze gevolgen voor de reactor hebben. We hebben daarom een noodsysteem waarmee we de 51 gigajoule in het magneetsysteem veilig kunnen afvoeren binnen pakweg 20 seconden. Stel je voor, dit komt overeen met het afremmen van Frankrijks vlaggenschip Charles de Gaulle van 180 km/h tot 0; en dat in dezelfde korte tijd…”

Rocket science van het afvoerputje

Om te voorkomen dat deze noodstop ooit gebruikt hoeft te worden zijn de magneten goed afgeschermd van het gloeiendhete hart van de reactor. Onder andere door de vacuŁmkamer. De stalen kolos zorgt daarnaast voor een luchtdichte afsluiting van de reactor. Zelfs maar een grammetje lucht zou het fusiefeest in de reactor grondig verpesten. Dat komt onder andere omdat er zich tijdens operatie Łberhaupt maar een gram brandstof in de reactor zit. ITER wordt naast megamagnetron en magnetische krachtpatser, eigenlijk ook een van de grootste vacuŁmkamers te wereld. De kamer bestaat uit een dubbele stalen wand waartussen water stroomt ter koeling. Het stalen gevaarte weegt net iets meer dan het ijzer van de Eiffeltoren bij elkaar.


Vacuumkamer.jpg?1495022770
Deze ruimte kan vrijwel vacuŁm worden gezogen zodat er tegelijkertijd slechts een gram fusiemateriaal in de reactor zit. De 44 poorten kunnen worden gebruikt als entree voor robotarmen om reparaties aan de binnenkant van de reactor uit te voeren.
 ITER

De binnenkant van de vacuŁmkamer is bedekt met in totaal 44 grote beryllium tegels, het zogenoemde blanket. Het is vooral deze laag die het flink te verduren zal krijgen. Grote hoeveelheden elektromagnetische straling en hoog-energetische neutronen (die niet worden bedwongen door het magneetveld van de reactor) zullen deze laag opwarmen en langzaam radioactief maken.

Een ander onderdeel van ITER dat zwaar onder vuur zal liggen is de zogenoemde divertor. “Het afvoerputje van ITER”, aldus Pitts. Hier wordt onder andere het ontstane helium – eigenlijk het ‘as’ van het vuur in de reactor – weggevoerd. Gezien de hitte van het plasma zal dit de plek zijn waar ITER het meeste zal slijten. Er zijn maar weinig materialen die de voorziene temperatuur (ongeveer 3000 graden Celsius) heelhuids kunnen doorstaan tijdens de beoogde 20-jarige levensduur van ITER, en waarschijnlijk wordt wolfraam in het ontwerp gebruikt, het metaal met het hoogste smeltpunt.

“De materialen van de divertor krijgen een hitte van tientallen megawatt per vierkante meter te verduren”, zegt Rem Haange. Dat is ter vergelijking al gauw zo’n 15.000 keer de energie die de zon op een heldere dag op een vierkante meter aarde schijnt. "Om iets te fabriceren dat zoveel hitte weerstaat kan echt wel rocket science genoemd worden.

Bouwproces

De laatste twee jaar is ITER de constructiefase ingegaan. Dat betekent dat de reactor niet slechts op de tekentafel bestaat, maar dat er in de Zuid-Franse bossen ook daadwerkelijk betonmolens draaien.

ITER_luchtfoto.jpg?1495023031
Het bouwterrein van ITER. Vergroot de afbeelding voor meer informatie.
 Princeton Plasma Physics Laboratory/ITER

Overigens wil dat nog niet zeggen dat alle bouwtekeningen keurig op een stapeltje in de kast liggen. Hoewel het ontwerp in grote lijnen vaststaat, zijn nog niet alle delen van het systeem tot op de laatste millimeter uitgedacht.

“Neem bijvoorbeeld de tokamak zelf, op zijn afmetingen zit nu nog steeds een onzekerheid van een centimeter”, zegt Brian Macklin, medewerker van ITER die verantwoordelijk is voor het samenstellen van de machine. “Blijken de aangeleverde onderdelen aan de grote kant uitgevallen dan moeten we zorgen dat de afmetingen van de overige onderdelen daarop worden afgestemd. Dit zogenoemde reverse engineering zal de komende jaren nog veelvuldig voorkomen. Verder is er nu nog ruimte voor veranderingen in het ontwerp, maar als iemand nķ nog de afmetingen van de reactor in het ontwerp probeert aan te passen dan wordt hij of zij echt naar huis gestuurd, haha.”

Volgens Macklin zal het in elkaar zetten van de reactor ongeveer vier jaar in beslag nemen. In 2017, op het hoogtepunt van het sleutelwerk, werken er bijna 2000 mensen op het terrein. Als de reactor helemaal klaar is rond 2021 zal de machine een periode van 18 maanden in gaan waarbij de machine voorzichtig wordt opgestart, zonder hem op volle kracht te benutten. Daarna gaat ITER weer uit. Het duurt dan nog twee jaar om de machine te perfectioneren voor het ‘echte werk’, als de machine tot het uiterste gedreven wordt en er ook daadwerkelijk kernfusie zal plaatsvinden. De planning zegt nu dat de eerste echte deuterium-tritium-experimenten, waarbij de machine meer energie produceert dan dat erin gaat, in 2027 plaats zullen vinden.

Politieke puzzel

ITER blijkt in alle opzichten een puzzel van wereldformaat. Een van de communicatiemedewerkers grapte tijdens een bezoek van Kennislink dat zelfs het miniatuurmodel van de reactor moeilijk in elkaar te zetten was. Maar het project is niet alleen een technische puzzel. Ook de internationale samenwerking zorgt voor hoofdbrekens. Zo werd er bijvoorbeeld jarenlang gesteggeld over de locatie van de reactor. Uiteindelijk won Europa de race om het gastheerschap en werd de ‘verliezende’ partij Japan zoet gehouden met extra privileges.

ITER_participants.png?1495022721
ITER is een samenwerkingsproject van China, de Europese Unie, India, Japan, Rusland, de Verenigde Staten en Zuid-Korea. De rode stip geeft aan waar de reactor gebouwd wordt.
 Rfassbind via publiek domein

Het illustreert hoe lastig is om met de halve wereld ťťn machine te bouwen die zijn weerga niet kent. Pitts besluit: “Misschien komen de detectors van de deeltjesversneller LHC in de buurt maar ik weet vrij zeker dat ITER de meest complexe machine wordt die ooit is gebouwd.”

(Kennislink.nl)
Death Makes Angels of us all
And gives us wings where we had shoulders
Smooth as raven' s claws...
pi_173456579
28-08-2017

Nanochip verandert lichaamscellen


02_arm.jpg

Onderzoekers van de Ohio State University Wexner Medical Center hebben een nanochip ontwikkeld die in staat is om lichaamscellen om te zetten in andere soorten lichaamscellen.

Zo voerden zij onlangs een proef uit op muizen en varkens met een verminderde bloedstroom in hun poten, waarbij huidcellen werden omgezet in vaatcellen. ‘Door de vorming van nieuwe bloedvaten kon de doorbloeding in zeer aangetaste poten terug op gang worden gebracht, waarna de poot zonder verdere behandeling kon genezen’, vertelt Chandan Sen, PhD, directeur van de afdeling regeneratieve geneeskunde & celtherapie.

De silicium nanochip ter grootte van een manchetknoop werkt door middel van het injecteren van synthetisch DNA onder de huid. Het injecteren gaat met behulp van een kort stroomstootje. ‘Dit proces duurt nog geen seconde, waarna de chip verwijderd wordt. Het lichaam doet vervolgens de rest. Doordat we geen virussen of ander infectiemateriaal gebruiken om ontstekingen te voorkomen, zijn de eventuele risico’s zeer laag. Cellen zullen dus niet opeens extreem snel gaan delen met alle gevolgen van dien’, aldus Sen.

Zenuwcellen

Naast vaatcellen kunnen de huidcellen ook worden omgezet in andere cellen, zoals zenuwcellen. In een ander experiment met muizen is het de onderzoekers gelukt om zenuwcellen te laten groeien onder de huid om deze vervolgens in de hersenen in te brengen om de muis te laten herstellen van een beroerte.

Sen en zijn team zijn zo’n vijf jaar geleden gestart met dit onderzoek en inmiddels tonen de proeven aan dat de techniek, door de onderzoekers Tissue Nanotransfection (TNT) genoemd, in 98 % van de gevallen aanslaat. Sen: ‘Normaal gesproken worden stamcellen of andere cellen omgezet in de versimpelde omgeving van het laboratorium, waarna deze worden ingebracht in het lichaam. Doordat het lichaam natuurlijk veel complexer is, presteren deze omgezette cellen meestal niet voldoende. Met ons onderzoek wilden we kijken of we de groeiende cellen ter plaatse kunnen omzetten, om op deze manier celfuncties aan te passen aan de behoefte.’

De onderzoekers willen volgend jaar starten met de klinische trials, waarbij eerst wordt gekeken naar het vormen van bloedvaten in verwonde ledematen. In een later stadium kunnen huidcellen worden omgezet in zenuwcellen voor een eventuele behandeling van parkinson en alzheimer.

(technischweekblad.nl)
Death Makes Angels of us all
And gives us wings where we had shoulders
Smooth as raven' s claws...
pi_173456637
28-08-2017

Kwantumteleportatie is ook onder water mogelijk

Dat tonen Chinese onderzoekers aan. Het is volgens hen “de eerste stap richting onderzeese kwantumcommunicatie”.

Al enige jaren zijn onderzoekers bezig met teleportatie van data. Ze maken daarbij gebruik van wat Einstein jaren geleden “spooky action at a distance” noemde: verstrengeling van deeltjes. De Nederlandse onderzoeker Ronald Hanson vertelde er een paar jaar geleden – nadat zijn onderzoeksteam erin geslaagd was om data over een afstand van drie meter te teleporteren – het volgende over:

“Verstrengeling is misschien wel het vreemdste en meest intrigerende gevolg van de wetten van kwantummechanica. Als twee deeltjes verstrengeld zijn, smelten hun identiteiten samen: hun gezamenlijke toestand is exact bepaald, maar de identiteit van elk afzonderlijk is verdwenen. De verstrengelde deeltjes gedragen zich als ťťn, ook als ze ver van elkaar verwijderd zijn.”

Wanneer twee deeltjes met elkaar verstrengeld zijn, is er dus een mysterieuze connectie tussen de twee deeltjes, waardoor de toestand van deeltje A afhankelijk is van de toestand van deeltje B. En door deeltje A te bestuderen, weet je dus hoe deeltje B eraan toe is en omgekeerd. In zekere zin wordt er dus informatie over het ene deeltje naar het andere geteleporteerd. En dat noemen we dus kwantumteleportatie of kwantumcommunicatie. Het heeft tal van voordelen. Zo reist informatie niet fysiek van deeltje A naar deeltje B, waardoor het ook onmogelijk te onderscheppen is. Kwantumcommunicatie is dus superveilig.

Eerdere experimenten
Onderzoeksteams wereldwijd zijn op dit moment druk met kwantumteleportatie aan het experimenteren. Daarbij wordt de afstand waarover geteleporteerd wordt, gaandeweg opgevoerd. Vorige maand maakten Chinese onderzoekers bijvoorbeeld bekend dat het ze voor het eerst gelukt was om informatie van de aarde naar de ruimte te teleporteren (over een afstand van zo’n 500 kilometer).

Zeewater
Tot voor kort werd er echter alleen geteleporteerd door bijvoorbeeld glasvezel of lucht. “Maar het blijft onduidelijk of zeewater, dat meer dan 70 procent van de aarde bedekt, ook gebruikt kan worden,” zo schrijven Chinese onderzoekers in het blad Optics Express. Maar daar wordt in datzelfde onderzoekspaper verandering in gebracht. De onderzoekers beschrijven namelijk een experiment dat aantoont dat kwantumcommunicatie ook doorgang kan vinden in water.

Het experiment
De onderzoekers verzamelden zeewater en pompten het in een drie meter lange tank in het laboratorium. Vervolgens creŽerden ze twee verstrengelde fotonen die zich aan weerszijden van de tank bevonden. En hoewel tussen deze deeltjes van elkaar gescheiden werden door een drie meter brede ‘zee’, bleek de verstrengeling stand te houden en informatie in 98 procent van de gevallen keurig van het ene naar het andere deeltje ‘geteleporteerd’ te worden.

Daarmee is voor nu aangetoond dat kwantumteleportatie ook in zeewater werkt. De afstand waarover dat is aangetoond, is nog niet zo heel indrukwekkend. Maar de onderzoekers hebben goede hoop dat dat gaat veranderen. In hun paper schrijven ze er alle vertrouwen in te hebben dat kwantumteleportatie onder water mogelijk moet zijn over een afstand van zo’n 885 meter. Experimenten in volle zee moeten uitwijzen of dat werkelijk het geval is.

(scientias.nl)
Death Makes Angels of us all
And gives us wings where we had shoulders
Smooth as raven' s claws...
pi_173633304
06-09-2017

Primeur: onderzoekers veranderen de kleur van een bloem met CRISPR

Door ťťn gen te verstoren, kleurden de bloemen wit in plaats van violet.

Japanse onderzoekers gingen aan de slag met de plant Ipomoea nil. Hun experiment bewijst dat CRISPR/Cas9 ook ingezet kan worden om genen van planten te bestuderen en manipuleren.

Wat is CRISPR/Cas9?
Het is een methode die onderzoekers kunnen gebruiken om heel specifieke genen uit te schakelen of een stukje DNA te vervangen door een ander stukje DNA. Onderzoeker hebben het trucje afgekeken van bacteriŽn die een vergelijkbare techniek gebruiken om zich te wapenen tegen virussen. Als een virus een bacterie binnendringt, integreert de bacterie het DNA van het virus in een bijzondere DNA-sequentie (ook wel Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats, kortweg CRISPR genoemd). Vervolgens maakt de bacterie RNA aan dat een kopie van dat virus bevat. Dat RNA – ook wel guide-RNA genoemd – wordt opgenomen door een enzym dat ‘Cas’ wordt genoemd en leidt het enzym naar het virus. Eenmaal daar aangekomen knipt Cas het DNA van het virus in stukjes, waardoor het virus zich niet meer kan vermenigvuldigen. Wetenschappers hebben echter ontdekt dat Cas niet alleen viraal DNA, maar DNA van elk organisme kapot kan knippen. En door een specifiek stukje guide-RNA aan het enzym mee te geven, kunnen onderzoekers heel precies bepalen waar het DNA kapot wordt geknipt. Een cel zal vervolgens proberen het DNA te repareren, maar vaak worden daarbij fouten gemaakt en ontstaan mutaties waardoor het gen niet functioneert. Het is ook mogelijk om deze techniek in te zetten om een fout stukje DNA te vervangen door een gewenst stukje DNA. in dat geval krijgt het guide-RNA ook een stukje DNA mee. Zodra het DNA doormidden is geknipt, wordt dit stukje DNA ertussen geplakt, zodat een nieuwe – wenselijke – DNA-sequentie ontstaat.

De onderzoekers richtten zich op het gen DFR-B. Dit gen codeert voor een enzym dat verantwoordelijk is voor de kleur van de stengels, bladeren en bloemen van I. nil. Ze wilden dit gen met behulp van CRISPR uitschakelen. Dat was best nog een uitdaging, aangezien vlakbij DFR-B twee nauw aan DFR-B verwante genen te vinden zijn. Grote vraag was dan ook of het zou lukken om DFR-B specifiek te raken en de andere genen onaangetast te laten.

Gelukt
Maar in het blad Scientific Reports schrijven de onderzoekers nu dat het gelukt is. Het DFR-B-gen werd verstoord en het enzym waarvoor het gen codeerde was niet langer actief. Hierdoor werd een bepaald pigment niet langer geproduceerd en kleurden de bloemen van de plant in 75 procent van de gevallen wit in plaats van violet. Een analyse van het genoom van de aangepaste planten bevestigt dat het stukje DNA dat de onderzoekers wilden veranderen, daadwerkelijk veranderd was en dat de nabijgelegen genen niet gemuteerd waren. Het bewijst dat CRISPR/Cas9 nauwgezet werkt.

CRISPR haalt de laatste tijd regelmatig de kranten. Onlangs meldden onderzoekers bijvoorbeeld nog dat het gelukt was om met behulp van CRISPR een schadelijke mutatie in menselijke embryo’s te repareren. Langzaam maar zeker wordt de enorme potentie van deze techniek dan ook steeds duidelijker. Tegelijkertijd roepen dergelijke experimenten ook ethische vraagstukken op. Bijvoorbeeld: hoever mogen we gaan tijdens het aanpassen van het menselijk genoom?

(scientias.nl)
Death Makes Angels of us all
And gives us wings where we had shoulders
Smooth as raven' s claws...
pi_173786916
14-09-2017

Quantumcomputer kan Nederlandse staatsgeheimen in no-time op straat gooien

Onderzoekers luiden de noodklok. De quantumcomputer komt eraan. En dus moeten we onze data als de wiedeweerga beschermen met nieuwe cryptografietechnieken. Maar die zijn er nog niet…

Op dit moment wordt onze data beschermd door beveiligingstechnieken zoals RSA en ECC. En daarmee is die data veilig, want deze beveiligingstechnieken bevatten sleutels die met een traditionele computer in nog geen 100 jaar te kraken zijn. Maar binnen tien jaar kunnen die beveiligingstechnieken wel eens compleet nutteloos worden.

Wat is een quantumcomputer precies?

De quantumcomputer onderscheidt zich van een traditionele computer doordat deze geen gebruik maakt van bits – die de waarde 0 ůf 1 kunnen hebben – maar van quantumbits. Quantumbits kunnen bijvoorbeeld atomen zijn en die kunnen – dankzij verstrengeling – tegelijkertijd de waarde 0 ťn 1 hebben. Die quantumbits geven de quantumcomputer – zeker in vergelijking met de traditionele pc – een enorme capaciteit, zo legde Ton van Leeuwen eerder uit aan Scientias.nl. “Neem 256 bits: zo’n beetje het kleinste geheugentje dat we kennen. Met behulp van quantummechanische beschrijvingen zouden we in 256 atomen meer informatie op kunnen slaan dan in de gehele aarde, wanneer je deze om zou bouwen tot een USB-stick.” Maar niet alleen de capaciteit, ook de verwerkingssnelheid van een quantumcomputer is dankzij de quantumbits indrukwekkend. “Stel, ik geef jou een groot getal en vraag je te berekenen welke 28 priemgetallen ik vermenigvuldigd heb om tot dat grote getal te komen. Een klassieke computer zou het daar ontzettend moeilijk mee hebben. En dat is maar goed ook, want elke encryptie is hierop gebaseerd. Maar een quantumcomputer kan dat vraagstuk wel relatief snel oplossen.” Dat komt ook weer doordat deze niet alle opties ťťn voor ťťn, maar tegelijkertijd kan toetsen.

Quantumcomputer
Naar verwachting verschijnt rond 2025 namelijk de kwantumcomputer op het toneel. Deze computer maakt gebruik van quantummechanische eigenschappen en kan zo niet alleen bepaalde rekenproblemen in no-time oplossen, maar ook de RSA- en ECC-sleutels in een paar dagen of misschien zelfs uren kraken. Het zou kunnen betekenen dat data die nu nog veilig is dan in ťťn klap op straat komt te liggen. En dat geldt niet alleen voor data die rond 2025 wordt gecreŽerd, maar ook voor data die nu of in het verleden is opgeslagen. “Een kwaadwillende kan de beveiligde communicatie van nu opslaan om het vervolgens jaren later te kraken met een quantumcomputer,” vertelt hoogleraar cryptologie Tanja Lange. “Alle geheime informatie van nu is dan openbaar.”

Nieuwe cryptografie
Het is een angstaanjagend beeld. En daarom trekt Lange in het blad Nature aan de bel. Er is maar ťťn manier om onze data in de toekomst tegen quantumcomputers te beschermen: post-quantum cryptografie ontwikkelen. Oftewel: beveiligingssleutels ontwikkelen die ook voor de quantumcomputer te hoog gegrepen zijn. Maar dat valt nog niet mee. En het lijkt dan ook een race tegen de klok te worden: zullen die beveiligingssleutels er zijn voor de quantumcomputer gemeengoed wordt?

Lange zet – samen met een collega – in Nature uiteen welke opties er op dit moment zijn voor post-quantum cryptografie. En elke optie lijkt zijn beperkingen te hebben. De ene vraagt bijvoorbeeld veel bandbreedte. Terwijl de andere gemakkelijker te bouwen is, maar weer minder veilig lijkt. Kortom: een robuuste post-quantum cryptografie lijkt nog ver weg. En dat is met het oog op de opmars van de quantumcomputer zorgwekkend. Daarom moet er volgens Lange onmiddellijk meer ingezet worden op cryptografie-onderzoek. “Na ontwikkeling en standaardisatie duurt alleen al het invoeren van nieuwe cryptosystemen 15 tot 20 jaar.”

Wil je meer weten over de quantumcomputer en de quantummechanica die erachter schuilgaat? Duik dan eens in dit artikel, waarin Ton van Leeuwen onthult dat zelfs de knapste koppen moeite hebben om de quantummechanica te bevatten: “Als je twintig natuurkundigen bij elkaar zet en over quantummechanica laat discussiŽren, heb je binnen de kortste keren ‘ruzie’.”

qc.jpg

(scientias.nl)
Death Makes Angels of us all
And gives us wings where we had shoulders
Smooth as raven' s claws...
pi_174182472
02-10-2017

Primeur: licht opgeslagen als geluid

Licht op een microchip. Dat hebben wetenschappers ontwikkeld om jouw computer in de toekomst supersnel te maken.

bm_lab00020_2-YAMEzavFkUCNEqOEXrAa3A.jpg?auto=compress&ch=Width%2CDPR&dpr=1.40&ixjsv=2.2.4&q=71&rect=90%2C0%2C4715%2C3264&w=960

Plotseling begint je computer te pruttelen. Je voelt eraan. Ja hoor, hij is weer eens oververhit.

Het is bekend: als een computer te heet wordt, gaat hij langzamer werken en wordt hij instabiel. Daarom proberen natuurkundigen en bedrijven als IBM al lang een andere, snellere energiebron dan stroom te vinden. Licht ligt voor de hand, en om gegevens als licht op te slaan en te verwerken willen wetenschappers een fotonische chip ontwikkelen.

Computers met ‘lichtsnelheid’

Lichtdeeltjes, fotonen, wekken namelijk geen warmte op. Bovendien transporteren ze gegevens veel sneller, met een lager energieverbruik en zonder de storende elektromagnetische velden die stroom vormt.

Maar de onderzoekers worstelen met een probleem: hoe kan een chip gegevens ophalen en verwerken als het licht 300.000 kilometer per seconde aflegt?

Licht omgezet in geluid

Daar hebben geleerden aan de universiteit van Sydney nu iets op bedacht. Ze remmen het lichtsignaal binnen in een microchip af en ‘parkeren’ gegevens in een geluidsgolf, waardoor de gegevens vijf keer zo lang in de chip blijven.

Daardoor ontstaat er een pauze, waarin de computer de gegevens kan ophalen en verwerken, zelfs nauwkeuriger dan zoals het nu gaat.

Dit is mogelijk doordat de kleinste deeltjes van licht en geluid opvallende overeenkomsten vertonen. Net als fotonen bewegen zogenoemde fononen in golven met een verschillende kracht en lengte, en beide elementen kunnen elkaar beÔnvloeden.

Er zijn echter meer experimenten nodig voordat de microchip in productie kan worden genomen.


1) Een dataimpuls in de vorm van pulserend licht (geel) wordt vanaf links de chip in gestuurd. Een lichtimpuls, die moet helpen met het opslaan van gegevens, komt van de rechterkant (blauw). 2) De twee lichtimpulsen stuiten op elkaar en beÔnvloeden elkaar en het materiaal in het circuit, waardoor er een korte geluidsgolf ontstaat. Nu kunnen gegevens 10 nanoseconden lang worden opgeslagen, opgehaald en doorgestuurd. 3) Een nieuwe lichtimpuls loopt naar de chip en beweegt zich voort naar de geluidsgolf. 4) De lichtimpuls lost de geluidsgolf op en vormt een nieuwe lichtimpuls, identiek aan de oorspronkelijke gegevensdrager. 5) De lichtimpuls komt de chip uit. Dit alles duurt, afhankelijk van de grootte van de spiraal, 12 tot 13 nanoseconden.

(wibnet.nl)
Death Makes Angels of us all
And gives us wings where we had shoulders
Smooth as raven' s claws...
  maandag 23 oktober 2017 @ 13:27:51 #98
38496 Perrin
Sapere aude
pi_174602446
171023-BASE-Full.jpg?ixlib=rails-2.1.4&auto=format&ch=Width%2CDPR&fit=max&w=835

quote:
Universe shouldn’t exist, CERN physicists conclude

Physicists at CERN in Switzerland have made the most precise measurement ever of the magnetic moment of an anti-proton – a number that measures how a particle reacts to magnetic force – and found it to be exactly the same as that of the proton but with opposite sign. The work is described in Nature.

“All of our observations find a complete symmetry between matter and antimatter, which is why the universe should not actually exist,” says Christian Smorra, a physicist at CERN’s Baryon–Antibaryon Symmetry Experiment (BASE) collaboration. “An asymmetry must exist here somewhere but we simply do not understand where the difference is.”
I didn't say it would be easy. I just said it would be the truth.
pi_174664907
25-10-2017

Oersoep-experiment onverwacht succesvol

Bouwstenen van eiwitten gevormd in herhaling van historisch Miller-Urey-experiment in NEMO

Na een looptijd van vijf jaar is het Miller-Urey-experiment uit NEMO geanalyseerd. Wat is er ontstaan in deze nagebootste oersoep? Net als in het originele experiment, blijken ook nu weer ‘bouwstenen van leven’ te zijn gevormd.


LevenInHetHeelal_Miller.png?1507126656
Het beroemde Miller-Urey-experiment in NEMO Science Museum, links een foto uit 2012, rechts een foto uit 2017.

Wat zit erin? Dat was de grote vraag toen in mei van dit jaar het Miller-Urey-experiment in NEMO werd gestopt. Zou er in deze nabootsing van de ‘oersoep’ leven zijn ontstaan? Dat niet, zo weten we nu. Maar er zijn wel aminozuren gevormd, de bouwstenen van eiwitten. Cruciale moleculen voor al het leven dat we nu op aarde kennen. Ook van dat van ons. En misschien is er nog veel meer mogelijk: vandaag gaan drie nieuwe experimenten van start om de huidige resultaten te bevestigen en hopelijk nieuwe vondsten te genereren.

Scepsis en verbazing

In 1953 publiceerden de Amerikaanse promovendus Stanley Miller en zijn begeleider Harold Urey de resultaten van een revolutionair experiment. Ze hadden een kolf gevuld met eenvoudige gassen en water om de situatie op de jonge aarde, nog voordat er leven was, na te bootsen. In de kolf zorgden twee elektroden voor een elektrische ontlading, een soort bliksemflits, die de energie moest leveren voor chemische reacties. Doel van het experiment was om te zien of onder deze omstandigheden leven kan ontstaan. Of, iets minder ambitieus, dat er moleculen worden gevormd die belangrijk zijn voor leven.

Het plan van Miller en Urey werd destijds met de nodige scepsis onthaald en de verbazing was dan ook groot toen na een week verschillende aminozuren opdoken in deze ‘oersoep’. Een mengsel van eenvoudige gassen, wat water en energie uit een bliksemflits bleken voldoende om de ‘bouwstenen van leven’ te kunnen vormen.

Al snel volgde er kritiek; er werd hardop getwijfeld of hun experiment die oersituatie wel goed nabootste. Tegelijkertijd staat wel vast dat het Miller-Urey-experiment de start betekende van een heel nieuwe kijk op experimenteel onderzoek naar het ontstaan van leven. “Natuurlijk is er veel discussie geweest over de wetenschappelijke waarde van hun resultaten, maar het is hoe dan ook een belangrijk historisch experiment”, vindt Bert Meijer, hoogleraar Organische Chemie aan de Technische Universiteit Eindhoven.



Filmpje over het afronden van het Miller-Urey-experiment in NEMO Science Museum


Prut en aanslag

Toen Meijer werd benaderd door Rob van Hattum van NEMO Science Museum om mee te werken aan een langdurige herhaling van het Miller-Urey-experiment vond hij dat een heel leuk idee, maar hij had zo z’n twijfels of het iets zou opleveren. “We moesten de omstandigheden van het originele experiment flink aanpassen. Bij een experiment in een museum vol kinderen staat de veiligheid natuurlijk voorop. Daarom moesten we werken bij veel lagere druk en een veel lagere temperatuur dan in de originele situatie. Ook de kracht van stroomstootjes moest flink omlaag.” Chemische reacties verlopen langzamer bij lagere temperatuur en druk, als ze al op gang komen.

In 2012 ging het experiment van start. Meijer: “Af en toe keek ik in die kolf en dan zag ik wat grijze prut en wat aanslag op de elektroden en dan kon ik me niet voorstellen dat hier iets interessants zou ontstaan.” In mei van dit jaar zat de looptijd erop. De opstelling werd afgebroken en de zorgvuldig afgesloten kolf met onbekende inhoud ging op transport naar Eindhoven. Daar stonden Marle Vleugels en Martin van Son, masterstudenten scheikunde, klaar om deze nieuwe oersoep te doorgronden.

Te klein

Waar begin je met zoeken in een mengsel waar van alles in kan zitten? “Onze opdracht was om specifiek naar aminozuren te zoeken”, vertelt Vleugels. Dat klinkt als een rechttoe-rechtaan klusje, maar dat bleek toch iets ingewikkelder, ondanks dat ze een hele batterij aan analytische technieken tot hun beschikking hadden. Als eerste stap wilden ze HPLC gebruiken, een techniek waarbij je een mengsel scheidt in de afzonderlijke componenten. “Maar aminozuren zijn te klein om direct te detecteren met HPLC”, legt Van Son uit.

RM-ICMS-Marle_en_Martin-001.jpg?1507664397

Marle Vleugels en Martin van Son

Koppeling aan een groter molecuul, een derivaat, was noodzakelijk en dat bood meteen de mogelijkheid tot selectie. Van Son: “We kozen een derivaat dat alleen zou binden aan amines, dat zijn moleculen met daarin een NH2-groep, een stikstofatoom met daaraan twee waterstofatomen. Alle aminozuren bevatten zo’n groep, dus dan weet je dat alles wat niet bindt aan je derivaat in ieder geval geen aminozuur is.”

Niet-standaard aminozuur

Het had nog behoorlijk wat voeten in de aarde, maar uiteindelijk lukte het de twee studenten om de potentiŽle aminozuren uit het mengsel te halen. Met behulp van nog weer andere technieken konden ze vervolgens aantonen dat er drie verschillende aminozuren zijn gevormd: glycine, alanine en bŤta-alanine. Deze laatste is een variant op alanine met de NH2-groep op een andere locatie in het molecuul. En er zijn heel sterke aanwijzingen dat er ook 4-aminobutaanzuur is gevormd; een aminozuur dat we niet tegenkomen als bouwsteen van eiwitten. “Het is wel heel leuk dat we ook een niet-standaard aminozuur hebben gevonden”, zegt Van Son.

“Ik ben echt verrast dat ook bij de bijzonder milde omstandigheden van dit experiment deze stoffen ontstaan”, aldus een enthousiaste Bert Meijer. “Dit had ik vooraf niet gedacht.” Vleugels en Van Son hebben alleen naar aminozuren gezocht, maar er is vast nog meer te vinden. Daar heeft Meijer wel ideeŽn over. “Natuurlijk moeten we een slag om de arm houden, maar als ik naar de resultaten van de massaspectrometrie-bepalingen kijk, dan lijkt het er sterk op dat er langere ketens in het mengsel zitten. We gaan nu eerst zorgvuldig bepalen wat er precies aanwezig is, maar ik durf wel te zeggen dat we hier wellicht heel interessante moleculen tegenkomen.”

Klei in de kolf

Met de analyse zijn ze in Eindhoven nog wel even zoet, maar ondertussen gaat er alweer een nieuwe versie van het Miller-Urey-experiment van start in NEMO. Nu in maar liefst drie kolven, vertelt Vleugels. “Eentje is een exacte herhaling van het vorige experiment, de tweede is gelijk aan nummer ťťn maar dan met klei toegevoegd en de derde is gelijk aan nummer ťťn, maar in plaats van elektrische ontladingen zorgt een uv-lampje voor de energie.” Waarom klei? “Veel wetenschappers denken dat anorganische stoffen zoals klei een rol hebben gespeeld bij het ontstaan van het eerste leven”, zegt Van Son. “Aan het oppervlak van dit soort vaste materialen kunnen zich allerlei belangrijke reacties hebben afgespeeld.”

Miller_exp_nieuw_drie-kolven.JPG?1507710965

De drie nieuwe versies van het Miller-Urey-experiment: rechts de kolf die een herhaling is van het vorige experiment, in het midden de kolf waar een uv-lampje voor de energie gaat zorgen (nog niet gemonteerd) en links de versie met klei toegevoegd.


Miller_exp-ingepakt_okt2017.JPG?1507710873
Miller exp ingepakt okt2017

Het nieuwe Miller-Urey-experiment is zorgvuldig ingepakt en klaar voor transport van de TU Eindhoven naar NEMO Science Museum in Amsterdam waar het vijf jaar zal lopen onder toeziend oog van de bezoekers.

Bert Meijer hoopt dat de twee variaties op het originele experiment ook echt leiden tot de vorming van andere moleculen. En hij hoopt dat de replica van het origineel juist een herhaling van de resultaten laat zien. “Ik kan niet vaak genoeg benadrukken hoe belangrijk het is dat je resultaten kunt reproduceren. Eťn experiment levert geen wetenschappelijk bewijs.”

Niet zo snel

Maar in hoeverre levert dit experiment eigenlijk wetenschappelijk relevante informatie? Leert dit ons iets over het ontstaan van leven? “Dit is in de eerste plaats een experiment voor in een museum, waarmee je kinderen kennis wilt laten maken met wetenschap en bezoekers wilt laten nadenken over het ontstaan van leven”, aldus Meijer. “Als het verrassende uitkomsten levert is dat een mooie bijvangst, maar het is niet het uitgangspunt.”

Meijer denkt echter wel dat chemici op een andere manier iets van dit experiment kunnen leren. “Dit experiment heeft vijf jaar geduurd en chemici werken nooit zo lang aan ťťn experiment. Bij ons moeten reacties vooral zo snel mogelijk verlopen, maar dit laat zien dat snelheid misschien niet altijd de beste drijfveer is. Een langere looptijd en heel milde condities kunnen ook interessante resultaten opleveren.” Dus toch maar een hoekje reserveren in het lab om een experiment lekker lang te laten lopen. Wie weet wat je tegenkomt.

Ben_Feringa_en_Bert_Meijer_bij_NEMO_experiment.JPG?1508143829
Nobelprijswinnaar Ben Feringa en supramoleculair-wetenschapper Bert Meijer bij de nieuwe opstelling van het Miller-Urey-experiment in NEMO Science Museum op 13 oktober 2017.

 DigiDaan

(kennislink.nl)
Death Makes Angels of us all
And gives us wings where we had shoulders
Smooth as raven' s claws...
pi_174797149
26-10-2017

Algoritme geeft cellen nieuwe toekomst


herprogrammeren261017.jpg

Stop alle nu al beschikbare data over genetische expressie in ťťn computeralgoritme, en je kunt elk type cel rechtstreeks omtoveren in elk ander celtype. Dat claimen Indika Rajapakse en collega’s van de universiteit van Michigan deze week in PNAS.

Je zou op die manier bijvoorbeeld de regeneratie van menselijke organen op gang kunnen brengen. Maar je zou ook kankercellen kunnen herprogrammeren tot weefsel dat zich normaal gedraagt.

Die herprogrammering is een kwestie van zogeheten transcriptiefactoren. Dat zijn eiwitten die selectief een aantal genen inschakelen die het nieuwe specialisme van de cel bepalen.

Tot nu toe was het vinden van die transcriptiefactoren een kwestie van stug uitproberen. Al in 1989 is het wijlen Harold Weintraub min of meer per ongeluk gelukt om bindweefselcellen (fibroblasten) te veranderen in spiercellen, mede omdat daar maar ťťn zo’n factor voor nodig was. En in 2007 lukte het Shinya Yamanaka om fibroblasten met behulp van vier transcriptiefactoren te deprogrammeren tot ongespecialiseerde stamcellen waar je dan weer Šndere transcriptiefactoren op kunt uitproberen; het leverde Yamanaka een Nobelprijs op en vormt nog altijd een hoeksteen van de regeneratieve geneeskunde.

Rajapakse stelt dat het simpeler kan. Hij ging uit van een pakket gegevens over de expressie van 22.083 genen in menselijke fibroblasten, op een aantal verschillende momenten binnen de ontwikkelingscyclus. En om die dataset een beetje handzamer te maken, vulde hij hem aan met zogeheten Hi-C gegevens over de manier waarop het DNA normaal gesproken ligt opgerold in de celkern. Daar kun je uit halen welke genen vlak naast elkaar liggen en dus grote kans maken elkaar rechtstreeks te beÔnvloeden.

Met behulp van een dik pak bio-informatica is het inderdaad gelukt een algoritme te ontwikkelen dat op basis van deze datasets correct de werking voorspelt van de eerder door Yamanaka gevonden transcriptiefactoren, en van nog een paar andere die al eerder in de literatuur zijn beschreven.

Combinaties van transcriptiefactoren uitproberen die door het algoritme worden voorspeld maar niet eerder zijn getest, is de volgende stap. Volgens een persbericht zijn ze daar nu in Michigan mee bezig. In de tussentijd is alvast octrooi aangevraagd op het algoritme.

bron: University of Michigan

(c2w.nl)
Death Makes Angels of us all
And gives us wings where we had shoulders
Smooth as raven' s claws...
pi_174839598
02-11-2017

Bacterie maakt groenere bouwstenen voor plastic

De productie van grondstoffen voor plastics kost veel energie en is bovendien erg vervuilend. De Wageningse promovendus Youri van Nuland heeft dit proces nu een stuk groener gemaakt met zijn aangepaste bacterie die in ťťn stap moleculen omzet in bouwstenen voor plastic.

Om een plastic te maken heb je over het algemeen twee bouwstenen nodig die aan elkaar ‘klikken’. Door dit proces vaak te herhalen krijg je lange strengen kunststof. De bouwstenen van veel plastics zijn zogenoemde dizuren – moleculen met twee zuurgroepen aan de uiteinden – of diolen – moleculen met twee alcoholgroepen aan de uiteinden. Deze groepen reageren snel met elkaar of andere bouwstenen en dat maakt de klikreactie makkelijker. Ze hebben alleen ťťn groot nadeel: het kost veel energie om ze te produceren en er komt bovendien veel CO2 bij vrij. Promovendus Youri van Nuland van Wageningen University & Research heeft daar iets op gevonden: een bacterie die de bouwstoffen in ťťn stap kan maken.

Butane-3D-balls.png?1509633219
Butaan, een voorbeeld van een alkaan met vier koolstofatomen (zwarte bollen) en twaalf waterstofatomen (witte bollen)

 Wikimedia Commons, Ben Mills and Jynto via publiek domein

Aangepaste bacterie

Van Nuland wilde in zijn promotie in eerste instantie alkanen, moleculen bestaande uit een rechte streng koolstof en waterstof, omzetten in dizuren. Daarvoor gebruikte hij een aangepaste E. coli-bacterie waar hij het enzym alkaanhydroxylase aan toevoegde. “Dat enzym zet selectief een van de uiteinden van een alkaan om in zuurgroepen”, legt Van Nuland uit. “Wij hebben hem met behulp van andere enzymen zo ver gekregen om ook de andere kant om te zetten in een zuur.”

Het enzym zet echter niet in ťťn keer zuurgroepen op de alkaan. Als eerste stap voegt het alcoholgroepen toe aan het alkaan, waardoor er een diol ontstaat, en zet die diol vervolgens weer om in een dizuur. “Ik vroeg me af of we de reactie ook bij de diol konden stoppen, zodat we niet het dizuur maar de diol in konden isoleren”, vertelt Van Nuland. Dit bleek mogelijk door nog een enzym toe te voegen: alcohol acetyltransferase. “Dit tweede enzym zorgt ervoor dat de alcoholgroepen reageren met acetyl-CoA, een molecuul dat al aanwezig is in de bacterie”, legt Van Nuland uit. “Hierdoor is de alcohol beschermd en kan de zuurgroep niet meer vormen.”


EfficiŽnt

De bescherming kun je uiteindelijk makkelijk verwijderen en dan heb je de diol in handen. Het hele proces is volgens Van Nuland erg efficiŽnt. “We hebben de reactie getest met alkanen van verschillende lengtes. Het ene startproduct geeft meer opbrengst dan de ander, maar we zien over het algemeen dat we maar een klein percentage bijproducten krijgen.” Of de reactie ook op grote schaal zo goed werkt, heeft de promovendus nog niet kunnen testen. “Mijn promotietraject liep ten einde, maar je kunt in principe gewoon meer bacteriŽn gebruiken, dus ik verwacht niet veel problemen.” Inmiddels heeft de universiteit een patent aangevraagd voor het proces, en Van Nuland verkent nu of diol- en dizuurfabrikanten geÔnteresseerd zijn in de technologie.

Hoewel de productie een stuk minder vervuilt dan de klassieke methodes, kun je het proces niet direct biobased noemen. De grondstoffen komen namelijk nog steeds gewoon uit olie. “De alkanen die we gebruiken haal je nu nog uit olie. Maar met deze route gaan we veel efficiŽnter te werk en stoten we minder broeikasgas uit. Verder bestaan er al processen waarbij ze alcoholen uit biomassa produceren, die kunnen we ook omzetten naar diolen.”

E._coli_Bacteria_%2816578744517%29.jpg?1509028645
De Escherichia coli bacterie

 Wikimedia Commons, NIAID via CC BY 2.0

Afwachten

Van Nuland heeft nu zijn promotie achter de rug en werkt hij in Wageningen als postdoc. Hij zou het liefst verder gaan met dit project, maar op dit moment hebben ze nog geen industriŽle partner gevonden. Hij moet dus nog even afwachten. “Ik verwacht wel dat het opgepikt gaat worden”, zegt Van Nuland. “De bacterie is erg flexibel en kan veel verschillende producten maken. En uiteindelijk moeten we toch allemaal naar schonere processen.”

Dit artikel is een publicatie van NEMO Kennislink.
© NEMO Kennislink, sommige rechten voorbehouden

(kennislink.nl)
Death Makes Angels of us all
And gives us wings where we had shoulders
Smooth as raven' s claws...
  vrijdag 3 november 2017 @ 09:16:49 #102
45206 Pietverdriet
Ik wou dat ik een ijsbeer was.
pi_174839706
Denk dat een veel groter probleem de is dat plastics niet biologisch afbreekbaar zijn
In Baden-Badener Badeseen kann man Baden-Badener baden sehen.
pi_174954299
quote:
0s.gif Op vrijdag 3 november 2017 09:16 schreef Pietverdriet het volgende:
Denk dat een veel groter probleem de is dat plastics niet biologisch afbreekbaar zijn
Inderdaad
Death Makes Angels of us all
And gives us wings where we had shoulders
Smooth as raven' s claws...
pi_174954317
08-11-2017

Wetenschappers planten miniversie van menselijk brein in bij muizen en ethici zijn in alle staten


763?appId=2dc96dd3f167e919913d808324cbfeb2&quality=0.8
 © ThinkStock

Wetenschap & Planeet Twee papers die deze week worden voorgesteld op een vermaard congres voor neurowetenschappers in de Verenigde Staten, onthullen dat ze organoÔdes – zeg maar miniversies – van een menselijk brein hebben ingeplant bij muizen en ratten. Ethici zijn gealarmeerd, want die nieuwe ontwikkeling zou de dieren wel eens een verhoogd bewustzijn kunnen geven.

Het creŽren van menselijk hersenweefsel uit stamcellen zelf is niet nieuw. Het gebeurde voor het eerst vier jaar geleden in een lab in Wenen. De meest geavanceerde zijn niet groter dan een linze en werden tot nu toe alleen gekweekt in testbuizen. Ze pulseren met dezelfde soort elektrische activiteit die echte hersenen aansturen en doen nieuwe neuronen ontstaan. Ze ontwikkelen ook de zes lagen van de menselijke hersenschors, die onder meer verantwoordelijk is voor ons denken, beoordelingsvermogen en onze spraak.

Zulke organoÔdes zijn een revolutionaire stap in het onderzoek naar de ontwikkeling van het menselijke brein en ziektes zoals Alzheimer en Zika. Maar het brengt de wetenschap ook in onbekende ethische wateren. “Niet dat ik denk dat een organoÔde in een proefbuis kan denken, maar we moeten wel bekijken wat de ethische impact van deze ontwikkeling is”, aldus neurowetenschapper Hongjun Song van de universiteit van Pennsylvania.

Dringend

Daarover nadenken is sinds deze week net iets dringender geworden. Want op het jaarlijkse congres van de Society for Neuroscience in het Amerikaanse Washington DC stellen twee teams van wetenschappers deze week een rapport voor waaruit blijkt dat ze zulke miniversies van het menselijke brein ingeplant hebben in de hersenen van muizen en ratten. En waarin het vooruitzicht wordt geopperd dat die minihersenen zich verder zouden kunnen ontwikkelen in de dieren.

Een lab bevestigt zelfs dat het de organoÔdes verbond met de bloedsomloop van de knaagdieren, waardoor ze verder kunnen groeien. De enige manier om uiteindelijk volledig ontwikkelde hersenen te simuleren, waarmee aandoeningen als autisme, epilepsie en schizofrenie onderzocht kunnen worden, zo klinkt het. “We komen zo op compleet onbekend ethisch terrein”, zegt Christof Koch van het Allen Institute for Brain Science in Seattle. “De wetenschap gaat zo snel, dat de ethiek niet kan bijhouden.”

763?appId=2dc96dd3f167e919913d808324cbfeb2&quality=0.8
 © Reuters

Idem voor de wetgeving, want waar de National Institutes of Health een moratorium hebben op het verlenen van fondsen aan research die menselijke stamcellen in embryo’s van gewervelde dieren inbrengt, bestaat er nog geen wetgeving rond het inplanten van de pas ontwikkelde organoÔdes.

In de nieuwe experimenten – waarover nog nooit werd gecommuniceerd – bleken de meeste transplantaties succesvol en eentje hield het zelfs twee maanden uit. Meer nog, ontwikkelde neuronen van het menselijke brein stuurden axons – die elektrische signalen van het ene neuron naar het andere overbrengen – naar verscheidene delen van het brein van het knaagdier. Over de grootte van de organoÔdes en de effecten op het gedrag van de muis wilde Fred Gage van het Salk Institute, een van de meest vermaarde neurobiologen ter wereld, echter nog niets kwijt tot zijn paper gepubliceerd is.

Frankenstein

Voor alle duidelijkheid: zo een miniversie van het menselijk brein kan zelfs nog niet de grootte van de hersenen van een kind bereiken in een muis en dat beperkt bijna zeker hoe complex ze kan worden. Beide experimenten gebruikten ook volwassen ratten, van wie de hersenen niet meer groeien. Anders zou het kunnen zijn als ze al ingeplant worden in foetussen. “Het is moeilijk voor te stellen hoe dat menselijke cognitieve capaciteiten zoals het bewustzijn zou beÔnvloeden bij de dieren”, aldus bio-ethicus Jonathan Kimmelman van de McGilluniversiteit van Montreal.

Het is hoe dan ook een interessante discussie volgens zijn collega Josephine Johnston van The Hastings Center. “We deden in het verleden experimenten op muizen omdat ze niet menselijk zijn. Maar als we hen kleine menselijke breinen geven. Wat betekent dat voor hun intelligentie? En hun bewustzijn?”

We deden in het verleden experimenten op muizen omdat ze niet menselijk zijn. Maar als we hen kleine menselijke breinen geven. Wat betekent dat voor hun intelligentie? En hun bewustzijn?

Bio-ethicus Josephine Johnston

En ook hun collega Hank Greely van de universiteit van Stanford maakt die bedenking. “Op zeker moment in de toekomst kan het zijn dat wat we gemaakt hebben zelfs een zeker respect verdient. Volgend jaar vieren we de 200ste verjaardag van ‘Frankenstein’ van Mary Shelly. Ik denk dat het verhaal een nieuwe relevantie heeft in het licht van de ontwikkelingen waarover we het hier hebben.”

(HLN)
Death Makes Angels of us all
And gives us wings where we had shoulders
Smooth as raven' s claws...
pi_174954393
08-11-2017

3d-geprinte origami

x201745_NieuwsE2_3d-geprinte_origami_-TUD.jpg.pagespeed.ic.xFsyI2IWzK.jpg

Onderzoekers van de TUD zijn erin geslaagd om met een gewone 3d-printer en eenvoudig 3d-printmateriaal platte structuren te printen die zichzelf vervolgens in een driedimensionale vorm vouwen.

Tot nu toe was dit alleen mogelijk met speciale, veel duurdere printers en printmateriaal.

Hoewel het eenvoudig klinkt, komt er nog heel wat bij deze opvouwtechniek kijken. Zo moeten bepaalde delen zich in een vaste volgorde en volgens vooraf geplande stappen op≠vouwen, wat het nodige programmeerwerk vooraf vergt.

De techniek maakt onder meer de productie van prothesen met een poreuze binnenzijde mogelijk, zodat zich hier stamcellen van de patiŽnt kunnen nestelen.

(technischweekblad.nl)
Death Makes Angels of us all
And gives us wings where we had shoulders
Smooth as raven' s claws...
pi_175082196
14-11-2017

Nederlanders testen 'lichtzeil' gemaakt van grafeen

Gaat dit materiaal in de toekomst onze ruimtevaartuigen voortstuwen?

Stephen Hawking kwam anderhalf jaar geleden met een fantastisch plan op de proppen. Hij wilde op korte termijn een ruimtevaartuig naar de dichtstbijzijnde ster sturen. Die ster bevindt zich op een slordige 4,3 lichtjaar afstand. Dat is omgerekend zo’n 40 biljoen kilometer. Maar Hawking liet zich niet door die afstand uit het veld slaan. Hij acht het mogelijk om die afstand in twintig jaar tijd te overbruggen. Wat betekent dat zijn ruimtevaartuig moet reizen met een snelheid van 60.000 kilometer per seconde.

Een lichtzeil
Het lijkt onmogelijk. Maar dat is het – op papier – zeker niet. Men neme gewoon een ruimtevaartuig dat bijna niets weegt en hangt het aan een lichtzeil. Vervolgens stuw je dat lichtzeil – en dus ook het ruimtevaartuigje dat eraan hangt – voort met behulp van een krachtige laserstraal die je vanaf de aarde op het lichtzeil richt (zie kader). Hierdoor wordt het ruimtevaartuig flink versneld en verkrijgt het voldoende snelheid om binnen 20 jaar bij Alpha Centauri te arriveren.

Als licht door een oppervlak wordt gereflecteerd of geabsorbeerd, oefent het een kracht uit die het oppervlak wegduwt van de lichtbron. Door handig gebruik te maken van die stralingsdruk is het in theorie mogelijk om objecten in de ruimte op snelheid te brengen zonder dat daarvoor brandstof nodig is. Maar: de van stralingsdruk afkomstige stuwkracht is zwak. Het betekent dat het lichtzeil een behoorlijke oppervlakte moet hebben en heel licht moet zijn om een effectieve voortstuwing mogelijk te maken. Daarnaast moet het lichtzeil natuurlijk wel stevig zijn en niet zomaar knappen. Ook wat dat laatste betreft is grafeen aantrekkelijk: het is niet alleen licht, maar ook heel sterk.

Grafeen
Voor Hawkings voorstel werkelijkheid kan worden, is er echter nog wel wat werk aan de winkel. Zo moeten we eerst uit zien te vogelen waar we dat lichtzeil van kunnen maken. Aan de TU Delft hebben ze daar wel ideeŽn over. Een team van vier jonge onderzoekers stelt voor om grafeen te gebruiken. “Als je een lichtzeil wilt maken, is het heel belangrijk dat de materialen waarvan je het zeil maakt heel erg weinig wegen,” vertelt onderzoeker Vera Janssen. En grafeen voldoet aan die eis. Het is namelijk slechts ťťn atoom dik.

Gewichteloosheid
Maar is het ook echt geschikt voor gebruik in de ruimte? Dat gaan de onderzoekers deze week uitzoeken. Ze testen het materiaal in een omgeving die de omstandigheden in de ruimte nabootst: de valtoren van ZARM in Bremen. Tijdens het experiment wordt een capsule met daarin grafeenmembranen omhoog en omlaag gekatapulteerd in een 146 meter hoge toren. Dat leidt tot 9,3 seconden gewichteloosheid. De onderzoekers laten tijdens het experiment laserlicht schijnen op de vrij zwevende grafeenmembranen om te kijken wat dat met de membranen doet.

Testzeil
Je kunt de membranen zien als een soort testzeilen. De onderzoekers verwachten dat de testzeilen door de stralingsdruk van het laserlicht ongeveer 2 millimeter verplaatst worden. Het experiment stelt de onderzoekers in staat om de stuwkracht die het laserlicht op de testzeilen uitoefent, te bepalen. En na te gaan of grafeen een geschikt materiaal is om lichtzeilen van te maken.

En wie weet brengt het werk van de onderzoekers ons een stapje dichter bij de droom van Hawking: een bezoek brengen aan de dichtstbijzijnde ster ťn dichtstbijzijnde aardachtige exoplaneet. Want wat Hawking nog niet wist toen hij zijn plannen in april vorig jaar uit de doeken deed, was dat die dichtstbijzijnde ster zo’n – potentieel leefbare – planeet herbergt.

(scientias.nl)
Death Makes Angels of us all
And gives us wings where we had shoulders
Smooth as raven' s claws...
  woensdag 15 november 2017 @ 09:28:37 #107
45206 Pietverdriet
Ik wou dat ik een ijsbeer was.
pi_175082499
quote:
0s.gif Op woensdag 15 november 2017 09:07 schreef ExperimentalFrentalMental het volgende:
14-11-2017

Nederlanders testen 'lichtzeil' gemaakt van grafeen

Gaat dit materiaal in de toekomst onze ruimtevaartuigen voortstuwen?

Stephen Hawking kwam anderhalf jaar geleden met een fantastisch plan op de proppen. Hij wilde op korte termijn een ruimtevaartuig naar de dichtstbijzijnde ster sturen. Die ster bevindt zich op een slordige 4,3 lichtjaar afstand. Dat is omgerekend zo’n 40 biljoen kilometer. Maar Hawking liet zich niet door die afstand uit het veld slaan. Hij acht het mogelijk om die afstand in twintig jaar tijd te overbruggen. Wat betekent dat zijn ruimtevaartuig moet reizen met een snelheid van 60.000 kilometer per seconde.

Een lichtzeil
Het lijkt onmogelijk. Maar dat is het – op papier – zeker niet. Men neme gewoon een ruimtevaartuig dat bijna niets weegt en hangt het aan een lichtzeil. Vervolgens stuw je dat lichtzeil – en dus ook het ruimtevaartuigje dat eraan hangt – voort met behulp van een krachtige laserstraal die je vanaf de aarde op het lichtzeil richt (zie kader). Hierdoor wordt het ruimtevaartuig flink versneld en verkrijgt het voldoende snelheid om binnen 20 jaar bij Alpha Centauri te arriveren.

Als licht door een oppervlak wordt gereflecteerd of geabsorbeerd, oefent het een kracht uit die het oppervlak wegduwt van de lichtbron. Door handig gebruik te maken van die stralingsdruk is het in theorie mogelijk om objecten in de ruimte op snelheid te brengen zonder dat daarvoor brandstof nodig is. Maar: de van stralingsdruk afkomstige stuwkracht is zwak. Het betekent dat het lichtzeil een behoorlijke oppervlakte moet hebben en heel licht moet zijn om een effectieve voortstuwing mogelijk te maken. Daarnaast moet het lichtzeil natuurlijk wel stevig zijn en niet zomaar knappen. Ook wat dat laatste betreft is grafeen aantrekkelijk: het is niet alleen licht, maar ook heel sterk.

Grafeen
Voor Hawkings voorstel werkelijkheid kan worden, is er echter nog wel wat werk aan de winkel. Zo moeten we eerst uit zien te vogelen waar we dat lichtzeil van kunnen maken. Aan de TU Delft hebben ze daar wel ideeŽn over. Een team van vier jonge onderzoekers stelt voor om grafeen te gebruiken. “Als je een lichtzeil wilt maken, is het heel belangrijk dat de materialen waarvan je het zeil maakt heel erg weinig wegen,” vertelt onderzoeker Vera Janssen. En grafeen voldoet aan die eis. Het is namelijk slechts ťťn atoom dik.

Gewichteloosheid
Maar is het ook echt geschikt voor gebruik in de ruimte? Dat gaan de onderzoekers deze week uitzoeken. Ze testen het materiaal in een omgeving die de omstandigheden in de ruimte nabootst: de valtoren van ZARM in Bremen. Tijdens het experiment wordt een capsule met daarin grafeenmembranen omhoog en omlaag gekatapulteerd in een 146 meter hoge toren. Dat leidt tot 9,3 seconden gewichteloosheid. De onderzoekers laten tijdens het experiment laserlicht schijnen op de vrij zwevende grafeenmembranen om te kijken wat dat met de membranen doet.

Testzeil
Je kunt de membranen zien als een soort testzeilen. De onderzoekers verwachten dat de testzeilen door de stralingsdruk van het laserlicht ongeveer 2 millimeter verplaatst worden. Het experiment stelt de onderzoekers in staat om de stuwkracht die het laserlicht op de testzeilen uitoefent, te bepalen. En na te gaan of grafeen een geschikt materiaal is om lichtzeilen van te maken.

En wie weet brengt het werk van de onderzoekers ons een stapje dichter bij de droom van Hawking: een bezoek brengen aan de dichtstbijzijnde ster ťn dichtstbijzijnde aardachtige exoplaneet. Want wat Hawking nog niet wist toen hij zijn plannen in april vorig jaar uit de doeken deed, was dat die dichtstbijzijnde ster zo’n – potentieel leefbare – planeet herbergt.

(scientias.nl)
Crookes Radiometer is een mooi experiment om te laten zien dat licht druk uitoefent, Vergis je niet, lichtdruk (een verwarrende term in het Nederlands) is de kracht die ervoor zorgt dat sterren (met nog genoeg energiereserves om het te produceren) niet in zich te samen vallen door hun zwaartekracht.
Radiometer_9965_Nevit.gif

[ Bericht 1% gewijzigd door Pietverdriet op 15-11-2017 09:36:43 ]
In Baden-Badener Badeseen kann man Baden-Badener baden sehen.
  woensdag 15 november 2017 @ 09:35:55 #108
38496 Perrin
Sapere aude
pi_175082593
quote:
0s.gif Op woensdag 15 november 2017 09:28 schreef Pietverdriet het volgende:

[..]

Crookes Radiometer is een mooi experiment om te laten zien dat licht druk uitoefent, Vergis je niet, lichtdruk (een verwarrende term in het Nederlands) is de kracht die ervoor zorgt dat sterren (met nog genoeg energiereserves om het te produceren) niet in zich te samen vallen door hun zwaartekracht.
Is dat niet vooral thermische druk door botsingen van atomen?
I didn't say it would be easy. I just said it would be the truth.
  woensdag 15 november 2017 @ 09:41:04 #109
45206 Pietverdriet
Ik wou dat ik een ijsbeer was.
pi_175082655
quote:
0s.gif Op woensdag 15 november 2017 09:35 schreef Perrin het volgende:

[..]

Is dat niet vooral thermische druk door botsingen van atomen?
Hoe meer massa (groter in massa) en heter de ster, hoe hoger en belangrijker de stralingsdruk . In de zon is de thermische druk belangrijker, maar de zon heeft ook niet zoveel massa dat deze dreigt in elkaar te storten tot een neutronenster.

quote:
Stellar interiors

In stellar interiors the temperatures are very high. Stellar models predict a temperature of 15 MK in the center of the Sun, and at the cores of supergiant stars the temperature may exceed 1 GK. As the radiation pressure scales as the fourth power of the temperature, it becomes important at these high temperatures. In the Sun, radiation pressure is still quite small when compared to the gas pressure. In the heaviest non-degenerate stars, radiation pressure is the dominant pressure component.[15]
https://en.wikipedia.org/(...)re#Stellar_interiors
In Baden-Badener Badeseen kann man Baden-Badener baden sehen.
  woensdag 15 november 2017 @ 09:42:59 #110
38496 Perrin
Sapere aude
pi_175082693
quote:
0s.gif Op woensdag 15 november 2017 09:41 schreef Pietverdriet het volgende:

[..]

Hoe meer massa (groter in massa) en heter de ster, hoe hoger en belangrijker de stralingsdruk . In de zon is de thermische druk belangrijker, maar de zon heeft ook niet zoveel massa dat deze dreigt in elkaar te storten tot een neutronenster.

[..]

https://en.wikipedia.org/(...)re#Stellar_interiors
Ahja bij de joekels wordt die lichtdruk gigantisch.
I didn't say it would be easy. I just said it would be the truth.
  woensdag 15 november 2017 @ 09:47:03 #111
45206 Pietverdriet
Ik wou dat ik een ijsbeer was.
pi_175082758
quote:
0s.gif Op woensdag 15 november 2017 09:42 schreef Perrin het volgende:

[..]

Ahja bij de joekels wordt die lichtdruk gigantisch.
hij neemt toe met de vierde macht van de temperatuurstijging.
Dat gaat dan snel als je aan de temperaturen zit waarbij Helium en andere zwaardere elementen fusie aangaan.
lichtdruk is trouwens de beste kandidaat voor de "donkere energie", de onbekende kracht die ervoor zorgt dat de expansiesnelheid van het universum toeneemt.
Jaren geleden toen ik hoorde dat de snelheid toenam kwam ik op het idee dat het lichtdruk zou kunnen zijn, ik dacht dat ik een geweldig idee had. Google leerde me dat ik daar zeker niet de eerste mee was.
:') |:(

[ Bericht 16% gewijzigd door Pietverdriet op 15-11-2017 09:55:54 ]
In Baden-Badener Badeseen kann man Baden-Badener baden sehen.
pi_175126884
16-11-2017

Primeur: DNA van mens voor het eerst 'in vivo' aangepast

Voor het eerst is het DNA in menselijke cellen in het lichaam van een patiŽnt aangepast.

Onderzoekers zijn al een tijdje in staat om het DNA van mensen aan te passen. Maar tot voor kort gebeurde dat nog altijd buiten het lichaam: er werden celen uit het lichaam gehaald, aangepast en weer teruggeplaatst. Een Amerikaans ziekenhuis heeft daar nu echter verandering in gebracht. In het UCSF Benioff Children’s Hospital in Oakland is het DNA van een patiŽnt nu namelijk voor het eerst in het lichaam aangepast.

Huidige behandeling

Op dit moment wordt het syndroom van Hunter behandeld door wekelijks een gezuiverde vorm van het enzym I2S middels een infuus toe te dienen. Maar dat is alleen een bestrijding van de symptomen. Genezing is op dit moment onmogelijk.

Syndroom van Hunter
De patiŽnt in kwestie – Brian Madeux – heeft het syndroom van Hunter. Het is het resultaat van een gendefect. PatiŽnten met deze ziekte hebben een tekort aan het enzym I2S dat nodig is voor het afbreken van complexe suikers. Hierdoor stapelen deze suikers zich op in cellen, wat onder meer kan leiden tot weefselvernietiging en disfunctie van het orgaansysteem. “Ik heb elke dag pijn,” vertelt Madeux. “Ik leef van dag tot dag en had eigenlijk niet verwacht dat ik ouder zou worden dan begin twintig.” Hij besloot aan het experiment deel te nemen om anderen te helpen. “Ik ben bereid het kleine risico dat het veranderen van mijn DNA met zich meebrengt, te accepteren als het mijn leven kan verlengen en wetenschappers kan helpen om behandelingen te vinden.”

Correctie
Artsen hebben bij Madeux het DNA in cellen in de lever aangepast. Via een infuus ontving Madeux stofjes die zijn DNA op specifieke plekken konden doorknippen en een nieuw stukje, corrigerend DNA dat vervolgens op de plek van de knip kon worden toegevoegd aan het DNA. De artsen hopen dat het corrigerende stukje DNA de lever in staat stelt om een levenslange, stabiele voorraad van het I2S-enzym te produceren. “Voor het eerst heeft een patiŽnt een therapie ondergaan die gericht is op het precies aanpassen van het DNA in cellen die in het lichaam zitten,” vertelt dokter Sandy Macrae.

Of de aanpak echt werkt, is nog onduidelijk. Belangrijkste onderzoeksvraag is op dit moment of de aanpak veilig is. Naast Madeux zullen nog tot zo’n acht mannen aan het experiment deelnemen. In een later stadium zal dan moeten blijken of de aanpassing in het DNA ook echt werkt.

(scientias.nl)
Death Makes Angels of us all
And gives us wings where we had shoulders
Smooth as raven' s claws...
pi_175233697
21-11-2017

Ook Zweden begint aan de ontwikkeling van een eigen kwantumcomputer

201747_NieuwsB_Zweedse_kwantumcomputer_-Chalmers_University_of_Technology.jpg.

Chalmers University of Technology gaat leidinggeven aan het initiatief: het Wallenberg Centre for Quantum Technology.

Momenteel worden er zo’n vijftig onderzoekers gerekruteerd voor het initiatief, dat in januari officieel van start gaat en circa tien jaar zal duren. Het onderzoek zal zich met name richten op de ontwikkeling van supergeleidende schakelingen en moet leiden tot een kwantumcomputer met minimaal 100 qubits, het kwantumequivalent van de gewone bits. In totaal wordt er ruim § 100 miljoen in het project geÔnvesteerd.


(technischweekblad.nl)
Death Makes Angels of us all
And gives us wings where we had shoulders
Smooth as raven' s claws...
pi_175568606
08-12-2017

Eindhovense onderzoekers toveren parkeergarage om tot 'longen van de stad'

Een wereldprimeur die de stadslucht enorm kan verbeteren.

Wetenschappers van de TU Eindhoven gaan – in nauwe samenwerking met de gemeente Eindhoven en enkele bedrijven – kijken of ze de stadslucht in Eindhoven kunnen verbeteren. Hiertoe zullen 30 luchtzuiveringsinstallaties worden geplaatst bij de ingang van een ondergrondse parkeergarage. Deze vangen in de parkeergarage fijnstof en roet af en blazen schone lucht de straat op. “Nooit eerder is in de openbare ruimte van een stad op deze manier geŽxperimenteerd met het grootschalig reinigen van stadslucht,” vertelt onderzoeker Bert Blocken. Het is wat dat betreft een wereldprimeur.”

Het experiment vindt plaats in een parkeergarage aan het Stadhuisplein. Dat is een bewuste keuze. Het is een windluwe plek waar relatief veel luchtvervuiling ophoopt doordat het verkeer er langzaam rijdt.

Longen
In zekere zin vormt de parkeergarage in dit experiment de ‘longen van de stad’, zo legt Roel Gijsbers uit. Hij werkt bij ENs Urban, het bedrijf dat het concept ooit bedacht en de benodigde luchtzuiveringsinstallaties ontwikkelde. Die luchtzuiveringsinstallaties zorgen ervoor dat de kwaliteit van de lucht die de parkeergarage verlaat veel beter is dan die van de lucht die de parkeergarage in gaat. “Zo fungeren parkeergarages als ‘longen van de stad’ en leveren ze een positieve bijdrage aan de luchtkwaliteit van de stad.”

Fijnstof bestaat uit heel kleine deeltjes in de lucht – bijvoorbeeld roetdeeltjes – die je moeiteloos inademt en die vervolgens schade toe kunnen brengen aan onder meer het hart en de longen. Onderzoek suggereert dat deze vorm van luchtvervuiling de kans op een vroegtijdig overlijden vergroot.

Drie maanden
Het experiment in Eindhoven zal drie maanden duren. Gedurende die periode wordt de concentratie fijnstof met hoogwaardige meetapparatuur in een groot gebied rond de parkeergarage gemeten. Ook wordt de luchtbeweging in kaart gebracht door onder meer de windrichting en -snelheid te meten. Gehoopt wordt dat de luchtzuiveringsinstallaties leiden tot een betere luchtkwaliteit nabij de parkeergarage.

Gezondere lucht
Met het experiment wordt voortgeborduurd op onderzoek van Blocken en collega’s. Zij toonden eerder met behulp van computersimulaties en modellen aan dat de aanpak kan leiden tot een enorme verbetering van de stadslucht. En niet alleen in de directe omgeving van de parkeergarage. Of het in werkelijkheid ook zo werkt, zal de komende maanden moeten blijken. “Als de eerdere resultaten in de praktijk stand houden, biedt ‘Longen van de Stad’ een nieuwe en bewezen oplossing voor het grootschalig verwijderen van luchtverontreiniging in de stedelijke omgeving,” aldus Gijsbers. De luchtzuiveringsinstallaties zouden behalve in parkeergarages ook in tunnels, viaducten, trein- en busstations kunnen worden ingezet.

De Eindhovense wethouder Mary-Ann Schreurs ziet dat helemaal zitten. “Zodra het effect vast staat, is het zaak zo snel als mogelijk op te schalen in de binnenstad om die fijnstof- en roetvrij te maken.”

(scientias.nl)
Death Makes Angels of us all
And gives us wings where we had shoulders
Smooth as raven' s claws...
pi_175664268
11-12-2017

Scherper zien door een gaatjesmasker

Slimme techniek reconstrueert achteraf 3D-beeld

3D-echo’s maken van het inwendige van het menselijk lichaam wordt een stuk simpeler met de zogeheten coded aperture techniek. Dan heb je in plaats van duizenden, maar een paar sensors nodig en past het apparaat in een endoscoop. Computerkracht en slimme algoritmes vervangen complexe lenzen en elektronica.

Screenshot_from_2017-12-09_14-44-14.png?1512805609

De Swift satelliet, die gammaflitsen aan de hemel opspoort, heeft een coded aperture telescoop aan boord. Dat moet ook wel, omdat lenzen voor gammastraling niet bestaan. Hitachi hoopt in 2018 met een optische camera op de markt te komen, die ook gebruikt maakt van coded aperture. Met zo’n camera hoef je pas achteraf te bepalen op welk deel van het beeld je scherp stelt. Het beeld wordt immers digitaal gereconstrueerd uit een groot aantal overlappende beelden met een onbeperkte scherptediepte.

Je kent wel de echo-beelden van ongeboren baby’s. Daarbij wordt een compacte bron van heel korte geluidspulsen tegen de buik gezet. Dit geluid dringt het lichaam binnen, weerkaatst gedeeltelijk en wordt weer opgevangen door een sensor (microfoontje) in hetzelfde apparaat. Het tijdsverschil tussen zenden en ontvangen vertelt je de afstand tot het weerkaatsende object, en omdat de geluidsbundel heel smal is, weet je ook vrij nauwkeurig de richting waaruit de echo komt. Zo kun je dus een beeld opbouwen. Het betreft overigens ultrageluid, met een veel hogere frequentie dan hoorbaar geluid (ťťn of meer megahertz).

Maar echo-beelden worden ook gebruikt om elders in het lichaam te kijken. Zoals je aan een baby-echo al ziet, kan het best lastig zijn om zo’n inwendig beeld te interpreteren. Dit komt, omdat het eigenlijk een tweedimensionale doorsnede door een stuk van het lichaam is.

Te groot voor endoscoop

Met geluid kun je ook driedimensionale beelden maken, die beter te interpreteren zijn. Maar daar was tot nu toe een zender/ontvanger met duizenden sensors en complexe elektronica voor nodig. Extra nadeel was, dat zo’n apparaat te groot is om in een endoscoop in te bouwen, zodat je alleen van de buitenkant kunt kijken. Een endoscoop is een flexibele buis waarmee je via natuurlijke openingen, zoals de mond en anus, of via een kleine, chirurgisch aangebrachte snede, het lichaam van binnen kan bekijken. Om met ultrageluid kleine en subtiele details in levende weefsels te onderscheiden, moet je van zo kort mogelijke afstand waarnemen.

Onderzoekers van het Erasmus Medisch Centrum en van de TU Delft hebben nu een 3D-geluidscamera gemaakt met maar ťťn sensor, die in principe klein genoeg is om in een endoscoop in te bouwen. In hun artikel in Science Advances noemen ze het ‘een compleet nieuwe manier van beeldvorming, waarin de complexiteit is verplaatst van hardware naar rekenkracht’.

ED.png?1512643562

Het resultaat van de eerste meting. De letters E en D zijn duidelijk te onderscheiden, op de juiste afstand.

 Pieter Kruizinga e.a., Science Advances

In het artikel wordt maar ťťn testafbeelding getoond, van twee plastic letters, E en D, in een bakje water (in water, omdat dit qua geluidsvoortplanting veel meer lijkt op een menselijk lichaam dan lucht). Dat lijkt nog ver verwijderd van echt in een menselijk lichaam kijken. Pieter Kruizinga, eerste auteur en post-doc photo-acoustics bij het Erasmus MC: “De resultaten uit het artikel zijn inmiddels anderhalf jaar oud en we hebben sindsdien niet stilgezeten. Zo heeft een promotiestudente ditzelfde principe al toegepast op een sensor die vele malen kleiner is, en daar heeft ze al prachtige plaatjes mee gemaakt van ingewikkelde objecten en ook van echte weefsels.”

Het principe, coded aperture, is al langer bekend en wordt al toegepast in onder meer gamma- en rŲntgentelescopen. Om de innovatie van het team te begrijpen, kijken we even terug naar de allereerste camera, die in zekere zin nog steeds de allerbeste is, namelijk de speldengatcamera. Dit is een lichtdichte doos met aan de voorkant ťťn speldengaatje, en tegen de achterkant een fotografische plaat (of tegenwoordig meestal een CCD-chip, zoals in een digitale camera).

Patroon van gaatjes

De speldengatcamera is altijd goed gefocusd, heeft een onbeperkte scherptediepte, geen beeldvervorming aan de randen en perfecte kleurweergave. Helaas vallen al deze voordelen weg tegen dit ene nadeel: de belichtingstijd is enorm. Immers, door het piepkleine gaatje valt maar een heel klein beetje licht naar binnen.

Bij de camera’s die iedereen kent, is het speldengat daarom vervangen door een veel groter gat met een stuk glas erin, het objectief (je mag ook ‘lens’ zeggen). De speciale vorm van het glas zorgt er zo goed mogelijk voor, dat alle lichtstralen die op het gat komen zodanig worden afgebogen, dat ze terechtkomen op hetzelfde punt van de achterwand als een lichtstraal die door het denkbeeldige speldengaatje in het middelpunt van de lens gaat.

Alle consumentencamera’s zijn dus afstammelingen van de speldengatcamera. Maar er is nog een wezenlijk andere manier om de belichtingstijd van een speldengatcamera te verminderen: prik meerdere speldengaatjes in de doos. Zoals de afbeelding hieronder laat zien, projecteert elk gaatje zijn eigen beeld op de achterkant, en die beelden overlappen. Niettemin, als het patroon van de gaatjes goed gekozen is (vandaar coded aperture, gecodeerde opening), en je hebt flink wat rekenkracht beschikbaar, dan kun je digitaal alle afzonderlijke beelden verschuiven tot ze weer keurig op elkaar liggen. Zo win je veel belichtingstijd terwijl je weinig aan beeldkwaliteit inboet.

Camera_obscuraBW.png?1512706111
In dit klassieke plaatje van een speldengatcamera is een extra speldengat getekend, om te laten zien dat er dan twee beelden van het kaarsje op de achterwand ontstaan. Met alleen het kaarsje zou het nog net goed gaan, maar twee volledige beelden op de achterwand zullen flink overlappen. Een coded aperture camera is te vergelijken met een speldengatcamera met honderden gaatjes, en honderden overlappende beelden. Een geschikt gaatjespatroon in combinatie met slimme algoritmes voor beeldverwerking maken het mogelijk om al die overlappende beelden in de computer weer netjes op elkaar te leggen, zodat ťťn helder beeld ontstaat.

u = Hv + n

Hoe haalt de computer al die overlappende beelden uit elkaar? Het komt neer op het oplossen van v uit bovenstaande vergelijking, waarin v het 3D-beeld is, u de binnengekomen echo’s, en H een wiskundige representatie van het vertragingsmasker. Dit is een zogeheten lineair inversie probleem, waarvoor allerlei algoritmes beschikbaar zijn. De moeilijkheid zit ‘m in de omvang: u, v en n zijn rijen van duizenden getallen, en H is een matrix (een tabel) met miljoenen getallen. Pas de laatste jaren zijn computers snel genoeg, en geheugens groot genoeg, om zo’n probleem snel op te lossen.

Dit principe hebben Kruizinga en zijn collega’s nu vertaald naar 3D-beeldvorming met ultrageluid. De zender bestaat uit maar ťťn onderdeel, een trilplaatje ongeveer zo groot als een dubbeltje dat hele korte pulsen ultrageluid met een frequentie van vijf megahertz afgeeft. Licht kun je makkelijk blokkeren, maar met geluid lukt dat niet. Daarom is de coded aperture hier geen masker met een patroon van gaatjes, maar een schijfje perspex met een groot aantal putjes van ťťn millimeter breed, allemaal met een verschillende diepte. Elk putje zorgt ervoor, dat de puls op die plek met iets meer of minder vertraging door het schijfje gaat.

Het object dat je in beeld wilt brengen, wordt dus getroffen door een complexe, in de tijd uitgerekte pulsgeluid, en de echo zal ook heel ingewikkeld zijn. Die echo gaat in omgekeerde richting door het vertragingsmasker, en wordt door hetzelfde trilplaatje geregistreerd, dat dan als enige sensor fungeert. In conventionele 3D-beeldvorming met ultrageluid, is er een grid met duizenden zenders/sensoren die achtereenvolgens, punt voor punt, het beeld scannen. Met coded aperture gebeurt dat dus in ťťn keer.

Het klinkt misschien vreemd, maar het putjespatroon moet juist zo rommelig mogelijk zijn, willekeurig dus, om een goede reconstructie van het 3D-beeld mogelijk te maken. Een regelmatig putjespatroon veroorzaakt te veel overeenkomsten tussen de echo’s van de afzonderlijke putjes, waardoor die achteraf niet goed meer te scheiden zijn.

Masker

Het vertragingsmasker, een schijf van perspex met een groot aantal putjes van ťťn millimeter diameter. Het patroon is willekeurig; er moet namelijk juist zo min mogelijk regelmaat in zitten om naderhand het 3D-beeld te reconstrueren.

 Pieter Kruizinga e.a., Science Advances

Meer dan ťťn sensor

Wel is er nog een extra truc: er worden met tussenpozen enige tientallen pulsen door het vertragingsmasker gestuurd. Tussen twee pulsen wordt het masker telkens iets gedraaid. Daardoor ontmoet elke puls net een ander putjespatroon, wat een andere echo oplevert, en die worden allemaal digitaal opgestapeld.

“In ons artikel beschrijven we vooral een _proof of concept”, zegt Kruizinga. “Het leek ons gaaf om te laten zien dat je al met ťťn sensor een 3D-plaatje kan maken. Dat is het absolute minimum, maar dit heeft als nadeel dat de gevoeligheid wat achteruitgaat, omdat echo’s van verschillende plekken door dezelfde sensor worden gemeten. Daardoor krijg je bijvoorbeeld destructieve interferentie (uitdoving – red.) aan het sensoroppervlak. Ik denk daarom dat je voor een echt klinisch apparaat wel meer dan ťťn sensor wilt gebruiken.”

Ook op andere manieren is nog veel aan gevoeligheid te winnen. “We hebben een plastic masker gemaakt van materiaal dat we nog hadden liggen. Het harde plastic reflecteert nu nog veel van de echo-energie terug het water in. Kortom, ik denk zeker dat deze techniek, of een variant hiervan, na verdere ontwikkeling in de medische diagnostiek gebruikt kan worden.”

roteren.png?1512643834
Het vertragingsmasker wordt gelijkmatig geroteerd terwijl er pulsen ultrageluid doorheen gaan. Op de voorgrond de letters E en D, het eerste testbeeld.

Anderhalf uur

De keerzijde van de coded aperture-techniek is, dat brute rekenkracht de complexe echo daarna moet opsplitsen in de afzonderlijke beelden en die op elkaar leggen. Daarvoor moet eerst de invloed van het vertragingsmasker bekend zijn op een geluidspuls die er doorheen gaat. Daarom wordt van tevoren de geluidspuls vlak na het masker met een microscopisch kleine sensor punt voor punt gescand (dit lijkt dus op de gebruikelijke manier om een geluidsbeeld te detecteren).

Dit duurt lang; anderhalf uur, maar deze calibratie hoeft maar ťťn keer te gebeuren. Daarna beschik je over een wiskundige representatie van het masker (een matrix H, zie zijkader – red.), en hiermee kan een gewone computer in ongeveer een minuut uit een meting een 3D-plaatje maken. Kruizinga: “Een goede desktop computer lost zo’n stelsel relatief snel op. Je hebt echter heel wat geheugen nodig om met zo’n matrix te rekenen.”

Voor de toekomst ziet Kruizinga dit niet als een groot probleem. “Je kunt je voorstellen dat er ergens een grote computer staat die zo’n matrix in zijn geheugen heeft, en dat je dan je metingen vanaf je telefoon via een wifi-verbinding naar die computer stuurt en binnen een seconde het 3D-plaatje terugkrijgt. Dit is het systeem dat Google al jaren gebruikt om snel goede zoekresultaten te leveren.”

Bron

Compressive 3D ultrasound imaging using a single sensor , Science Advances 8 december 2017, Pieter Kruizinga e.a.

(kennislink)
Death Makes Angels of us all
And gives us wings where we had shoulders
Smooth as raven' s claws...
pi_176406041
09-01-2018

Doorbraak: menselijke spieren groeien in labo uit huidcellen en wťrken

763?appId=2dc96dd3f167e919913d808324cbfeb2&quality=0.8
 © Thinkstock - Het in een labo uit huidstamcellen gekweekte spierweefsel reageert op uitwendige stimuli zoals elektrische pulsen en chemische signalen.

Medisch Werkende menselijke spieren zijn in een labo ontwikkeld uit stamcellen uit de huid. Die doorbraak is beloftevol voor mensen die lijden aan degeneratieve spierziektes.

Het team wetenschappers van de Duke universiteit in de Amerikaanse staat North Carolina stelt de eersten te zijn die dit klaarspeelt met stamcellen uit huidweefsel dat werd “geherprogrammeerd” naar jeugdig en veelzijdig spierweefsel.

Het gaat om ‘geÔnduceerde pluripotente stamcellen’ of iPSC’s. Net als natuurlijke stamcellen in embryo’s kunnen ze eender welk type menselijke cel worden. In dit geval werden de iPSC’s overgehaald om skeletspiercellen te worden, die uitgroeiden tot ‘functionerende menselijke skeletspieren’, meldde het team in het wetenschappelijke tijdschrift Nature Communications.

Spieren reageren op elektrische en chemische signalen

“Het heeft ons jaren proberen en falen gekost, met kleine stapjes richting functionerend menselijk spierweefsel uit die pluripotente stamcellen”, stelt mede-auteur van de studie Lingjun Rao.

De doorbraak werd mogelijk gemaakt door “unieke celcultuuromstandigheden” in het labo en een 3D-steiger die de cellen toeliet “sneller en langer te groeien” dan bij andere teams gebeurde, stelt Rao.

Het spierweefsel reageert op uitwendige stimuli zoals elektrische pulsen en chemische signalen.

In muizen

Ze implanteerden de spiervezels ook in volwassen muizen, waar ze overleefden en gedurende minstens drie weken functioneerden, hoewel ze “niet zo sterk” waren als natuurlijk weefsel.

De vorsers hopen dat hun techniek zal leiden tot het kweken van “een eindeloze hoeveelheid” werkende spieren waarop medicijnen en genbehandelingen voor degeneratieve spierziektes kunnen getest worden.

(HLN)
Death Makes Angels of us all
And gives us wings where we had shoulders
Smooth as raven' s claws...
pi_176688688
22-01-2018

Een trekstraal die mensen laat zweven: hij komt eraan!

Voor het eerst is bewezen dat een akoestische trekstraal ook grip kan krijgen op objecten groter dan insecten.

Akoestische trekstralen kunnen deeltjes met behulp van geluidsgolven laten zweven. En experimenten hebben aangetoond dat het met zo’n trekstraal ook nog wel lukt om een insect te laten zweven. Maar veel grotere objecten: dat was lastig. Zodra men probeerde een object groter dan de golflengte van het geluid dat in de akoestische trekstraal werd benut, te laten zweven, ging dat object namelijk ongecontroleerd draaien (dat komt doordat een roterend geluidsveld een deel van de draaiende beweging overdraagt aan het object).

Tornado’s van geluid
Britse onderzoekers tonen nu echter aan dat het wel mogelijk is om objecten groter dan de golflengte van geluid in een akoestische trekstraal op stabiele wijze te laten zweven. Ze gebruiken daartoe naar eigen zeggen “tornado’s van geluid, met een twister-achtige structuur waarbij een stille kern omringd wordt door een luid geluid”. Door de draairichting van die tornado’s heel snel te veranderen, werd de trekstraal stabiel. Vervolgens hoefden de onderzoekers de omvang van de ‘stille kern’ alleen maar iets te vergroten om ervoor te zorgen dat de trekstraal ook grotere objecten in zijn greep kon houden.

Twee centimeter
Uiteindelijk lukte het de onderzoekers om een bolletje dat ongeveer 2 centimeter groot was te laten zweven (zie video). Nog niet eerder hebben onderzoekers zo’n groot object in de greep van een trekstraal gekregen. Daarbij werd gebruik gemaakt van ultrasone golven (40kHz), deze zijn qua toonhoogte vergelijkbaar met wat alleen vleermuizen kunnen waarnemen.


Groter
“In de toekomst moet het met meer akoestische kracht mogelijk zijn om nog grotere objecten vast te houden,” voorspelt onderzoeker Mihai Caleap. Mogelijk kunnen dan zelfs mensen gaan zweven. Een doorbraak, die eerder alleen mogelijk werd geacht met behulp van lagere tonen die het experiment hoorbaar en gevaarlijk maakten voor mensen.

Wij kennen trekstralen voornamelijk uit scifi-films en -series. Daarin worden ze bijvoorbeeld ingezet om een ruimteschip te ‘vangen’. Maar de akoestische trekstralen van de Britse onderzoekers hebben implicaties voor het leven op aarde. Zo kunnen ze bijvoorbeeld ingezet worden in fabrieken. “Ik ben met name enthousiast over contactloze productielijnen, waar breekbare objecten in elkaar worden gezet zonder dat ze worden aangeraakt,” vertelt onderzoeker Bruce Drinkwater. Ook kunnen de trekstralen bijvoorbeeld ingezet worden om uit te zoeken hoe bacteriŽn reageren op gewichteloosheid, iets wat dan weer wel van pas komt tijdens toekomstige ruimtereizen.

(scientias.nl)
Death Makes Angels of us all
And gives us wings where we had shoulders
Smooth as raven' s claws...
pi_177028978
07-02-2018

Mysterieuze muon


201803_cvr_Fermilab_-Wikimedia-commons.jpg

Deze maand herstart het Amerikaanse Fermilab het onderzoek naar de draaiing van het muon, de zwaardere neef van het elektron, in een sterk elektrisch veld.

Voorgaand onderzoek gaf verrassende resultaten, waarbij de gemeten draaiing
afweek van de voorspelde theoretische waarde. Fermilab gaat het experiment herhalen met een viermaal hogere precisie. Hiervoor is een magneet van 15 m doorsnee, de Muon g-2, verhuisd van New York naar Illinois. Als het nieuwe onderzoek de eerdere resultaten bevestigt, dan is er waarschijnlijk een nieuw exotisch deeltje gemeten. ”f dan is de huidige theorie over de draaiing van het muon onjuist.

(technischweekblad.nl)
Death Makes Angels of us all
And gives us wings where we had shoulders
Smooth as raven' s claws...
pi_177074081
09-02-2018

Nieuwe hoop voor onvruchtbare vrouwen: eicel voor het eerst in lab gekweekt

763?appId=2dc96dd3f167e919913d808324cbfeb2&quality=0.8
 © Thinkstock

Medisch Voor het eerst zijn vrouwelijke eitjes die geschikt zijn voor bevruchting gekweekt in een laboratorium. Wetenschappers zijn erin geslaagd het proces waarbij eitjes in de baarmoeder rijpen, buiten het lichaam na te bootsen.

Bij de methode worden stukjes uit de eierstokken gebruikt. Het is een stap verder dan ivf (in vitro fertilisation) en heet ivm (in vitro maturation). “Als we kunnen aantonen dat deze eitjes normaal zijn en kunnen uitgroeien tot embryo’s, dan zijn er veel mogelijkheden voor behandelingen”, zei onderzoeksleider Evelyn Telfer van de universiteit van Edinburgh tegen de krant The Independent.

KankerpatiŽnten

De methode kan vrouwen helpen die geen normale ovulatie hebben en daardoor niet in aanmerking komen voor ivf, waarbij rijpe eitjes worden uitgehaald en in het laboratorium bevrucht met sperma. Daarnaast kunnen jonge kankerpatiŽnten zo mogelijk hun vruchtbaarheid behouden als ze bestraling of chemotherapie moeten ondergaan.

Nu wordt nog materiaal uit de eierstokken bewaard in de hoop dat die terug kan worden getransplanteerd als de patiŽnt is genezen. Telfer: “Dat kan risicovol zijn, want veel van deze jonge vrouwen hebben een kanker die door het bloed wordt verspreid en je wil geen abnormale cellen terug transplanteren.”

(HLN)
Death Makes Angels of us all
And gives us wings where we had shoulders
Smooth as raven' s claws...
pi_177171344
13-02-2018

Levende cellen stuk sneller geprint

Het printen van levende cellen in kunstmatige organen kan veel winst opleveren bij allerlei medische ingrepen. Helaas is deze techniek nu vaak nog te langzaam, maar wetenschappers van de Universiteit Twente hebben een manier gevonden om de cellen een stuk sneller en flexibeler te printen.

F1.large.jpg?1518442592

De twee stromen komen in de lucht bij elkaar en vormen zo individuele druppels met cellen erin.

Je kiest de juiste stamcellen, stopt ze in een gel en print een nieuwe lever. Dit is de droom van veel onderzoekers die werken aan het printen van levende cellen, omdat het donortekort nu nog veel levens eist. Helaas duurt printen nu vaak nog lang en dat overleven de cellen niet. Wetenschappers van de Universiteit Twente hebben een manier gevonden om het printen van levende cellen een stuk sneller te laten verlopen.

Beschermende gel

Om cellen te printen, vang je ze eerst in een beschermende gel, legt promovendus Tom Kamperman uit. “Een gel lijkt op de natuurlijke omgeving van zo’n cel, waardoor hij beter groeit en minder snel dood gaat.” Maar je kunt ze niet simpelweg in de gel gooien en roeren, dat moet voorzichtiger. Bovendien wil je het liefst van elke cel een afzonderlijk bouwsteentje maken, om zo flexibel mogelijk te bouwen.

Daarom gebruiken Kamperman en zijn collega’s minuscule chips. Een kanaal met cellen komt samen met een kanaal met de ingrediŽnten voor de gel, en op dat moment ontstaat er een laagje gel om de cel. “Dit proces werkt goed, maar het gaat heel langzaam”, vertelt Kamperman. “Als we een milliliter gel met cellen willen maken, kost dat bijna zeventien uur. Zo lang overleven die cellen het niet buiten een kweekstoof.”

In de lucht

Dus gooiden de onderzoekers het over een andere boeg. Ze gingen in-air microfluidica gebruiken. “Eigenlijk doen we hetzelfde als op de chip, maar we laten de stromen nu in de lucht bij elkaar komen”, legt Kamperman uit. “We laten de stromen een beetje trillen waardoor ze afzonderlijke druppels vormen. Je bepaalt zelf waar die druppels terechtkomen en zo bouw je de structuur op.” Om het idee te testen plaatste Kamperman een ronddraaiend oppervlak onder zijn druppels en vormde zo een soort tube. Dit kostte slechts een paar minuten.

Het grote voordeel van deze techniek is volgens Kamperman niet alleen de snelheid. “Je kunt bepaalde moleculen of cellen toevoegen aan beide stromen, om zo de gewenste structuur te krijgen.” Zo liet de promovendus cellen die insuline produceren reageren met de gel, waarin hij weer een ander soort cel had gestopt, namelijk cellen met een bloedvatstructuur. “Zo krijg je een soort van simpele alvleesklier.”

https://vimeo.com/253422847#at=1

Continu

Ondanks de snelheid valt er nog wel wat te verbeteren. “Het proces gaat nu erg snel, maar je kunt het niet onderbreken. Het gaat maar door, dus lopen de kosten al snel op als je dure materialen gebruikt.” Ook zou het mooi zijn als de onderzoekers de stromen tijdens het proces kunnen aanpassen, om structuren te maken met verschillende eigenschappen op verschillende plekken.

Nu het idee blijkt te werken, proberen de Twentenaren in ieder geval of de techniek om te bouwen tot een makkelijk bruikbaar apparaat. “Veel wetenschappers hebben baat bij een apparaat dat op deze snelle manier cellen in een gel kan printen”, zegt Kamperman. “Het is bijvoorbeeld bekend dat je stamcellen beter in een gel kunt stoppen voor je ze in een lichaam injecteert, dan blijven ze langer op de juiste plaats zitten. Onze ontdekking kan dit soort processen een stuk makkelijker maken.” We zullen volgens Kamperman nog wel even moeten wachten op hele geprinte organen: “Maar we werken hard om de techniek zo snel mogelijk verder te ontwikkelen.”

Bron:
•Claas Willem Visser e.a., In-air microfluidics enables rapid fabrication of emulsions, suspensions, and 3D modular (bio)materials, Science (2018), DOI: http://dx.doi.org/10.1126/sciadv.aao1175

(kennislink)
Death Makes Angels of us all
And gives us wings where we had shoulders
Smooth as raven' s claws...
pi_177223885
16-02-2018

Op naar het volgende waanzinnige project: SpaceX test eerste van 4.425 satellieten die hele wereld van goedkoop internet moeten voorzien

763?appId=2dc96dd3f167e919913d808324cbfeb2&quality=0.8.
 © AP - Beeld van een lancering van SpaceX met een Falcon 9 op Cape Canaveral.

iHLN Na de lancering van de Falcon Heavy vorige week – en een Starman die in een Tesla door de ruimte zweeft – maakt SpaceX zich op voor de volgende buitengewone missie: ‘Project Starlink’. De eerste twee testsatellieten worden dit weekend gelanceerd.

Drie jaar geleden onthulde SpaceX-CEO Elon Musk Project Starlink in Seattle. Met het breedbandproject wil hij met zijn ruimtevaartmaatschappij duizenden met elkaar verbonden satellieten in de ruimte sturen. Doel? De hele wereld goedkoop van razendsnelle internettoegang voorzien. SpaceX wil in totaal een slordige 4.425 kleine satellieten (zo groot als een gemiddelde auto) in een lage baan om de aarde brengen, zo’n 1.100 tot 1.325 kilometer boven ons. Dit weekend gaan de eerste twee testsatellieten de lucht in, zo blijkt uit een brief van SpaceX naar de Amerikaanse Federal Communications Commission. SpaceX geeft voorlopig geen officiŽle bevestiging, maar had eerder wel al aangekondigd dat eind 2017 of begin 2018 de eerste proefsatellieten zouden vertrekken.

Waarom Musk het ook nu weer in de ruimte gaat zoeken? Omdat een netwerk van satellieten met goedkope grondstations op ongeziene wijze de huidige moeilijkheden en kosten van internettechnologie op de grond kan omzeilen. “De typische uitdagingen op de grond worden verholpen door een breedbandnetwerk in de ruimte”, verklaarde Patricia Cooper van SpaceX eerder. Ondanks dat Musk zelf duidelijk wel wat geld op overschot heeft, is hij vaak op zoek naar manieren om kosten te drukken. Getuige zijn baanbrekende recyclage van raketten.


763?appId=2dc96dd3f167e919913d808324cbfeb2&quality=0.8
 © Photo News - De boosters van de Falcon Heavy landden weer mooi op de grond, klaar voor hergebruik.

Race om het internet

Daarnaast is Musk een competitief man, die ook in de steeds competitiever wordende race van betaalbare internettoegang wil meespelen. Neen, winnen. SpaceX is immers niet de enige die globaal razendsnel internet uit de ruimte wil domineren. Zo heeft een ander privťbedrijf met de naam OneWeb gelijkaardige ambitieuze plannen. OneWeb zou volgens Geekwire onder meer samenwerken met Blue Origin, het ruimtebedrijf van die andere miljardair - Amazon-baas Jeff Bezos - en met Virgin Orbit, een ruimtevaartbedrijf dat onderdeel is van de Virgin Group van miljardair nummer drie, Richard Branson. Niet alleen de race om de ruimte, maar ook de race om het internet is ingezet.

Waar Elon Musk met de lancering van de Falcon Heavy los de voorsprong nam in de nieuwe ruimterace tussen miljardairs en hun private bedrijven, lijkt hij ook nu in poleposition. In 2015 rapporteerde The Washington Post dat grote bedrijven Google en Fidelity 1 miljard in het ruimtebedrijf van Musk pompten, deels om Project Starlink te steunen. Het is dan ook waarschijnlijk dat als het Starlink-netwerk functioneel wordt, deze bedrijven er deels de controle over zullen nemen. Het moederbedrijf van Google, Alphabet, werkt overigens zelf ook aan internetconnectiviteit op grotere hoogtes - met satellieten, ballonnen en drones. Facebook wilde in 2016 samen met het Franse Eutelsat met een satelliet gratis internet aanbieden in Sub-Saharisch Afrika, maar die droom ging in rook op toen de SpaceX-raket die de satelliet moest lanceren, ontplofte. Andere initiatieven van Facebook omvatten het gebruik van drones op zonne-energie.

763?appId=2dc96dd3f167e919913d808324cbfeb2&quality=0.8
 © REUTERS - SpaceX-oprichter Elon Musk op de persconferentie na de eerste lancering van de Falcon Heavy op Cape Canaveral.

Wereldverbeteraar

Ook de wereldverbeteraar in Musk kan zich niet bedwingen: een globaal internetnetwerk dat goedkoop is en in sommige regio’s zelfs gratis voorzien kan worden, kan de bestaande issues rond ongelijke internettoegang oplossen. En dat louter met een ontvanger ter grootte als een laptop. Let wel, ook hier America First, want eerst zouden enkel de Verenigde Staten van het internet van Starlink kunnen proeven, pas later wordt het uitgerold naar de rest van de wereld. Een satellietnetwerk van 800 exemplaren zou snelle internettoegang naar de VS, Puerto Rico en de Maagdeneilanden kunnen brengen, met 4.425 satellieten mikt SpaceX op wereldwijde dekking. De hele planeet online dus, omwikkeld met een dekentje van 1-gigabit-per-seconde-internet.

763?appId=2dc96dd3f167e919913d808324cbfeb2&quality=0.8
 © REUTERS - Beeld van een lancering van een SpaceX Falcon 9-raket.

2024

De twee testsatellieten (Microsat 2a en 2b) zullen dit weekend vanop de Vandenberg Air Force Base in CaliforniŽ met een Falcon 9 in de ruimte worden geschoten, samen met de primaire lading: een grote Spaanse observatiesatelliet met de naam ‘Paz’. De experimentele Microsats zullen communicatie met grondstations testen, blijkt uit documenten. Zo zijn bijvoorbeeld verschillende kantoren van SpaceX een grondstation, maar ook het hoofdkwartier van Musks autobedrijf Tesla (niet toevallig hebben Tesla’s een 4G-internetverbinding). Ook drie mobiele ‘testbusjes’ staan in verbinding met de prototypes. Vanaf volgend jaar moeten dan de eerste ‘echte’ operationele internetsatellieten de ruimte in. Tegen 2024 wil SpaceX alle satellieten van Project Starlink hebben gelanceerd.

Kostenplaatje? Zeker tien miljard dollar, maar volgens Musk moet die investering zich al snel terugbetalen. De markt is tientallen of zelfs honderden miljarden dollars per jaar waard, schat SpaceX. En die markt zal alleen maar groeien als steeds meer mensen online zijn. En zo hoopt Musk dat de hele wereld uiteindelijk mee zijn ultieme droom zal financieren: een kolonie op Mars. Aha, zo zit dat.

(HLN)
Death Makes Angels of us all
And gives us wings where we had shoulders
Smooth as raven' s claws...
pi_177337623
20-02-2018

Japanners ontwikkelen 'tweede huid' die vertelt hoe het met je gaat

De ‘huid’ verzamelt biometrische gegevens en stuurt deze naar je smartphone of je huisarts.

Het is het nieuwste van het nieuwste op het gebied van ‘huidelektronica’: een stukje bijzonder dun en flexibel rubber met daarin verschillende sensoren. Je kunt het op je huid plakken, waar het vervolgens je vitale functies monitort en zelfs een hartfilmpje kan maken. De resultaten kunnen naar je smartphone gestuurd worden of worden opgeslagen in de cloud. Ook kan het stukje rubber je eigenhandig vertellen hoe het met je gaat, bijvoorbeeld door een afbeelding van een opgestoken duim te vertonen.

Zacht en flexibel
En het mooie is dat de elektronica je niet in de weg zit, aldus de onderzoekers. Want het stukje rubber voelt als een tweede huid. Het is heel zacht en flexibel. Zo kun je het gemakkelijk 45% langer trekken, zonder dat het daarbij beschadigt. Bovendien is het veel beter bestand tegen slijtage dan eerdere draagbare displays. Experimenten tonen bovendien aan dat je het gemakkelijk een week lang kunt dragen, zonder dat je huid daar nadeel van ondervindt.

162750_web.jpg?zoom=1.9599999666213987&resize=728%2C485&ssl=1
Het duimpje onthult dat het – voor zover de sensoren in de tweede huid kunnen nagaan – met de gezondheid wel goed zit. Afbeelding: 2018 Takao Someya Research Group.

Ouderen
De onderzoekers zien grote mogelijkheden voor hun elastische display. Zo is het bijvoorbeeld heel geschikt voor ouderen. “De vergrijzende samenleving vereist gebruiksvriendelijke draagbare sensoren voor het monitoren van de vitale functies van patiŽnten,” aldus onderzoeker Takao Someya. Dat ontlast niet alleen de patiŽnt zelf, maar ook de verpleging en familie. “Ons systeem kan in die behoefte voorzien en uiteindelijk leiden tot een betere kwaliteit van leven.”

De komende tijd zal het display verder verbeterd worden. De onderzoekers verwachten het binnen drie jaar op de markt te kunnen brengen.

(scientias.nl)
Death Makes Angels of us all
And gives us wings where we had shoulders
Smooth as raven' s claws...
pi_177476773
21-02-2018

Ster S0-2 kan worden gebruikt voor ‘Einstein-proef’

ffeb963f78dcced6e1d159a21191a46d.jpg
De omloopbaan van S0-2 (lichtblauw) rond het centrale zwarte gat van de Melkweg zal worden gebruikt om Einsteins algemene relativiteitstheorie te toetsen. (S. Sakai/A.GHEZ/W.M. Keck Observatory/UCLA Galactic Center Group)

Astronomen hebben vastgesteld dat de ster S0-2, die op betrekkelijk kleine afstand om het superzware zwarte gat in het centrum van ons Melkwegstelsel draait, geen begeleider van betekenis heeft. Dat maakt hem geschikt voor het testen van een voorspelling van Einsteins algemene relativiteitstheorie. Als S0-2 deel had uitgemaakt van een dubbelstersysteem, zou dat veel moeilijker zijn geweest (The Astrophysical Journal, 6 februari).

Dat S0-2 ‘alleenstaand’ is, blijkt uit spectroscopische waarnemingen met de Keck-telescoop op HawaÔ. Als er een tweede ster in het spel was, zouden de lijnen in dat spectrum merkbaar heen en weer schuiven, maar dat is dus niet het geval.

Einsteins algemene relativiteitstheorie voorspelt dat lichtgolven die uit een sterk zwaartekrachtsveld komen enigszins worden uitgerekt, waardoor hun golflengte naar de rode kant van het spectrum schuift. Verwacht wordt dat dit verschijnsel bij S0-2 rechtstreeks meetbaar zal zijn wanneer de ster dit voorjaar zijn kleinste afstand tot het centrale zwarte gat bereikt. (EE)

(allesoversterrenkunde)
Death Makes Angels of us all
And gives us wings where we had shoulders
Smooth as raven' s claws...
pi_177476936
23-02-2018

Eiwit trekt DNA door zichzelf heen
Werking van condensin nu onomstotelijk bewezen, aldus Delftse onderzoekers

In een cel ligt het DNA er nogal rommelig bij. Best gek voor zoiets belangrijks. Maar als de cel gaat delen, is al het DNA keurig ingepakt. Hoe doet de cel dat? Onderzoekers van de TU Delft hebben nu gefilmd hoe het eiwit condensin de lange slierten DNA netjes ordent.

Major_events_in_mitosis_NL.png?1495164582
De belangrijkste stappen tijdens de celdeling. Na het kopiŽren (replicatie) van het DNA worden de chromosomen gevormd.

 Mysid/NCBI via Wikimedia Commons CC0

Voordat een levende cel kan gaan delen, is het zaak eens flink op te ruimen en te sorteren. Want alles wat in de cel zit, moet straks precies gelijk worden verdeeld. Dat geldt bij uitstek voor het erfelijk materiaal van de cel, het DNA. Want als daar fouten worden gemaakt, kunnen cellen ontsporen met ziekten als bijvoorbeeld kanker tot gevolg.

Het ordenen van het DNA is niet zo eenvoudig. DNA-moleculen zijn extreem lange, dunne strengen die normaal gesproken als een ongeorganiseerde kluwen ronddobberen. Moeilijk om zo’n rommeltje te verdelen in twee identieke porties. Maar als de cel klaar is om te delen, zit al het DNA overzichtelijk ingepakt in de chromosomen. Dit zijn de x-vormige structuren die vervolgens uit elkaar worden getrokken, zodat iedere dochtercel over dezelfde voorraad DNA beschikt. Hoe krijgt de cel al dat DNA zo netjes opgevouwen?



Animatie van de werking van condensin. Credits: Scixel en Cees Dekker Lab

Compacter maken

Zoals voor ieder ander klusje dat de cel moet klaren, zijn er ook voor het opvouwen van het DNA speciale eiwitten beschikbaar. Een van die eiwitten is condensin. Dat is een groot eiwit met een opening in het midden. Condensin pakt het DNA bij elkaar, waardoor het geheel compacter wordt en netjes opgerold kan worden tot een soort cilinder; de ene helft van een chromosoom.

De vorm van condensin leverde inspiratie voor twee theorieŽn over de manier waarop dit eiwit te werk gaat. Volgens de ene theorie werkt condensin als een karabijnhaak – die bergbeklimmers ook gebruiken – en grijpt zo stapsgewijs steeds een stuk van het DNA waardoor het geheel bij elkaar getrokken wordt. De andere theorie stelt dat condensin aan de streng DNA plakt en dan de streng door zichzelf heen trekt, waardoor aan ťťn kant een lus wordt gevormd. Door al deze lussen ontstaat een compacter geheel dat makkelijker opgevouwen kan worden.

In september 2017 publiceerde de onderzoeksgroep van Cees Dekker, hoogleraar moleculaire biofysica aan de Technische Universiteit Delft, in het tijdschrift Science hun vondst dat condensin ook een zogeheten motoreiwit is; een eiwit dat energie kan omzetten in actieve beweging. Het onderzoeksteam liet zien dat condensin zich over relatief grote afstand kan verplaatsen over een DNA-streng. Daarin zagen Dekker en collega’s een sterke aanwijzing dat condensin lussen vormt door het DNA actief door zichzelf heen te trekken, want daarvoor is beweging noodzakelijk. Maar een keihard bewijs was er niet. Daar wees ook een begeleidend commentaar op. ‘Goed begin, maar geen bewijs. Laat eerst maar eens zien dat zo lussen ontstaan’, was de strekking.

Asymmetrisch lussen trekken

En dat is precies wat Dekker en zijn groep nu hebben laten zien. Letterlijk, want ze hebben het proces gefilmd. Mahipal Ganji, postdoc in de Dekker-groep, zette een stuk DNA met beide uiteinden vast en voegde vervolgens condensin en ATP toe. ATP (adenosinetrifosfaat) is de belangrijkste energiedrager in levende cellen. Dit molecuul bevat drie fosfaatgroepen en door een van die groepen af te breken komt er energie vrij. Condensin gebruikt die energie om zichzelf langs de DNA-streng voort te bewegen en zo de streng door zichzelf heen te trekken. De aanwezigheid van ATP is essentieel. Ganji voerde hetzelfde experiment ook uit zonder ATP of met varianten op ATP waar geen fosfaatgroep af kan, en in die gevallen gebeurde er niets. Condensin heeft ATP nodig om zijn taak uit te voeren.


Opname waarin de vorming van de lus goed is te zien. Ook zie je dat de DNA-streng maar van ťťn kant door het condensin heen wordt getrokken. Credits: Cees Dekker Lab

Om het proces zichtbaar te maken, voegde Ganji lichtgevende ‘stickers’ toe aan het stukje DNA. Toen condensin in actie kwam, was duidelijk te zien dat de hoeveelheid lichtgevend DNA zich op een bepaald punt ging concentreren. Hier kwam meer DNA bij elkaar in de buurt doordat er een lus ontstond. Ook was goed te zien dat condensin asymmetrisch werkt. Eťn kant verankert zich aan de DNA-streng en beweegt niet, waardoor het stuk DNA tussen die kant van condensin en het uiteinde constant blijft. Het andere deel van het eiwit haalt de streng binnen en aan die kant wordt de ‘vrije’ DNA-streng dus ook steeds korter.



Opname waarin condensin (rood) bindt aan de DNA-streng (groen). Een punt op het DNA gaat steeds feller oplichten, doordat daar de lus ontstaat en er dus meer DNA dicht bij elkaar komt. Credits: Cees Dekker Lab

Wat de Delftenaren betreft is de hiermee ‘onomstotelijk bewezen’ hoe condensin de lussen vormt. Maar voor zo’n sterke claim zou het mooi zijn als ze dit resultaat ook kunnen laten zien in een experiment dat iets meer de omstandigheden in een levende cel nabootst.

Bron:

M. Ganji, I.A. Shantiel, S. Bisht, E. Kim, A. Kalichava, C.H. Haering, C. Dekker, Real-time imaging of DNA loop extrusion by condensin, Science (2018), doi:10.1126/science.aar7831

(nemokennislink.nl)
Death Makes Angels of us all
And gives us wings where we had shoulders
Smooth as raven' s claws...
pi_177679441
07-03-2018

Vliegende auto eindelijk realiteit

7029857219_f6c9c1497c_o.jpg

Tien jaar is er gewerkt aan de vliegende auto van het Nederlandse bedrijf PAL-V. Het eerste model wordt tot 18 maart gepresenteerd op de Autosalon van GenŤve. PAL-V noemt de wereldwijde premiŤre een mijlpaal voor mobiliteit.

‘Over de hele wereld zijn er bedrijven die werken aan een vliegende auto, maar dat de eerste uit Raamsdonksveer moet komen is toch wel een unicum’, zegt Marco van den Bosch, director marketing & sales Benelux bij PAL-V en voormalig helikoptervlieger bij de luchtmacht.

De vliegende auto kan op de gewone weg tussen het verkeer rijden en heeft daar een maximumsnelheid van 160 km/h. Hij kan opstijgen van een startbaan met een lengte van minimaal 180 m en vliegend op een volle tank 500 km afleggen. De maximumsnelheid in de lucht is 180 km/h. De PAL-V rijdt en vliegt op Euro 95, Euro 98 of E10. Voor het landen volstaat een landingsbaan met een lengte van slechts 30 m.

De techniek achter de vliegende auto is gebaseerd op de gyrocopter, een vliegtuig met draaibare vleugel die in 1923 werd uitgevonden. ‘De gyrocopter is de meest veilige manier van vliegen’, zegt Van den Bosch. ‘De propeller achterop zorgt voor de voorwaartse snelheid, terwijl de rotor op het dak alleen door de wind draait. Bij totale motoruitval blijft de rotor bovenop gewoon draaien, waardoor het een soort vliegende parachute wordt. Dan heb je alle tijd om te landen.’

De bestuurder heeft een gyrocopterbrevet nodig. Een vliegplan indienen bij de luchtverkeersleiding is niet altijd nodig. ‘Als je onder de 1.200 m blijft hoeft dat niet en de PAL-V blijft daar meestal onder.’ Van de eerste versie worden er 90 stuks gebouwd. Het prijskaartje bedraagt § 600.000. Daarna staat een basisversie op de rol die met dik § 350.000 iets vriendelijker geprijsd is.

(technischweekblad.nl)
Death Makes Angels of us all
And gives us wings where we had shoulders
Smooth as raven' s claws...
pi_177718540
09-03-2018

Diamant geeft diepste geheimen aarde prijs

casio3diamond_1024.jpg

Voor de eerste keer is het mineraal silicaatperovskiet gevonden aan de oppervlakte van de aarde.

Silicaatperovskiet is het vierde meest voorkomende mineraal op aarde, maar het was nog nooit door mensen waargenomen. Het valt namelijk uit elkaar boven een diepte van ongeveer 650 kilometer. Toch is het nu gevonden, dankzij een stukje diamant dat op minder dan een kilometer diepte in de aardkorst zat. Het bijzondere steentje werd omhoog gehaald in de Cullinan-diamantmijn in Zuid-Afrika.

Het mineraal zit opgesloten in de diamant. Het onderzoeksteam polijstte de diamant zodat met een spectroscoop bevestigd kon worden dat het mineraal binnen inderdaad het vluchtige CaSiO3 was.

Scheikundigen schatten dat de lage mantel van de aarde voor wel 93 procent uit silicaatperovskiet bestaat, maar tot nu toe was het niet meer dan een theorie. Nu ze het eindelijk in handen hebben, kunnen de wetenschappers het mineraal echt gaan onderzoeken.

De edelsteen zelf is maar 0,031 millimeter breed, en is ook een enorm zeldzame vondst. De meeste diamanten onstaan op 150 tot 200 kilometer diepte. Deze diamant moet echter ontstaan zijn op een diepte van 700 kilometer, aldus de onderzoekers. Op die diepte is de druk 240.000 keer groter dan de atmosferische druk op zeeniveau.

Het was die ongelofelijke druk die de steen gevormd heeft, met de perovskiet binnenin. Diamant is enorm sterk, en daardoor bleef het mineraal intact terwijl de diamant richting het aardoppervlak bewoog.

De ontdekking heeft nu al fascinerende informatie opgeleverd over hoe de mantel van de aarde is ontstaan. De specifieke samenstelling van het perovskiet in de diamant laat heel duidelijk zien hoe de aardkorst gerecycled wordt in de onderste mantel van de aarde. Het is sterk bewijs van wat er gebeurt met tektonische platen als ze in de diepte van de aarde verdwijnen.

(faqt.nl)
Death Makes Angels of us all
And gives us wings where we had shoulders
Smooth as raven' s claws...
pi_177718587
09-03-2018

Laser komt om de hoek kijken

Onderzoekers van de Amerikaanse Standford Universiteit ontwikkelden een systeem waarmee ze via een laser en lichtsensor een beeld vormen van een object achter een ondoorzichtige wand. Zelfrijdende auto’s zien hiermee in de toekomst wellicht wel het verkeer ‘om de hoek’ aankomen.

Hebben we allemaal niet eens gewenst dwars door muren heen te kunnen kijken? Amerikaanse wetenschappers krijgen dit kunstje nu voor elkaar met een lasersysteem. Ze vormen hiermee een accuraat beeld van verschillende objecten die zich achter een muur bevinden, zoals bijvoorbeeld een beeldje van een konijn. Het systeem maakt handig gebruik van het licht dat de objecten reflecteren.

164337_web.jpg?1520509142
Impressie van de opstelling.


Het systeem bestaat uit een beweegbare laser en een gevoelige sensor die de lichtintensiteit op een bepaald punt bepaalt. De wetenschappers gebruiken een wand of ondoorzichtig doek om een object te verhullen voor hun meetsysteem. Met laserlicht dat via een tweede muur op het object valt, ťn weer via diezelfde muur terugkaatst naar het lasersysteem vormt een computer een beeld.

Er zijn al lasersystemen (ook wel LIDAR genoemd) die een omgeving in kaart brengen met direct gereflecteerd licht van objecten. Deze moeten zich dan in het zicht van de LIDAR bevinden. Dat laatste hoeft dus niet bij de vinding uit Standford, die informatie haalt uit het licht dat door (niet-spiegelende) oppervlaktes alle kanten op wordt gereflecteerd. De wetenschappers denken overigens wel dat ze bestaande LIDAR-systemen kunnen aanpassen zodat ze uiteindelijk met hun techniek ook om de hoek kunnen kijken. Het onderzoek is deze week in het wetenschappelijke tijdschrift Nature gepubliceerd.

Om de hoek

Er zijn al verschillende (experimentele) systemen ontwikkeld die via een muur om een hoekje kunnen spieken. Een mooie techniek, maar de signalen zijn vaak zwak, waardoor het verzamelen van informatie meestal lang duurt. Bovendien duurt het nog veel langer om met een computer het beeld te reconstrueren uit de beperkte informatie.

Google's_Lexus_RX_450h_Self-Driving_Car.jpg?1506690721
Veel zelfrijdende auto’s, zoals dit exemplaar van Google, zijn op het dak uitgerust met LIDAR om de omgeving in kaart te brengen.

Het nu gepresenteerde systeem werkt sneller dan eerdere methodes. Het verzamelt informatie over het verborgen object door met de beweegbare laser een lichtpunt te creŽren op de (tweede) muur. Dat gebeurt met korte lichtpulsen van slechts tientallen picoseconden (een picoseconde is 0,000.000.000.001 seconde). Vanaf dit punt op de muur valt een deel van het licht op het verborgen object, dat weer een kleine fractie van het licht terugkaatst dat op de muur valt. Door minutieus naar de timing van het licht op de muur te kijken, kan een lichtsensor bepalen hoe ver het licht heeft gereisd en bepalen hoe ver weg het verborgen object is.

De onderzoekers van Standford passen vervolgens een aantal slimme trucs toe om sneller een beeld te vormen. Zo gebruiken ze de beweegbare laser om de meting voor een groot aantal punten op de muur te doen. Een gemiddelde scan bestaat uit enkele duizenden punten, verdeeld over een oppervlak van ruwweg een meter bij een meter. Ook al duurt het opnemen van ťťn punt niet zo lang, alle punten meten kan altijd nog tussen de twee minuten en een uur duren.

Juist op het gebied van beeldbewerking wint het nieuwe systeem veel tijd ten opzichte van eerdere systemen. Zelfs op een laptop duurt de informatieverwerking pakweg een seconde. “We hebben een manier gevonden om relatief snel een inschatting te maken van hoe het verborgen object er ruwweg uitziet”, laat hoofdonderzoeker Matthew O’Toole per mail weten. “Dat is essentieel, want daarna kunnen we er al bestaande en efficiŽnte algoritmes op loslaten die het beeld scherper maken.”

Mannequin_combi.jpg?1520597704
Een pop (link) waarvan later een reconstructie is gemaakt (rechts).

 Standford University/O’Toole et al.

De wetenschappers lieten zien dat ze accurate beelden konden vormen van een konijnenbeeldje, een pop en een ‘Exit’-bord (inclusief de tekst op dat bord). Wanneer het object zelf reflecterend is, zoals een verkeersbord, dan werkt het systeem volgens de onderzoekers nog beter.

In de echte wereld

Wat is nu de kans dat we deze techniek ook buiten het gecontroleerde laboratorium gaan terugvinden? Werkt het ook in een wereld met sterk wisselende lichtomstandigheden en oneindig veel verschillende reflectieve eigenschappen van oppervlaktes? De onderzoekers laten zien dat het systeem ook buiten (in de zon) werkt. “Onze aanpak lijkt redelijk robuust. Het werkt bijvoorbeeld ook bij een muur met een wisselend oppervlak, zonder dat we het algoritme aanpasten”, zegt O’Toole.

Het mooie is dat je de eerder genoemde bestaande LIDAR-systemen wellicht uit kunt rusten met dergelijke algoritmes. Ook dat probeerden de wetenschappers al, maar ze laten weten dat er nog werk te doen is voordat deze systemen ook om de hoek kijken.


(nemokennislink.nl)
Death Makes Angels of us all
And gives us wings where we had shoulders
Smooth as raven' s claws...
pi_177775969
12-03-2018

Moleculen reageren onder grote druk

Kunnen we straks met minder energie chemische reacties laten verlopen? Wetenschappers slaagden er via mechanische krachten in om selectief een binding in een kristal te verbreken. Het is de eerste keer dat onderzoekers dit lukt.

2000px-Diamond_Anvil_Cell_-_Cross_Section.svg.png?1520845548

Een cel bestaande uit twee diamanten die hele hoge druk kunnen opwekken.

Chemische reacties zijn vaak ingewikkeld. Je hebt stoffen die met elkaar moeten reageren, je lost ze op in een vloeistof en om te zorgen dat de reactie daadwerkelijk op de juiste manier verloopt voegen chemici nog extra chemicaliŽn toe. En dan kost het vaak nog veel energie om het product te zuiveren. Dit kan ook anders: met mechanochemie. Onderzoekers van onder andere de Stanford Universiteit in Amerika hebben het nu voor het eerst voor elkaar gekregen om een verbinding te verbreken door hun molecuul onder hoge druk samen te persen.

Vuurstenen

Voor mechanochemie gebruik je geen oplosmiddelen of extra hulpstoffen, maar start je de reactie met mechanische krachten zoals wrijving of druk. Een bekend voorbeeld is de vonken die ontstaan als je vuursteen en ijzer tegen elkaar slaat. In Nederland doen momenteel niet veel wetenschappers onderzoek naar deze technieken, maar groepen in het buitenland lukte het al om met pure trekkracht polymeren uit elkaar te halen of ringvormige moleculen te openen. “Je kunt vergelijken met het legeren van metalen, dat gebeurt ook met mechanische krachten die ervoor zorgen dat de metalen die normaal onmengbaar zijn wel mengen”, vertelt Hessel Castricum, onderzoeker aan de TU Delft.


In de groep van Nicolas Milosh, hoogleraar materiaalkunde en technologie aan de Stanford Universiteit, zetten ze deze techniek nu voor het eerst in om specifieke verbindingen in een molecuul te verbreken. Om dit te doen heb je een hoge isotrope druk nodig, dat is druk die van alle kanten tegelijk op de moleculen drukt. Daarom gebruiken ze een speciaal apparaat met twee stukken diamant die elkaar op platte punten raken. “Hiertussen kunnen we de druk enorm opvoeren”, zegt Milosh. “Want alle druk concentreert zich op dat kleine oppervlak van de punt.”

Verbinding verbroken

Tussen de diamanten leggen de Amerikanen hun moleculen. Voor dit experiment gebruiken ze kristallen die zachte en harde delen bevatten. Ze combineren de harde diamandoÔden – kleine kooi-achtige moleculen opgebouwd uit koolstof en waterstof – met zachte, flexibele ketens ertussenin. Terwijl ze de druk opvoeren, volgen ze met rŲntgenstraling de vervorming en chemische samenstelling en analyseren ze wat er gebeurt. “Normaal gesproken vervormen kristallen uniform, dus op alle plekken hetzelfde”, legt Milosh uit. “Maar wij zagen een reactie in de zachte delen, er verplaatsen elektronen en de binding breekt.”

Nature_via_Nicolas_Milosh.png?1520845378
De harde, stijve delen in dit molecuul zorgen ervoor dat onder hoge druk specifiek een binding ertussen breekt.

Uit berekeningen en metingen bleken de harde delen in het kristal voor deze reactie te zorgen. Milosh: “Die blijven stijf en bewegen ten opzichte van elkaar, waardoor er nog meer kracht wordt uitgeoefend op het zachte deel. Uiteindelijk breekt deze binding.”

Selectief

Castricum noemt het resultaat van het onderzoek erg interessant: “Ze hebben het molecuul expres asymmetrisch opgebouwd, waardoor ze selectief een binding breken. Het is voor het eerst dat dit op deze manier, onder isotrope druk, lukt. Bovendien hebben ze de vervorming precies kunnen volgen, waardoor je veel informatie krijgt over hoe zulke reacties verlopen.”

Een toepassing lijkt alleen nog wel ver weg, geeft Milosh toe: “Het is een eerste stap, een bewijs dat we het kunnen. We gaan nu proberen om systemen te ontwikkelen voor reacties die normaal gesproken moeilijk verlopen, zoals het omzetten van CO2.” Castricum weet ook niet direct een toepassing, maar ziet wel voordeel in het gebruik van mechanochemie: “Voor bepaalde reacties heb je veel minder materiaal nodig en je produceert nauwelijks afval. Dit kan erg aantrekkelijk zijn voor industriŽle processen. Ook geeft mechanochemie meer inzicht in hoe bepaalde reacties verlopen, daaraan levert dit soort onderzoek een belangrijke bijdrage.”

Bron:
•Hao Yan e.a., Sterically controlled mechanochemistry under hydrostatic pressure, Nature (2018), DOI: http://dx.doi.org/10.1038/nature25765

(nemokennislink.nl)
Death Makes Angels of us all
And gives us wings where we had shoulders
Smooth as raven' s claws...
pi_177808910
Britse natuurkundige Stephen Hawking (76) overleden

De Britse natuurkundige en kosmoloog Stephen Hawking is woensdag overleden in zijn woonplaats Cambridge. Hawking (76) was al op vroege leeftijd aan een rolstoel gekluisterd door de spierziekte ALS, maar zijn denkvermogen en enthousiasme om ingewikkelde wetenschappelijke ideeŽn aan een breed publiek uit te leggen werden nooit aangetast.
Zijn dood werd bekendgemaakt door zijn kinderen, Lucy, Robert en Tim. "We zijn diepbedroefd dat onze geliefde vader vandaag is overleden. Hij was een groot wetenschapper en een buitengewone man, wiens werk en nalatenschap vele jaren zullen voortleven."

De natuurkundige en kosmoloog had ondanks zijn beperkingen een tomeloze ambitie om het ontstaan van leven, planeten en zwarte gaten te verklaren. “Mijn doel is eenvoudig”, schreef hij in zijn boek Stephen Hawking’s Universe. “Een volledig begrip van het universum, waarom het is zoals het is en waarom het Łberhaupt bestaat.”

Stephen Hawking laat twee ex-vrouwen en drie kinderen achter. Hij schreef ruim tweehonderd wetenschappelijke publicaties, dertien boeken (waarvan zes co-auteur) en vier kinderboeken over kosmologie met zijn dochter Lucy.

De Brit was een van de meest prominente wetenschappers in zijn gebied, regelmatig te gast in tv-shows, een media-icoon en won vele prijzen vanwege zijn ontdekkingen in de kosmologie. Hij kreeg zelfs een natuurkundig fenomeen naar zich vernoemd, de zogeheten Hawkingstraling.

Oxford
In het Engelse Oxford werd op 8 januari 1942 Stephen William Hawking geboren. Hij was de zoon van de Engelse Frank en de Schotse Isobel Hawking. Na Stephen volgden nog twee dochters, Philippa en Mary, en een geadopteerde zoon Edward.

Het leven als boekenwurm werd al op vroege leeftijd met de paplepel ingegoten. De maaltijden in het intelligente, excentrieke, maar ook armoedige gezin werden vaak in stilte met een boek genuttigd. Toen Hawking 17 jaar oud was, werd hij toegelaten tot de Universiteit van Oxford. Daar studeerde hij Natuurkunde.

Hawking was tijdens zijn studie geen harde werker, maar haalde door zijn intelligentie alle vakken die nodig waren om af te studeren. Tijdens zijn studie kreeg hij een relatie met Jane Wilde, met wie hij later zou gaan trouwen.

ALS
In zijn laatste studiejaar werd Hawking echter enorm klunzig en bewoog hij vaak ongecoŲrdineerd. De Brit viel regelmatig en begon te slissen. Op aandringen van zijn familie liet hij zich medisch onderzoeken. Op 21-jarige leeftijd werd de ongeneeslijke spierziekte ALS geconstateerd.

Hawking kreeg van zijn artsen een levensverwachting van twee jaar. “Mijn verwachtingen werden tot nul gereduceerd toen ik 21 jaar was. Alles wat ik sindsdien heb gedaan, is een bonus”, onthulde Hawking in een interview met New York Times Magazine in 2004. “Ōk ben niet bang voor de dood, maar ik heb ook geen haast met sterven.” Uiteindelijk wist hij de ziekte ruim vijftig jaar lang te beheersen.

“Hij is uitzonderlijk”, verklaart Nigel Leigh, een hoogleraar klinische neurologie van King’s College in Londen. “Ik ken niemand die al zo lang met ALS leeft. Het is niet alleen bijzonder dat hij al die tijd in leven is gebleven, maar ook dat de ziekte bij hem opgebrand lijkt te zijn. Zijn situatie lijkt stabiel te zijn, en dat is extreem zeldzaam.”

Rijzende ster
In 1965 trouwt hij met Jane Wilde, die tijdens zijn diagnose en verval zijn steun en toeverlaat was. Met Wilde krijgt Hawking drie kinderen: zonen Robert en Timothy en dochter Lucy.

De wetenschapper werkte samen met Roger Penrose aan theorieŽn over het ontstaan van het universum. Hawking verdiende voornamelijk bekendheid door zijn onderzoek naar zwarte gaten en singulariteiten.

Een singulariteit is een punt in de ruimte met een oneindig klein volume en een oneindig grote dichtheid. Rondom zo’n punt houden tijd en ruimte praktisch op met bestaan. Reguliere natuurkunde gedraagt zich volgens andere regels rondom een singulariteit. Hawking en Penrose publiceerden in 1970 een bewijs dat het universum ooit vanuit een singulariteit is ontstaan.

In 1966 won Hawkins zijn eerste grote prijs, namelijk de Adams Prize. In 1974 werd hij gekozen als zogeheten Fellow of the Royal Society. Dat is een erkenning voor al het werk dat iemand in de natuurwetenschappen heeft verricht. Sindsdien mocht hij de titel FRS achter zijn naam voeren.

Zijn doorbraak buiten de wetenschap bereikte hij met zijn boek A Brief History of Time (1988). Daarin beschrijft hij concepten zoals tijdreizen, zwarte gaten en stringtheorie. Voor die tijd waren dat baanbrekende ideeŽn, die ook nog eens op relatief begrijpelijk niveau werden uitgelegd.

Scheiding en tweede huwelijk
De Brit was tijdens zijn leven een aantal keer gevaarlijk dicht bij de dood. In 1985 liep hij een longontsteking op, die zo ernstig was dat aan zijn toenmalige vrouw Jane Wilde werd gevraagd of zijn leven moest worden beŽindigd. Hawking wist zijn gezondheidsproblemen echter telkens te doorstaan.

Door de rijzende bekendheid van Hawking en de constante aanwezigheid van artsen en zusters kwam het huwelijk van Wilde en Hawking onder druk te staan. In 1991 besluiten zij te scheiden. In 1995 trouwt hij met Elaine Mason, een van de zusters die hem tijdens zijn longontsteking verzorgde.

Elaine Mason was daarnaast de ex-vrouw van David Mason, die de eerste versie van Hawkings spraakcomputer heeft ontworpen. Eind 2006 is Hawking ook van Elaine gescheiden.

Zoveel als hij over het universum wist te vertellen, zo weinig begreep hij het andere geslacht. “Vrouwen zijn een compleet mysterie voor mij”, verklaarde hij in 2012 tegenover New Scientist.

Cultureel fenomeen
Door zijn opvallende verschijning en humor was Hawking ook een cultureel fenomeen. Zijn gelijkenis was onder meer te zien in afleveringen van The Simpsons, Dexter’s Lab, Family Guy, Futurama en The Fairly OddParents. Ook speelde hij kleine rollen in The Big Bang Theory en Star Trek: The Next Generation.

Zijn stemcomputer werd in het nummer Talkin’ Hawkin’ van Pink Floyd te gebruikt. In 2014 kwam de Oscar-winnende film The Theory of Everything uit, waarin het vroege leven van de wetenschapper in werd uitgebeeld.

Hawkins was een prominent atheÔst. Hij heeft altijd beweerd dat het universum zichzelf kon creŽren door krachten zoals de zwaartekracht. In zijn boek Black Holes and Baby Universes (1993) schrijft hij: “Ik heb gemerkt dat zelfs mensen die beweren alles vooraf bepaald en dat wij daar niets aan kunnen doen, kijken voordat ze de weg oversteken.”

Stephen Hawking overleed op 14 maart in zijn woonplaats Cambridge.

Bron: https://www.nu.nl/buitenl(...)ng-76-overleden.html
Herman Finkers... He buurman, ik hier ?
pi_177865730
16-03-2018

‘Ik wil de grens tussen levende en dode materie laten vervagen’

Interview met Peter Korevaar, chemicus die natuurlijke systemen wil nabootsen in synthetische materialen

Levende organismen communiceren heel slim met hun omgeving. Onze materialen kunnen dit nog niet, maar daar wil Peter Korevaar verandering in brengen. De Nijmeegse universitair docent onderzoekt synthetische materialen die je niet van levende organismen kunt onderscheiden.

Peter_Korevaar.jpg?1521195704
Peter korevaar

Hoewel we planten meestal niet zien als slimme organismen, communiceren ze wel veel met hun omgeving en met soortgenoten. En dat zonder ook maar een woord te uiten. Toen een antilopesoort in Zuid-Afrika de acaciabomen kaal begonnen te vreten, maakten die bomen extra tannine aan en doodden daarmee drieduizend antilopen. Zelfs bomen die zelf nog geen last hadden van de veelvraten, bleken deze stof extra aan te maken omdat ze ‘gewaarschuwd’ waren door bomen in de buurt – die stootten de stof etheen uit. Dit soort slimme communicatie vind je terug in veel levende organismen, maar het lukt ons nog niet om deze slimheid na te bootsen in de spullen die wij maken. Maar als het aan universitair docent Peter Korevaar ligt, komt daar verandering in.

Korevaar promoveerde onder Bert Meijer, waar hij zelfassemblage onderzocht: moleculen die uit zichzelf grotere netwerken vormen. Daarna vertrok hij naar Harvard om te werken aan zogenaamde hydrogels; materialen bestaande uit 3D-netwerken die water opnemen en zo een gel vormen. In april 2017 startte Korevaar zijn eigen groep aan de Radboud Universiteit Nijmegen.

In zijn huidige onderzoek combineert hij zijn interesse voor materialen zoals hydrogels en levende systemen: “We willen levensechte synthetische materialen maken, die zich aanpassen aan hun omgeving.” Onlangs ontving Korevaar een NWO ‘start-up’-subsidie om zijn onderzoek verder uit te breiden. NEMO Kennislink sprak hem over zijn plannen.

Zijn de materialen die we nu gebruiken nog niet slim genoeg?

“Synthetische materialen die wij nu gebruiken, zoals metaal, plastic of glas, hebben ťťn functie. Maar de levende natuur is ontzettend dynamisch en daar halen wij onze inspiratie vandaan. Er zijn een heleboel functies die levende materie wel kan hebben en dode materie niet. Of beter gezegd: nog niet. Daar ligt voor ons een mooie kans.”

“Als ultiem doel wil ik de grens tussen levende materie en dode materie laten vervagen. Nu is het totaal duidelijk wanneer iets leeft en wanneer niet, omdat er een enorm gat zit tussen wat synthetische materialen kunnen en de elegantie waarmee dat in de natuur gebeurt. Dat doel ligt nog ver weg, maar ik hoop dat ik stappen kan zetten en een bijdrage kan leveren.”

Wat voor materialen kunnen we dan verwachten?

“We zijn nu bijvoorbeeld bezig met hydrogels die tellen. Eencellige organismen zoals amoeben kunnen dit van nature, met het zogenoemde quorum sensing. Dit betekent dat ze door het opvangen van signaalmoleculen precies weten hoeveel andere amoeben zich om hen heen bevinden. Onze computers doen iets vergelijkbaars, maar chemisch gezien hebben we nog geen materiaal die dit kan.”

“Daarom werken we aan hydrogelbolletjes die dit soort gedrag vertonen. Dit zou kunnen lukken als je een netwerk maakt van chemische reacties die elkaar beÔnvloeden, bijvoorbeeld door de omgeving zuurder te maken of te zorgen dat een bolletje inkrimpt of uitzet. Het is ons al gelukt om een hydrogel te ontwikkelen die kan herkennen of een chemische reactie in zijn omgeving heel snel of heel langzaam verloopt. Nu moet hij daar nog op reageren.”

Waar zou je zoiets voor gebruiken?

“Onze bolletjes zullen natuurlijk niet direct computers vervangen. Bovendien zijn we nog niet heel gericht bezig met het maken van specifieke toepassingen. We kijken meer in algemene zin of we materialen op een nieuwe manier kunnen maken. Uiteindelijk willen we materialen die zich op allerlei mogelijke manieren aanpassen aan hun omgeving, door bijvoorbeeld van vorm te veranderen.”

“Dit kan met allerlei materialen zoals hydrogels, maar we gebruiken ook veel moleculaire zelfassemblage. De verschillende onderdelen van dit soort systemen zitten niet sterk aan elkaar vast, dus dat maakt het mogelijk om het weer af te breken en op een andere manier op te bouwen. Als ons dat lukt zijn er zeker veel toepassingen te bedenken, zoals biosensoren die veranderingen in het lichaam of in het milieu kunnen detecteren, maar we moeten het eerst nog voor elkaar krijgen.”

Superabsorber_Hydrogel_KSG_2917_pK.jpg?1521194924
Korevaar wil dit soort hydrogels aanpassen en met hun omgeving laten communiceren.
 Wikimedia Commons, Petra Klawikowski via CC BY 3.0

Maar de complexiteit zit toch al in de natuur? Kun je daar geen gebruik van maken?

“We zouden ervoor kunnen kiezen om te werken met eiwitten, cellen of DNA en dat in onze materialen te verwerken. Dat gebeurt al wel in andere onderzoeksgroepen in Nederland, maar wij willen onze materialen volledig synthetisch maken. Dat heeft deels te maken met de kosten. Synthetische materialen zijn vaak goedkoper als je ze uiteindelijk in een toepassing wilt gebruiken. Bovendien vraag ik me af: wat leer je ervan als je de natuur het werk laat doen? Ik wil juist graag tot op de bodem uitzoeken hoe de natuurlijke systemen verlopen, wat hun geheim is en dat dan nabootsen.”

“Het kan heel goed zo zijn dat onze technieken uiteindelijk hetzelfde opleveren als mensen die dit soort materialen maken door natuurlijke systemen te integreren. Op de lange termijn moeten we misschien wel gaan samenwerken, de verschillende aanpakken combineren en zo nog slimmere materialen maken. Maar als een klein onderzoekslab moet je toch kiezen, je kunt niet alles doen. En dan kies ik toch voor het begrijpen van de natuur door gedrag met synthetische bouwstenen na te maken.”

Welke toepassing zal het snelst op de markt verschijnen?

“Dat is lastig te zeggen. Sommige onderzoekers gebruiken al hydrogels in hun biomaterialen. Deze materialen implanteren ze in het lichaam en dan neemt het tijdelijk een functie over of laat het cellen weer groeien. Dat werkt al wel, maar je zou die biomaterialen veel slimmer kunnen laten reageren op wat er gebeurt in het lichaam. Bijvoorbeeld dat ze een extra medicijn loslaten als er een ontsteking optreedt.”

Zullen deze materialen het aantal benodigde grondstoffen op de wereld flink verminderen?

“Dat is nu nog te veel gevraagd, dat lossen we niet zomaar op. Maar je ziet wel dat de levende natuur veel efficiŽnter met materialen omgaat en ze slim hergebruikt. Dat zie je nog niet in het veld van de synthetische materialen. En als we materialen maken die hun bouwstenen op verschillende manieren kunnen samenstellen en weer loslaten, zet je wel een stap in de goede richting. Maar dat duurt nog wel even.”

Dit artikel is een publicatie van NEMO Kennislink.
© NEMO Kennislink, sommige rechten voorbehoude

(nemokennislink)
Death Makes Angels of us all
And gives us wings where we had shoulders
Smooth as raven' s claws...
pi_177865778
16-03-2018

Kķnnen we het maken?
Nieuwe mogelijkheden in de fosforchemie.

slootweg120318.jpg

Voor organicus Chris Slootweg, sinds een jaar hoofddocent aan de Universiteit van Amster≠dam, staat de esthetiek voorop. ‘Moleculen maken die er gewoon gaaf uitzien, maar niet direct een toepassing hebben.’ Onlangs presenteerde hij in Angewandte Chemie enkele grote stappen in de richting van zijn favoriet: monofosfatetrahedraan, een tetraŽder van drie koolstofatomen en ťťn fosforatoom. Tot nu toe bestaat die structuur alleen op papier.

Het was al een van zijn doelmoleculen toen Slootweg promoveerde bij Koop Lammertsma (Vrije Universiteit Amster≠dam), in 2005. ‘Je loopt aan tegen de grenzen van de synthetische methodologie. Tot voor kort kon het gewoon niet. Dat we onze eigen state-of-the-artmethodes moeten ontwikkelen, is een van de leuke dingen aan dit project.’

Atoomeconomisch

Monofosfatetrahedraan is een analoog van tetrahedraan, C4R4. Dat bestaat wel, zij het alleen met tamelijk omvangrijke R’s: tert-butyl of trimethylsilyl aan elke C is wel het minste. Je maakt het bijvoorbeeld uit cyclobutadieen, een anti-aromatisch molecuul dat eveneens te instabiel is om zonder die restgroepen te overleven. Die fotochemische omlegging is volgens Slootweg een schoolvoorbeeld van een ideale, duurzame synthese. ‘Ze is atoomeconomisch: 100 % van de uitgangsmaterialen komt in het product terecht, zonder dat je afval overhoudt’, legt hij uit.

Witte fosfor (P4) is ook zo’n tetraŽder. Maar je kunt niet simpelweg C’s in tetrahedraan door P’s vervangen. Meer voor de hand ligt dat je de structuur opbouwt uit negatief geladen fosfor en een kleine, positief geladen koolstofring, bijvoorbeeld een 1,2,3-tris-tert-butylcyclopropeniumion. Dankzij wijlen Ronald Breslow is dat laatste ion al een tijdlang beschikbaar. ‘Maar P- gold als instabiel’, vertelt Slootweg. ‘Totdat ETH-onderzoeker HansjŲrg GrŁtz≠macher zorgde voor een doorbraak met zijn stabiele NaOCP. Inmiddels maken ze dat met 50 of 100 g tegelijk, en vind je het elke maand wel in een Angewandte-publicatie terug.’

Zijn eigen bijdrage laat nu zien dat de combinatie van een cyclopropeniumion en NaOCP doorreageert tot een dimeer: 1,3-difosfetaan-2,4-dion. Dat valt weer uiteen tot fosfatricyclo[2.1.0.0]pentanon, dat al sterk op monofosfatetrahedraan lijkt. Isomeriseren tot iets fosfacyclobutadieenachtigs lukt ook al.

‘We moeten die CO nog selectief zien te verwijderen’

Alleen zit in beide gevallen de CO uit NaOCP er nog in. ‘Als we die selectief kunnen verwijderen, zitten we op het doelmolecuul en de volgende Angewandte-publicatie’, zegt Slootweg. Hij vermoedt dat het stiekem al is gelukt: tijdens een experiment zag hij de oplossing tijdelijk verkleuren, wat de vorming suggereert van anti-aromatische moleculen die meteen weer verder reageren. ‘We gaan nu de structuur afschermen met nog grotere R-groepen. Op fosfacyclobutadieen passen er tenslotte nog maar drie, in plaats van vier. Ik denk aan dimethyl-tert-butylsilyl, waarmee George Olah ooit succes heeft gehad.’

Begrijpen

De publicatie doet vermoeden dat er veel trial-and-error aan te pas komt, maar volgens Slootweg is dat schijn. ‘Nieuwe kennis ontwikkelen is onze drijfveer. Door heel gericht te observeren wat er gebeurt tijdens experimenten, en onze waarnemingen te toetsen aan theoretische modellen, proberen we te begrijpen wat een molecuul doet. En dan passen we het aan totdat we de chemie hebben gecreŽerd die we zoeken.’

Hij vermoedt dat de uiteindelijke realisatie van zijn doelmolecuul een kwestie wordt van synthetische elektrochemie, volgens hem een ondergewaardeerd gereedschap dat nu volop in ontwikkeling is. ‘Het wachten is op een nieuwe promovendus.’

(c2w.nl)
Death Makes Angels of us all
And gives us wings where we had shoulders
Smooth as raven' s claws...
pi_177936125
18-03-2018

Hawking werkte op zijn sterfbed zijn belangrijkste onderzoek af. En een Belg hielp hem daarbij

763?appId=2dc96dd3f167e919913d808324cbfeb2&quality=0.8
 © K.U.Leuven - Stephen Hawking, Thomas Hertog, James Hartle en voormalig KU Leuven-rector Mark Waer

Wetenschap & Planeet Twee weken voor zijn dood werkte Stephen Hawking nog een onderzoeksverslag af samen met de Belg Thomas Hertog. De laatste noot aan dat werk werd dan ook op Hawkings sterfbed gelegd. Volgens Hertogs zijn de inzichten in het wetenschappelijk werk van die aard dat ze Hawking wel eens een Nobelprijs hadden kunnen opleveren, moest hij nu nog geleefd hebben. Hawking werd tijdens zijn leven meermaals genomineerd voor een Nobelprijs, maar won er nooit een.

De paper met de titel ′A Smooth Exit from Eternal Inflation’ zou wel eens Stephen Hawkings meest belangrijke werk kunnen zijn. In het werk legt Hawking een methode uit waarmee het bestaan van andere universa aangetoond kan worden. Volgens de wetenschap is het namelijk mogelijk dat er sprake is van een soort ‘multiversum’. In dat ‘multiversum’ zijn er meerdere universa of heelallen. Het heelal zoals wij het kennen, is dan slechts een deeltje van een groter geheel. Tot voor kort was het idee van een ‘multiversum’ dus voornamelijk een theorie, maar met de paper van Hawking zou die theorie nu ook voor het eerst aangetoond kunnen worden. Volgens wetenschappers is het baanbrekend en zou het onze perceptie van het heelal wel eens helemaal kunnen veranderen.

Kosmische inflatie

Al in 1983 schreef Hawking een verhandeling waarin hij het idee van een multiversum aanhaalde. Daarin zette hij samen met James Hartle uiteen hoe de ‘big bang’ zorgde voor het ontstaan van ons heelal. Daarbij gingen ze ervan uit dat de oerknal aanleiding gaf tot een oneindig aantal andere knallen die telkens weer zorgden voor het ontstaan van nieuwe heelallen. Dat idee wordt ‘kosmische inflatie’ genoemd. Kort samengevat bieden Hertog en Hawking met hun werk dus een soort van wetenschappelijk kader om het idee van een multiversum als gevolg van kosmische inflatie te testen en wetenschappelijk aan te tonen. Aan de hand van een detector die vastgemaakt wordt aan een ruimteschip zouden andere universa aan de hand van het wetenschappelijk kader gedetecteerd kunnen worden.

Verder halen Hawking en Hertog ook nog iets minder vrolijk nieuws aan in hun werk. Als de theorie van kosmische inflatie klopt dan wil dat namelijk ook zeggen dat het universum waarin wij ons bevinden op een dag zal oplossen in een soort van zwart gat. Alle knallen die nieuwe universa doen ontstaan verliezen namelijk ook op een bepaald moment hun energie waardoor de universa ophouden met bestaan.

(HLN)
Death Makes Angels of us all
And gives us wings where we had shoulders
Smooth as raven' s claws...
pi_177936317
19-03-2018

Steeds lonkt er weer een nieuw deeltje om te ontdekken

In ‘De melodie van de natuur’ bespreekt natuurkundige Ivo van Vulpen de wereld van de elementaire deeltjes

De ontdekking van het Higgs-deeltje enkele jaren geleden was wereldnieuws. Maar waarom eigenlijk? In zijn boek ‘De melodie van de natuur’ neemt Ivo van Vulpen je aan de hand in de zoektocht naar dit illustere deeltje. Hij blijkt een goede reisleider, maar een beetje voorkennis kan geen kwaad.

Op 4 juli 2012 werd het jarenlange werk van duizenden natuurkundigen van over de hele wereld op passende wijze beloond. Die dag werd namelijk het bestaan van het zo hartstochtelijk gezochte Higgs-deeltje officieel bekend gemaakt. TV-beelden toonden een zaal vol klappende, lachende en ontroerde wetenschappers. Ook voor wie geen idee had waar het over ging, was de boodschap duidelijk: hier is iets bijzonders gebeurd.

Maar dat was het enige wat er bleef hangen bij velen. Dat het bijzonder was, maar wat er nou precies was ontdekt en waarom dat zo bijzonder was, dat ging in de euforie een beetje verloren. Ook niet heel gek, als je bedenkt dat het nogal een uitdaging is om de essentie van tientallen jaren fundamenteel natuurkundeonderzoek op een begrijpelijke manier weer te geven in een tv-fragment van anderhalve minuut.

Stap voor stap

Ivo van Vulpen gaat die uitdaging wel aan. Gelukkig geeft hij zijn publiek meer aandacht dan anderhalve minuut uitleg. De ontdekking van het Higgs-deeltje vormt de aanleiding en rode draad van zijn boek ‘De melodie van de natuur’, maar hij neemt ruimschoots de tijd om alles wat aan die ontdekking vooraf ging te bespreken. Dat is zeer te prijzen, want experimenten en theorieŽn komen nou eenmaal niet uit de lucht vallen. Ze bouwen voort op bestaande kennis, ideeŽn, vragen en raadsels en Van Vulpen laat heel mooi zien hoe de wetenschap stap voor stap te werk gaat.

ATLAS_detector_CERN.jpg?1521469929
ATLAS detector, Large Hadron Collider, CERN.

De zoektocht naar het Higgs-deeltje gebruikt van Van Vulpen om de geschiedenis van de natuurkunde te beschrijven en dan vooral van de deeltjesfysica – de tak die zich bezighoudt met de meest basale bouwstenen van heelal, de elementaire deeltjes. Een vakgebied dat Van Vulpen van binnenuit kent. Hij is namelijk zelf gepromoveerd deeltjesfysicus en hij werkt bij Nikhef, het nationaal instituut voor subatomaire fysica in Amsterdam. Bovendien werkte hij mee aan het ATLAS-experiment, een van de detectoren van de Large Hadron Collider – de deeltjesversneller waarmee het bestaan van het Higgs-deeltje is aangetoond.

Doordat Van Vulpen zelf onderdeel is geweest van die enorme onderneming – en dat nog steeds is, want er valt nog meer dan genoeg te onderzoeken in deeltjesfysica – kan hij goed de ‘achterkant’ van de wetenschap laten zien: de spanning en opwinding als een experiment van start gaat, maar ook het monotone handwerk van turen naar schermen. Dat er ook ongetwijfeld een hoop frustratie, teleurstelling en onderlinge wrijving bij komt kijken, blijft een beetje onderbelicht. Misschien is het voor Van Vulpen allemaal zonnig verlopen, maar hij schetst af en toe wel een heel idyllisch beeld van de natuurkundige gemeenschap.

Maar dat doet niets af aan de prestatie van Van Vulpen om dit abstracte, ingewikkelde onderzoek toegankelijk te maken. Hij legt helder en geduldig uit (het is wel een echt ‘uitlegboek’) hoe dat nou zit met al die quarks en leptonen, met spookdeeltjes en antideeltjes en krachtdeeltjes en ga zo maar door. Van Vulpen pakt het allemaal rustig aan, maar hij kan niet voorkomen dat het je – als niet-deeltjesfysicus – toch af en toe gaat duizelen.

Aan de andere kant, we hebben het hier wel over een vakgebied waar niet de minste geesten jarenlang hun hoofd over hebben gebroken, dus dat je als lezer ook een beetje moeite moet doen kan geen verrassing zijn. En het is ook zeker geen reden om het niet te proberen, want dankzij Van Vulpens enthousiasme en overduidelijke liefde voor zijn vakgebied blijft het allemaal zeer leesbaar. En het maakt nieuwsgierig naar wat we nog meer gaan leren over donkere materie, supersymmetrie en het raadsel van de zwaartekracht.

(nemokennislink)
Death Makes Angels of us all
And gives us wings where we had shoulders
Smooth as raven' s claws...
pi_178005711
21-03-2018

Hoorde jij die springende hoogspanningsmast op aarde ploffen?

Dan ben je niet alleen! Verrassend veel mensen horen namelijk iets wat er niet is.

Dat blijkt uit een nieuw onderzoek naar deze bijzondere vorm van synesthesie (zie kader hieronder) die onderzoekers visually-Evoked Auditory Response (vEAR) hebben gedoopt. Het onderzoek suggereert dat tot wel ťťn op vijf mensen deze vorm van synesthesie ervaren en dus bij het zien van beweging een geluid horen dat er niet is. Het suggereert dat deze vorm van synesthesie veel vaker voorkomt dan andere vormen.

Synesthesie
Synesthesie is eigenlijk niets anders dan een vermenging van zintuigen. Het is er in verschillende vormen. Zo zijn er mensen die bij het lezen van letters of cijfers ook kleuren ervaren. Of mensen die bij kleuren ook een bepaalde geur of smaak denken waar te nemen.

Springende hoogspanningsmast
Een geluid horen dat er niet is; het klinkt misschien wat zweverig, maar het overkwam velen toen ze onderstaande gif bewonderden. De gif gaat niet vergezeld door geluid en toch hoorden veel mensen de springende hoogspanningsmast op aarde ploffen, zo blijkt uit talloze reacties op het gifje

Het nieuwe onderzoek onderschrijft dat deze en vergelijkbare gifjes iets vreemds bewerkstelligen in ons brein. De onderzoekers verzamelden 4128 proefpersonen en lieten ze 24 videoclipjes zien waarin voorwerpen of mensen traag, snel of heel plotseling bewogen. Denk aan een balletdanseres die een pirouette maakt of een hamer die op een spijker klapt. Geen van de videoclipjes ging vergezeld door geluid. En toch bleken heel veel proefpersonen wel geluiden te horen. Maar liefst 21% van de proefpersonen gaf bovendien aan dat ze dat wel vaker was overkomen.

Horen wat je ziet
“Sommige mensen horen wat ze zien,” vertelt onderzoeker Elliot Freeman. “Knipperlichten van een auto, knipperende neonlichten van een winkel en bewegingen van wandelende mensen kunnen een auditieve prikkel triggeren. En wij hebben daar voor het eerst grootschalig onderzoek naar gedaan en ontdekt dat tot wel 21% van de mensen dit op de ťťn of andere manier ervaren, wat betekent dat het veel vaker voorkomt dan andere vormen van synesthesie.”

De onderzoekers denken ook meer te kunnen zeggen over waarom sommige mensen horen wat ze zien. “We denken dat deze prikkels soms het resultaat zijn van informatie die weglekt uit visuele delenv an het brein en belandt in delen die doorgaans betrokken zijn bij het horen van informatie. En in extreme gevallen is een abstracte beweging of het knipperen van iets voldoende om ook een geluid te horen.”

(scientias.nl)
Death Makes Angels of us all
And gives us wings where we had shoulders
Smooth as raven' s claws...
  vrijdag 23 maart 2018 @ 13:01:40 #135
38496 Perrin
Sapere aude
pi_178033443
devicepullsw.jpg

quote:
In field tests, device harvests water from desert air

The system, based on relatively new high-surface-area materials called metal-organic frameworks (MOFs), can extract potable water from even the driest of desert air, the researchers say, with relative humidities as low as 10 percent. Current methods for extracting water from air require much higher levels - 100 percent humidity for fog-harvesting methods, and above 50 percent for dew-harvesting refrigeration-based systems, which also require large amounts of energy for cooling. So the new system could potentially fill an unmet need for water even in the world's driest regions.
SPOILER
Om spoilers te kunnen lezen moet je zijn ingelogd. Je moet je daarvoor eerst gratis Registreren. Ook kun je spoilers niet lezen als je een ban hebt.
I didn't say it would be easy. I just said it would be the truth.
pi_178052410
23-03-2018

Waarom nemen we sommige beelden wel bewust waar en andere niet?

Onderzoekers onthullen hoe visuele prikkels in ons bewustzijn doordringen (of niet).

Niet alles wat we zien, dringt door tot ons bewustzijn. Maar wat zorgt er nu voor dat we ons van de ene visuele prikkel wťl bewust zijn en van de andere niet? Dat heeft een internationaal team van onderzoekers onder leiding van de Nederlandse Pieter Roelfsema, uitgezocht.

Activiteitsniveau
De onderzoekers keken wat er in het brein van apen gebeurde, wanneer zij aan visuele prikkels – in dit geval: korte lichtflitsen – werden blootgesteld. De prikkels werden eerst geregistreerd in de visuele hersenschors en daarna doorgestuurd naar de frontale hersenschors. Daar moesten de prikkels een minimaal activiteitsniveau opwekken om in het bewustzijn door te kunnen dringen.

Gebrekkige informatieoverdracht
Maar sommige prikkels slagen daar dus niet in. Het is het resultaat van een gebrekkige informatieoverdracht tussen zenuwcellen in de visuele hersenschors, zo stellen de onderzoekers. Deze zorgt ervoor dat het benodigde minimale activiteitsniveau in de frontale hersenschors niet wordt gehaald en de apen zich dus niet bewust worden van die informatie.

Zwakke elektrische stroompjes
Experimenten wijzen uit dat dat minimale activiteitsniveau ook niet werd gehaald wanneer men de zenuwcellen in de visuele hersenschors met zwakke elektrische stroompjes activeerde. “De prikkels dringen alleen door tot in het bewustzijn, wanneer de geactiveerde zenuwcellen hun activiteit in voldoende mate doorgeven aan hogere hersenschorsgebieden,” legt Roelfsema uit.

Het onderzoek kan van groot belang blijken voor blinde patiŽnten. “Deze nieuwe informatie, over hoe en wanneer een stimulus tot het bewustzijn doordringt, brengt ons weer een stap dichter bij de ontwikkeling van een hersenschorsprothese voor blinde patiŽnten, door middel van elektrische stimulatie van de hersenschors.”

(scientias.nl)
Death Makes Angels of us all
And gives us wings where we had shoulders
Smooth as raven' s claws...
pi_178141252
27-03-2018

Wetenschappers ontdekken “nieuw orgaan” in ons lichaam

763?appId=2dc96dd3f167e919913d808324cbfeb2&quality=0.8
 © Mount Sinai Beth Israel Medical Center - Creative Commons

Medisch Wetenschappers hebben een ophefmakende ontdekking gedaan in het menselijk lichaam: een soort snelweg voor vloeistof die onder de huid en langs veel organen loopt. In een artikel in Scientific Reports noemen ze dat netwerk van vochthoudende compartimentjes samen voor het eerst een “nieuw orgaan”. Ze hopen dat de ontdekking helpt begrijpen hoe kanker zich door ons lichaam verspreidt.

De lagen van het ‘interstitium’, zoals het netwerk wordt genoemd, werden lang beschouwd als dicht bindweefsel, maar nu blijken het minuscule reeksen vochthoudende kanaaltjes. Die zitten onder de huid, maar ook langs darmen, longen, bloedvaten en spieren. Samen vormen ze een netwerk dat ondersteund wordt door een raamwerk van sterke, flexibele eiwitten. De onderzoekers vermoeden dat de compartimentjes kunnen dienstdoen als schokbrekers die lichaamsweefsel beschermen tegen schade, en dat ze samen ongeveer een vijfde van het lichaamsvocht bevatten.

Levend weefsel

Hoe is het in godsnaam mogelijk dat dit nu pas wordt ontdekt? Dokters David Carr-Locke en Petros Benias van het Mount Sinai Beth Israel Medical Center in New York stootten erop tijdens een kijkonderzoek van het galkanaal van een patiŽnt, waar ze aanwijzingen zochten van kanker. De camera gaf lichaamsweefsel vergroot weer, waardoor de artsen op patronen stootten die ze nog niet eerder hadden gezien. Zij namen vervolgens contact op met patholoog Neil Theise van de New York University.

763?appId=2dc96dd3f167e919913d808324cbfeb2&quality=0.8
 © thinkstock - De galblaas zit naast de lever.

Maar het ging dus om een levende patiŽnt, terwijl traditioneel onderzoek dood lichaamsweefsel bestudeert waaruit vloeistoffen verwijderd zijn. De kanaaltjes werden dus doorgaans aanzien als een simpele laag bindweefsel, maar Theise ontwikkelde een techniek om het verwijderde weefsel in leven te houden. Dat is meteen ook zijn grote verdienste, zegt professor Patrick Pauwels, hoofd van de dienst Pathologische Anatomie van het UZ Antwerpen. Aan de VRT-nieuwsredactie legt hij uit dat de vloeistofstromen wel degelijk al langer gekend waren, maar dat het nu de eerste keer is dat ze in levend weefsel in detail bestudeerd werden mťt het circulerende vocht erin.

Kanker

Theises team analyseerde nog stukjes galkanaal van twaalf andere patiŽnten en stelden vast dat de laag uitmondt in het lymfevatenstelsel, het netwerk van organen, vaten en weefsel waarin lymfe en lymfocyten zitten en getransporteerd worden. Dat is betrokken bij het afweersysteem van ons lichaam.

De onderzoekers vonden aanwijzingen dat kankercellen van tumoren via het interstitium in het lymfesysteem kunnen belanden. Het netwerk zou zo een rol kunnen spelen bij de verspreiding van kanker doorheen het lichaam, waardoor wetenschappers mogelijk nieuwe testen voor kanker zouden kunnen ontwikkelen

(HLN)
Death Makes Angels of us all
And gives us wings where we had shoulders
Smooth as raven' s claws...
pi_178141330
27-03-2018

Algoritme kan precies 'voorspellen' wie de ramp met de Titanic overleefde

En onthult tevens waarom kunstmatige intelligentie onze wereld nooit helemaal zal doorgronden.

Het algoritme – dat opduikt in een nieuw boek, geschreven door Meredith Broussard, professor aan de New York University – houdt rekening met verschillende variabelen. Bijvoorbeeld de leeftijd en het geslacht van de passagiers, maar ook of ze eerste, tweede of derde klas reisden.

Klasse
En met die informatie op zak bleek het algoritme in 97% van de gevallen correct te ‘voorspellen’ of een passagier de reis overleefde of niet. De calculaties wijzen bovendien uit welke factor het meest bepalend was: de reisklassen. Zo hadden passagiers die eerste klas reisden betere overlevingskansen dan passagiers die tweede klas reisden.

Tekortkoming
Het algoritme was dus zeer accuraat. Maar kon het verder verbeterd worden, zodat het voor alle passagiers kon vertellen hoe de ramp was afgelopen? Dat lukte niet. En dat laat ons ook direct de grote tekortkoming van kunstmatige intelligentie zien, zo betoogt Broussard. “Onze statistische voorspelling van wie overleefde en wie stierf op de Titanic zal nooit 100% kloppen – geen enkele statistische voorspelling zal ooit 100% accuraat zijn – omdat mensen geen statistieken zijn en dat ook nooit zullen worden.” Zo waren er bijvoorbeeld twee passagiers aan boord van de Titanic wiens lot niet bepaald werd door leeftijd, geslacht of het feit dat ze eerste, tweede of derde klas reisden. Hun overlevingskansen werden bepaald door hoever ze konden springen toen ze van het zinkende schip wegvluchtten.

Waarschuwing
De constatering van Broussard moet gezien worden als een waarschuwing die zeker moet klinken in onze tijd, waarin beslissingen vrijwel louter gemaakt worden op basis van technologie en data. “We zouden ondertussen moeten weten dat er dingen zijn die machines nooit kunnen leren en dat een menselijk oordeel (…) en interpretatie altijd nodig is.” Broussard verzet zich in haar boek welbeschoud tegen de groei van technochauvinisme: het idee dat technologie altijd de oplossing is.

“We zouden ondertussen moeten weten dat er dingen zijn die machines nooit kunnen leren”

Ze wijst erop dat de digitalisering hardnekkige sociale problemen niet oplost, maar misschien zelfs vergroot. “Ons Titanic-model kan gebruikt worden om goed te praten dat je eerste klas-reizigers minder geld vraagt voor de reisverzekering, maar dat is absurd: we zouden mensen niet moeten straffen voor het feit dat ze niet rijk genoeg zijn om eerste klas te reizen (…) Als we prijsalgoritmes baseren op hoe de wereld eruit ziet, zullen vrouwen en arme mensen en minderheden onvermijdelijk meer moeten betalen. Wiskundigen worden daar altijd door verrast: vrouwen en armen en minderheden niet. Ras, geslacht en klasse beÔnvloeden de prijs op verschillende duidelijke en slinkse manieren. Vrouwen betalen meer dan mannen voor het knippen van de haren, de stomerij, scheermesjes en zelfs deodorant (…) Afro-Amerikanen die in een restaurant bedienen krijgen minder fooi dan hun blanke collega’s.”

Eigenlijk stelt Broussard dat technologie er is voor de mensen en niet andersom. Technologie moet de wereld dus tot een betere plek maken. En niet alleen voor de rijken op aarde. Daarom moeten we goed nadenken over de tekortkomingen of grenzen van technologie en op basis daarvan beslissen wat we ermee doen.

(scientias.nl)
Death Makes Angels of us all
And gives us wings where we had shoulders
Smooth as raven' s claws...
pi_178187057
29-03-2018

Het kan bijna niet anders of het Majorana-deeltje is echt

De sterkste aanwijzing tot nu toe voor het bestaan van het Majorana-deeltje is gevonden door wetenschappers van de technische universiteiten van Eindhoven en Delft. Ze schrijven dat in het wetenschappelijke tijdschrift Nature. Het Majorana-deeltjes trekt al jaren aandacht van wetenschappers, omdat het wellicht het ideale hart is voor een razendsnelle quantumcomputer.

In 2012 ging de vlag al voorzichtig uit: Nederlandse wetenschappers zeiden in een halfgeleidende draad sporen van Majorana-deeltjes te meten. Een spectaculaire vondst: natuurkundigen jagen dan al tientallen jaren op het deeltje dat bijzonder is omdat het niet te onderscheiden is van zijn eigen zogenoemde antideeltje. Terwijl antideeltjes van andere elementaire deeltjes zoals protonen, neutronen en elektronen ‘gespiegelde’ eigenschappen hebben, zoals een tegenovergestelde lading, is het Majorana-antideeltje niet te onderscheiden van een Majorana-deeltje.

Ondanks het tromgeroffel ging het in 2012 slechts om sporen van het deeltje, die werden afgeleid uit het elektrische en magnetische gedrag van een microscopische draad waarin Majorana’s zouden zitten. Er was toen nog steeds ruimte voor andere verklaringen dan het Majorana-deeltje. Onzuiverheden in het materiaal of elektronen die gevangen raakten in de draad konden de signalen in principe ook verklaren.

Deze alternatieve verklaringen worden nu van tafel geveegd met nieuwe metingen aan een verbeterde opstelling. Het kan nu bijna niet anders of de onderzoekers onder leiding van Erik Bakkers (TU Eindhoven) en Leo Kouwenhoven (TU Delft) hebben daadwerkelijk Majorana-deeltjes te pakken. Het onderzoek is deze week in het wetenschappelijke tijdschrift Nature gepubliceerd.

Ettore_Majorana.jpg?1522074417
Ettore majorana

Een identiek antideeltje

Materie is opgebouwd uit elementaire deeltjes zoals protonen, neutronen en elektronen, die allemaal een zogenoemd antideeltje hebben: een deeltje dat als het ware ‘tegenovergestelde’ eigenschappen heeft. Zo bestaat er naast het negatief geladen elektron het positief geladen positron. Antideeltjes zijn doorgaans geen lang leven beschoren. Zodra een deeltje en een antideeltje elkaar tegenkomen vernietigen ze elkaar.

De Italiaanse natuurkundige Ettore Majorana voorspelde in 1937 het bestaan van deeltjes die niet te onderscheiden zijn van hun eigen antideeltjes. Een eigenschap die het deeltje extra robuust maakt, en mogelijk geschikt maakt voor het doen van berekeningen in een quantumcomputer.

Jagen op de piek

Om de eerder gemeten signalen van de vermeende Majorana-deeltjes te verbeteren, ontwikkelden de onderzoekers een nieuwe opstelling. De productie vond plaats in een ultrahoog vacuŁm en bij een temperatuur dicht bij het absolute nulpunt (-273 graden Celsius), omstandigheden waarbij materialen nauwelijks ‘vervuild’ raken met andere stoffen en waarbij contacten tussen verschillende materialen vrijwel naadloos worden.

Het kan bijna niet anders of het Majorana-deeltje is echt

De opstelling heeft qua vorm wel wat weg van een microscopische hashtag (#). De draden zijn van het halfgeleidende indium-antimoon. De draad krijgt vervolgens een dun ‘jasje’ van aluminium dat bij deze lage temperatuur supergeleidend is. Op de grens van het halfgeleidende en supergeleidende materiaal ontstaan volgens de theorie Majorana-deeltjes.

Het bewijs voor de aanwezigheid van Majorana-deeltjes vormt het meten van een zogenoemde zero-bias-piek. “Die piek is eigenlijk een maat voor de geleiding in de draad”, zegt Bakkers. “Zit er een Majorana-deeltje in de draad dan heeft deze piek een bepaalde hoogte en is hij bovendien niet te beÔnvloeden door magnetische of elektrische velden waaraan we de draad blootstellen.”

Metingen aan de nieuwe opstelling laten nu precies de voorspelde piek zien. Een piek die de onderzoekers dolblij maakt. “Het klopt allemaal. In tegenstelling tot de eerdere experimenten halen we nu precies de hoogte van de voorspelde piek”, zegt Bakkers. “Als ik die meting uit 2012 nu terugzie dan schrik ik een beetje. Het klopte allemaal wel hoor, maar die metingen hadden erg veel ruis. Het zag er niet mooi uit.”

Het hart van een quantumcomputer

TUe-Nature2408-device-300x225.jpg?1522304931
Vergroting van het experiment waarmee wetenschappers van de TU Eindhoven en TU Delft Majorana-deeltjes creŽren, een microscopische ‘hashtag’. Het experiment maakt het mogelijk om twee Majorana-deeltjes van plaats te doen verwisselen, via een magneetveld dat op de ‘hashtag’ wordt gezet. Aan dat experiment werken de onderzoekers nu.

Goed, betere metingen. Mooi, maar waarom haal je hier het hoogst aangeschreven wetenschappelijke tijdschrift mee? Volgens Bakkers speelt de belofte van Majorana-deeltjes in de wereld van de quantumcomputers mee. Deze computers, momenteel volop in ontwikkeling, gebruiken de vreemde wetten van de quantummechanica om specifieke wiskundige problemen razendsnel op te lossen. “We denken dat Majorana’s heel stabiele rekeneenheden voor zo’n computer kunnen zijn, zogenoemde qubits”, zegt Bakkers. “Informatie die koppelt aan de quantumtoestand van een Majorana-deeltje is beter beschermd dan bij andere qubits, die doorgaans grilliger zijn en hun informatie snel verliezen.”

De prachtige piek ten spijt, volledig waterdicht bewijs voor het Majorana-deeltje is het nog steeds niet. Daarvoor moeten de onderzoekers twee Majorana-deeltjes in een draad creŽren en met elkaar verwisselen. Daar werken ze nu aan. Bakkers is vol vertrouwen, maar blijft voorzichtig. “We hebben al vaker meegemaakt dat theoretische natuurkundigen toch weer met een nieuwe alternatieve verklaring komen”, zegt hij. “Toch geloof dat er nu weinig andere opties dan een Majorana-deeltje meer over zijn.”

Bron
•Zhang H. et al., Quantized Majorana conductance, Nature (28 maart 2018), DOI:10.1038/nature26142

(nemokennislink)
Death Makes Angels of us all
And gives us wings where we had shoulders
Smooth as raven' s claws...
pi_178187091
28-03-2018

Hoe Cas4 in de CRISPR-puzzel past


Phage_attack280318.jpg

Zonder het Cas4-eiwit selecteren bacteriŽn de verkeerde fragmenten uit bacteriofagen-DNA en werkt hun CRISPR-Cas-afweersysteem niet meer. In Cell Reports onthulden Stan Brouns en collega’s van de TU Delft zojuist de rol van dit tot nu toe onbegrepen eiwit dat in ongeveer de helft van alle bekende CRISPR-Casvarianten voorkomt.

Dat CRISPR-Cas is van origine een wapen tegen die fagen, virussen die hun eigen DNA de bacterie in pompen in de hoop dat die het afleest en nieuwe fagen produceert. Door dit inkomende DNA te herkennen en meteen kapot te knippen, kan de bacterie zich deze moeite besparen.

Het ziet er nu naar uit dat Cas4 daarbij zoekt naar zogeheten protospacer adjacent motifs (PAM’s), vaste sequenties van twee tot zes basenparen. Vervolgens werkt het samen met Cas1 en Cas2, waarvan al langer bekend is dat ze stukken uit het fagen-DNA knippen die vlak naast zo’n PAM zitten. Die stukken monteren ze vervolgens in CRISPR, een kunstmatige sequentie die het geheugen van het systeem vormt. De PAM plakken ze er echter niet bij.

Wanneer de volgende faag het probeert, komt Cas9 of een aanverwant ‘knipeiwit’ in actie. Het speurt naar sequenties die eerder in CRISPR zijn opgeslagen en waar bovendien een PAM-sequentie naast zit. Alleen daar zet het een knip. Het voorkomt dat andere exemplaren van de CRISPR-bibliotheek per abuis worden aangezien voor fagen-DNA en dan zťlf worden verknipt.

Brouns en collega’s demonstreerden het door de genen voor Cas1, 2 en/of 4 over te zetten van Synechocystis sp.6803 naar E. coli. Met zijn drieŽn bouwen ze een werkend CRISPR-Cassysteem op. Laat je Cas1 of Cas2 weg, dan wordt geen CRISPR-geheugen gevormd. Laat je alleen Cas4 weg, dan ontstaat het wel maar werkt het niet: Cas1 en Cas2 gaan dan willekeurige stukken uit het fagen-DNA halen, zonder PAM-spacer er naast.

Hoe dit op moleculaire schaal precies functioneert, is onderwerp van verder onderzoek.

bron: TU Delft

(c2w.nl)
Death Makes Angels of us all
And gives us wings where we had shoulders
Smooth as raven' s claws...
pi_178208336
30-03-2018

Eerste ‘superieure’ quantumcomputer is nog geen rekenwonder

Experimentele opstelling haalt dit jaar waarschijnlijk quantum supremacy

Universiteiten, IBM en Google werken hard aan de ontwikkeling van de quantumcomputer. Bij Google staan ze naar verluidt op het punt om quantum supremacy te bereiken, het punt waarop gewone computers de quantumcircuits niet meer bijbenen. Wat ligt er bij Google op de testbank? En wat kķnnen we ermee?

We zijn er bijna, volgens sommige berichten. De klassieke computer loopt op zijn laatste benen en legt het binnenkort definitief af tegen de glimmende machines uit de quantumlaboratoria in de wereld. Universiteiten en bedrijven pompen miljoenen in het onderzoek en bouwen ingenieuze systemen met tientallen zogenoemde qubits, de rekeneenheden die de computer zijn kracht geven. Rolt de eerste quantumcomputer binnenkort van de band?

John_Martinis_ENH.jpg?1521112151

John Martinis van de Universiteit van CaliforniŽ in Santa Barbara.

De beloften zijn groot. Met een quantumcomputer kunnen we straks razendsnel wetenschappelijke modellen testen, gigantische databases doorzoeken of de moeilijkste cryptografische sleutels kraken. “Ondanks dit soort berichten gaat dat niet binnen afzienbare tijd lukken”, lacht John Martinis, professor van de Universiteit van CaliforniŽ in Santa Barbara, waar onderzoekers hun krachten bundelen met Google. “Het bouwen van een quantumcomputer is moeilijk, veel moeilijker dan veel mensen denken.”

Toch gaan Martinis en collega’s het proberen. In hun lab staat een systeem dat nog dit jaar quantum supremacy moet halen. Klinkt indrukwekkend, maar wat houdt het precies in? Hoe snel en hoe bruikbaar is deze eerste ‘superieure’ quantumcomputer?

De kracht van quantum

Een quantumcomputer maakt gebruik van de vreemde wetten van de quantummechanica, die het gedrag van de allerkleinste deeltjes (zoals elektronen) beschrijven. De wetten stellen bijvoorbeeld dat zo’n deeltje tegelijkertijd linksom en rechtsom kan draaien. Vreemd, maar nog vreemder wordt het wanneer je informatie koppelt aan de draairichting van zo’n zogenoemde qubit. Linksom betekent dan bijvoorbeeld ‘0’, rechtsom ‘1’. Doordat de qubit zowel linksom als rechtsom draait bezit hij beide waarden. Knap nutteloos dus?

Opmerkelijk genoeg kunnen deze deeltjes juist helpen om veel berekeningen tegelijk te doen. Daar zijn overigens ingewikkelde apparaten voor nodig, waarin je de deeltjes omvormt tot controleerbare qubits (een knipoog naar de bit, de informatie-eenheid van de klassieke computer). Ook is aparte software nodig. Werkt dat allemaal naar behoren, dan kun je met een quantumcomputer razendsnel specifieke wiskundeproblemen oplossen, of zoeken in grote (ongesorteerde) databases.

De afgelopen jaren ontwikkelden onderzoekers verschillende qubitsystemen. Ze gebruikten bijvoorbeeld in een diamantrooster gevangen elektronen, of in een magnetisch veld opgesloten ionen. Veel van het huidige onderzoek draait om supergeleidende elektronische circuits waarop qubits ontstaan. Deze systemen zouden makkelijk uit te breiden zijn. Ook Martinis’ onderzoeksgroep gebruikt deze qubits.


Op de drempel

Ergens tussen de vijftig en honderd ligt het magische aantal: zo veel qubits zijn nodig om een quantumcomputer te bouwen die naar verluidt sneller is dan een klassieke computer. De experimentele quantumcircuits groeien snel richting dit aantal. In het laboratorium van Martinis en collega’s stond in 2010 een systeem met drie qubits. Dat groeide in 2015 naar negen qubits en afgelopen jaar waren ze bezig met een systeem met 49 qubits. Momenteel is het vlaggenschip de begin deze maand aangekondigde Bristlecone die 72 qubits telt. De onderzoekers denken dat hiermee het eerder genoemde quantum supremacy binnen handbereik is.

gmonV1.jpg?1521463958
Een elektronisch circuit waarop enkele zogenoemde qubits zitten, de rekeneenheden voor de toekomstige quantumcomputer. De onderdelen zijn doorgaans nog net met het blote oog te zien. Knap ingenieurswerk, maar eigenlijk kinderlijk eenvoudig als je het vergelijkt met moderne computerprocessoren.

 UCSB/Michael Fang

Quantum supremacy

image3.jpg?1521564311

Een onderzoekster aan het werk aan een ‘quantumchip’ in het laboratorium van de Universiteit van CaliforniŽ in Santa Barbara en Google.

Als onderzoekers quantum supremacy bereiken, is het wachten op de berichten met de claim dat de quantumcomputer de klassieke computer definitief heeft verslagen. Is dat terecht? Gaat er werkelijk een wondere wiskundige wereld open waar we razendsnel berekeningen doen waar huidige computers op vastlopen? Martinis denkt dat er weliswaar wat relatief eenvoudige chemische berekeningen te doen zijn met zo’n systeem, maar veel meer hoeven we er op computationeel gebied nog niet van te verwachten.

Maar ho, wacht, hoe het dan zit met die felbegeerde quantum supremacy? Waarom kan een ‘superieure’ quantumchip zich eigenlijk nog geenszins meten met de gigantische supercomputers die in enkele seconden biljarden bewerkingen doen? Waarin zit dan die superioriteit?

Quantum supremacy draait volledig om de ‘controleerbaarheid’ van een quantumcomputer: de mogelijkheid om hem helemaal te checken met een klassieke computer. Om te zien of hun quantumsystemen naar behoren werken – of bijvoorbeeld de qubits goed met elkaar communiceren – vallen onderzoekers nog steeds terug op gewone computersimulaties. “Wij laten een supercomputer al gauw een dag draaien om precies te voorspellen wat er binnen een quantumcircuit gebeurt”, zegt Martinis. “Alleen lopen we met de gestage uitbreidingen van onze systemen tegen de grenzen van die controleerbaarheid aan. Bij quantum supremacy kunnen we een systeem niet meer helemaal doorrekenen.”

05quantum-superJumbo.jpg?1521564743

Quantumchip met negen qubits die de onderzoeksgroep van Martinis in 2015 ontwikkelde. Dat we de quantumsystemen straks niet meer volledig kunnen doorrekenen met ’s werelds sterkste computers staat vast. Is dat erg? Nee, waarschijnlijk niet. Naast het volledig doorrekenen van relatief kleine quantumsystemen, is het ook mogelijk om specifieke onderdelen van veel grotere quantumsystemen te controleren om te weten dat ze correct werken.

 Julian Kelly/University of California, Santa Barbara/Google

Duizend qubits in een qubit

Het blindstaren op aantallen qubits kan verhullen hoe onderzoekers worstelen met de steeds complexere quantumchips. De basisprincipes van de quantumcomputer werken, zoveel is duidelijk (zie kader Quantumrekenen op twee qubits). Maar het sturen, vasthouden en combineren van delicate quantuminformatie in een netwerk met een groot aantal qubits is een uitdaging. En die uitdaging wordt groter naarmate netwerken van qubits groeien.

Hoeveel qubits de eerste quantumcomputer die daadwerkelijk sneller berekeningen kan doen dan een klassieke computer straks heeft, is een lastig vraag. Martinis denkt in ieder geval dat je voor ťťn echt betrouwbare qubit waarschijnlijk al duizend qubits nodig hebt. Dit veelvoud is nodig om het fragiele karakter van quantuminformatie te ondervangen: doorgaans wil die informatie nogal eens verloren gaan door ruis in het systemen. Door veel qubits te laten samenwerken is het mogelijk om de quantuminformatie te corrigeren en correct te houden.

Een quantumcomputer met een respectabele rekenkracht heeft weer een veelvoud van die zogenoemde ‘logische’, foutloze qubits nodig: duizenden, zo niet tienduizenden, afhankelijk van het probleem dat je wilt oplossen. Dat is echt andere koek dan de quantumcircuits die nu op tafel liggen. Terwijl quantum supremacy binnen handbereik is, moeten onderzoekers voor een bruikbare quantumcomputer nog veel verder reiken.

Quantumrekenen op twee qubits

Afgelopen maand lieten wetenschappers van het Delftse QuTech zien dat ze een ‘quantumcomputer’ met twee qubits in silicium twee verschillende algoritmes lieten uitvoeren. Zo konden ze testen of een functie even of oneven was, en konden ze razendsnel zoeken in een ongesorteerde database.

Gezien het kleine aantal qubits en de kleine ‘quantumproblemen’ die ze te verwerken krijgen, maakte het misschien nog niet zoveel indruk. Toch is het belangrijk om op deze manier te laten zien dat de basisprincipes van de quantumcomputer en de daarbij behorende algoritmes echt werken. Het onderzoek werd gepubliceerd in het wetenschappelijke tijdschrift Nature.

Dit artikel is een publicatie van NEMO Kennislink.
© NEMO Kennislink, sommige rechten voorbehouden

(nemokennislink)
Death Makes Angels of us all
And gives us wings where we had shoulders
Smooth as raven' s claws...
pi_178360535
06-04-2018

Van Leeuwenhoeks superieure lenzen geven productiegeheim prijs

Antoni van Leeuwenhoek maakte in de 17e eeuw microscopen die vele malen beter waren dan die van zijn concurrenten. Het was niet duidelijk hoe hij lensjes maakte waarmee hij preparaten tot 270 keer vergrootte. Onderzoek met intense neutronenbundels in het Reactor Instituut in Delft laat zien dat hij deze onovertroffen kwaliteit bereikte met slijpen.

Het apparaatje van messing dat je tussen twee vingers klemt, lijkt in de verste verte niet op een moderne microscoop. De Nederlandse handelsman en microbioloog Antoni van Leeuwenhoek maakte in de 17e eeuw ruim vijfhonderd van deze apparaatjes, die er door de verrassend goede optische prestaties meerdere ontdekkingen mee deed. Hij zag als eerste rode bloedcellen, bewegende zaadcellen, en structuren in verschillende biologische weefsels. Met Van Leeuwenhoeks instrumenten ging een wereld open, het maakte hem wereldberoemd.

Anthonie_van_Leeuwenhoek_%281632-1723%29._Natuurkundige_te_Delft_Rijksmuseum_SK-A-957.jpeg?1522153433
Anthonie van leeuwenhoek %281632 1723%29. natuurkundige te delft rijksmuseum sk a 957

Tot nu toe was onduidelijk hoe Van Leeuwenhoek de minuscule lensjes, slechts een paar millimeter groot, maakte. Slijpen van stukjes glas ligt voor de hand, maar over zijn methodes is weinig bekend. Hij heeft gesproken over glasblazen, maar of dat klopt is de vraag. Het kan evenwel een poging zijn geweest om concurrerende microscoopbouwers op het verkeerde been te zetten.

Onderzoekers van Rijksmuseum Boerhaave (met vier Van Leeuwenhoekmicroscoopjes in hun bezit) en het Reactor Instituut Delft schijnen nu meer licht op de precieze vorm van de lensjes. Ze scanden twee microscoopjes met een intense bundel van zogenoemde neutronen uit de reactor, en keken hiermee door de metalen plaatjes die de lenzen omklemmen. Het levert een zeldzaam kijkje op de productiemethode van Van Leeuwenhoeks lenzen en microscopen.

YZsliceNeutronTomography_AvLmicroscope.png?1522155333

Een scan met neutronentomografie van een van de microscopen van Antoni van Leeuwenhoek. Duidelijk zichtbaar is de metalen vorm van de microscoop, en het lensje rechts op het gele kruis.

Geheimzinnig

Van Leeuwenhoeks ontdekkingen waren een sensatie, maar hijzelf deed altijd erg geheimzinnig over zijn instrumenten. Waarschijnlijk was hij bang voor concurrentie. “De bronnen over de technieken van Van Leeuwenhoek zijn makkelijk op een hand te tellen”, zegt Tiemen Cocquyt, conservator van Rijksmuseum Boerhaave. “Ondanks de verzoeken vanuit onder andere de Royal Society in Engeland –met wie hij correspondeerde over zijn ontdekkingen – voor meer informatie hield Van Leeuwenhoek zoveel mogelijk voor zichzelf. Zelfs aan bezoekende vorsten wilde Van Leeuwenhoek zijn microscopen niet verkopen.”

Bacteri_n_Leeuwenhoek.jpg?1494977011

Antoni van Leeuwenhoek tekende de objecten die hij met zijn microscopen bestudeerde, zoals deze bacteriŽn. Over de productiemethode van zijn lenzen liet hij vrijwel niks los. Wel zou hij in 1711 tegen een groep bezoekende Duitse edelen hebben gezegd dat hij zijn lenzen maakte met een glasblaastechniek.

Gelukkig hebben we de microscopen nog, die informatie bevatten over hun productiemethode. Van de ruim vijfhonderd microscopen die Van Leeuwenhoek maakte zijn er nog elf over, maar onderzoek naar de lensjes is lastig. “Ze zijn ingeklemd tussen twee metalen plaatjes en het stukje dat van buitenaf zichtbaar is, is doorgaans niet meer dan een halve millimeter groot”, zegt Cocquyt. “Openmaken is geen optie en met veel scantechnieken kijk je niet door de metalen plaatjes heen.”

Cocquyt was enthousiast toen het Reactor Instituut Delft het museum benaderde met de vraag of ze objecten wilden scannen met de sterkste neutronenbundels uit hun kernreactor. Een beproefde methode waarmee al meerdere metalen kunstvoorwerpen zijn doorgelicht. Neutronen (elementaire deeltjes die je normaal gesproken vindt in atoomkernen) uit de kernreacties van het uranium in de reactor, worden hiervoor gebundeld en met duizenden kilometers per uur op een object afgeschoten.

De neutronen zijn ladingloos en laten zich – in tegenstelling tot geladen protonen of rŲntgenstraling – nauwelijks tegenhouden door zeer dichte materialen zoals metalen. Ze vliegen er doorgaans dwars doorheen, tenzij een neutron een atoomkern raakt. Op dat moment verandert hij als een klein biljartballetje van richting. Met een detector achter het object zijn de afgekaatste neutronen op te vangen. Zij vertellen vervolgens iets over de materialen en de structuur van het gescande object. Door een object van verschillende kanten door te lichten, ontstaat een gedetailleerd driedimensionaal beeld met een resolutie tot wel 0,05 millimeter.

Uit de accurate scan is de vorm van de lens binnenin de microscoop op te maken. “We zien een duidelijke lensvorm, met een scherp randje”, zegt Cocquyt. “Het is niet waarschijnlijk dat je zo’n vorm via glasblazen krijgt. Dan verwacht je een bollere lensvorm, zonder randen. Ik ben zelf bij glaswerkers op bezoek geweest om te kijken wat zij maken met verschillende technieken. De uniforme bolling die dit lensje tot de rand heeft wijst overtuigend op slijpwerk.”

De universiteit in Delft kopte al dat er hiermee een 350 jaar oud mysterie is opgelost, maar nog steeds zijn er vragen. Bijvoorbeeld over hůe Van Leeuwenhoek zijn lenzen sleep. Hij was er in ieder geval extreem bedreven in. “De kwaliteit verschilt per lens, maar je kunt zeggen dat ze over de hele linie verrassend goed zijn. Hij was een vakman die met traditionele technieken lenzen wist te maken die bijna tot de optische limiet presteerden. Zelf honderd jaar later konden anderen nog niet aan deze kwaliteit tippen”, zegt Cocquyt. “Overigens kunnen we niet uitsluiten dat hij toch glasblaasde. Bij deze microscoop deed hij het niet, maar hij heeft er veel meer gemaakt.”

Leeuwenhoek_Microscope.png?1495144188

Microscoop Van Leeuwenhoek. Op de metalen punt kon een te bekijken voorwerp worden gespietst. In het midden van het plaatje is het kleine lensje zichtbaar.

Vreemd ontwerp

De microscoopjes van Van Leeuwenhoek zien er volledig anders uit dan moderne exemplaren. Hoe kan dat? Moderne microscopen hebben twee lenzen, een dichtbij het object en de andere bij het oog. Daarmee regel je eenvoudig de focus en wissel je makkelijk van vergroting met verschillende lenzen. Ook in de 17e eeuw waren er al microscopen met meerdere lenzen, maar bij een vergroting van zo’n dertig keer hield het wel op (moderne optische microscopen halen vergrotingen van ruwweg 500 tot 1000 maal).

Wat betreft prestaties was het makkelijker om maar ťťn lens te gebruiken, zoals Van Leeuwenhoek deed. “Eigenlijk maakte hij een vergrootglas met een zeer korte zogenoemde brandpuntsafstand”, zegt Cocquyt. “Niet alleen het te bekijken object moest hij vlak voor de lens plaatsen, maar ook het oog moet dichtbij de lens zijn. Je moet de microscoop helemaal in je oogkas duwen. Erg prettig is dat niet. Maar Van Leeuwenhoek ontwierp zijn instrumenten volledig op functionaliteit.”

Radioactief pronkstuk

Een mooi resultaat, maar Cocquyt zegt dat hij wel even aarzelde bij de vraag van het Reactor Instituut. “Wil je een historisch pronkstuk blootstellen aan radioactiviteit, waarna het zelf misschien wel radioactief is?”, zegt hij. “Al is een object nog zo bijzonder, je krijgt het echt niet terug als het radioactief is. Uiteindelijk konden de mensen van het Reactor Instituut Delft ons garanderen dat de microscopen er even radioactief uitkomen als ze erin gaan.”

2018-03-09_Microscoop__112233.jpg?1522153629

Microscoop Antoni van Leeuwenhoek met op de achtergrond de reactor van het Reactor Instituut Delft.

Afhankelijk van de samenstelling maakt de bundel snelle neutronen uit een kernreactor een materiaal ook zelf radioactief. Wanneer een neutron een atoomkern in het materiaal raakt, kan het opgenomen worden. Als die kern het neutron er na verloop van tijd weer uitknikkert heb je te maken met radioactiviteit. “De meeste neutronen verlaten het materiaal vrijwel meteen, waarna de extra radioactiviteit ook verdwenen is”, zegt Lambert van Eijck, onderzoeker van het Reactor Instituut Delft dat het onderzoek uitvoerde. “Maar het koper in het microscoopje van messing (een legering van koper en zink – red.) kan langer radioactief blijven. De enige manier om daarvan af te komen is wachten. Met een zogenoemde halfwaardetijd van twaalf uur konden we na vijf dagen, oftewel tien halfwaardetijden, geen verhoogde mate van radioactiviteit meer meten.”

Deze tijdelijk geÔntroduceerde radioactiviteit is nuttig om de precieze samenstelling van het microscoopmateraal te bepalen. De onderzoekers richtten zich vooral op de lens. “Via het zogenoemde gammaspectroscopie konden we achterhalen dat er waarschijnlijk natrium in de microscoop zit dat neutronen uit de bundel opnam”, zegt Van Eijck. “We moeten het nog verifiŽren, maar als dit natrium in het glas van de lens is dan zegt dat iets over de samenstelling van het gebruikte glas.”

Delftsedonderslag.jpg?1522764940

Zicht op Delft na de kruitramp van 12 oktober 1654, een gigantische explosie die wat er nog over was van de stad bezaaide met glassplinters. Zou dit een bron zijn geweest voor het glas dat Van Leeuwenhoek gebruikte voor zijn microscopen?

Glas van de kruitramp

Over de herkomst van het glas zou Cocquyt graag meer weten. “Waarschijnlijk gebruikte hij gewoon glas dat ook voor bijvoorbeeld ramen en drinkglazen diende”, zegt Cocquyt. “Interessant is waar hij het vandaan haalde. In de tijd van Van Leeuwenhoek ontplofte er een buskruitopslag in Delft, wat een deel van de stad platlegde. Delft lag waarschijnlijk vol met gebroken glas. Sommigen vermoeden dat dit de bron was voor Van Leeuwenhoeks microscopen. Misschien dat ons onderzoek in de toekomst hiervoor aanwijzingen geeft.”

Hiervoor zijn meer scans nodig, ook van glasmateriaal ter referentie. “Ik gok zo dat ik de komende tijd vaker naar Delft moet met verschillende soorten glas”, besluit Cocquyt.

2018-03-09_Microscoop__111924.jpg?1522158159

Onderzoeker Lambert van Eijck met een microscoop van Antoni van Leeuwenhoek in de reactorhal van het Reactor Instituut Delft.

 TU Delft/Rijksmuseum Boerhaave met toestemming

(nemokennislink.nl)
Death Makes Angels of us all
And gives us wings where we had shoulders
Smooth as raven' s claws...
pi_178558105
16-04-2018

Bacterie brouwt bicyclobutaan


Carbocycles-20180410.jpg

BacteriŽn kunnen nu iets wat chemici al jaren veel moeite kost: de synthese van kleine cyclische koolstofverbindingen. Dit schrijft de groep van Frances Arnold van het California Institute of Technology in Science.

Deze ringen, die veel energie bevatten, worden vaak gebruikt als uitgangsstof bij syntheses van grotere moleculen. De ringen, hier bicyclobutanen, zijn zů klein dat de atomen in een niet-ideale hoek met elkaar moeten binden. Dit zorgt voor ringspanning en is de bron van de opgeslagen energie. Dit maakt het voor chemici moeilijk om deze verbindingen te synthetiseren. De atomen zullen waar mogelijk in een energetisch gunstigere, maar voor de chemicus ongewenste, configuratie binden.

Nu kunnen bacteriŽn deze koolstofringen produceren. Arnold en collega’s hebben een plasmide met een door gerichte evolutie gemodificeerd gen voor cytochroom P450 ingebracht bij Escherichia coli, die daardoor het gemodificeerde enzym produceert. Over deze techniek vertelde Arnold al eerder in een interview. Het enzym katalyseert na modificatie de vorming van bicyclobutanen, die de onderzoekers kunnen isoleren. Met kernspinresonantie (NMR) controleerden de onderzoekers of het product de juiste configuratie had.

E. coli blijkt de moleculen efficiŽnt en met grote stereoselectiviteit te produceren.

Bron: Science

(c2w)
Death Makes Angels of us all
And gives us wings where we had shoulders
Smooth as raven' s claws...
  donderdag 19 april 2018 @ 09:43:11 #144
38496 Perrin
Sapere aude
pi_178616536
041418_AW_insect_inline2_730.png

quote:
Flying insects tell tales of long-distance migrations

“Trillions of insects around the world migrate every year, and we’re just beginning to understand their connections to ecosystems and human life,” says Dara Satterfield, an ecologist at the Smithsonian Institution in Washington, D.C.

Scientists like Menz are fanning out across the globe to track butterflies, moths, hoverflies and other insects on their great journeys. Among the new discoveries: Painted lady butterflies time their round trips between Africa and Europe to coincide within days of their favorite flowers’ first blossoms. Hoverflies navigate unerringly across Europe for more than 100 kilometers per day, chowing down on aphids that suck the juice out of greening shoots. What’s more, some agricultural pests that ravage crops in Texas and other U.S. farmlands are now visible using ordinary weather radar, giving farmers a better chance of fighting off the pests.

Until now, most studies of animal migration have focused on large, easy-to-study birds and mammals. But entomologists say that insects can also illuminate the phenomenon of mass movement. “How are these animals finding their way across such large scales? Why do they do it?” asks Menz. “It’s really quite fantastic.”
I didn't say it would be easy. I just said it would be the truth.
pi_178672404
apart :)
Death Makes Angels of us all
And gives us wings where we had shoulders
Smooth as raven' s claws...
pi_178672411
19-04-2018

Geniaal: kunstmatige moedervlek die vertelt of je kanker hebt

kunstmatige-moedervlek.jpg


Jaarlijks krijgen een kleine 100.000 Nederlanders te horen dat ze kanker hebben. Het aantal gevallen gaat al jaren omhoog, een gevolg van onze vergrijzende maatschappij. Of een patiŽnt kanker overleeft, ligt voor een groot gedeelte aan het moment dat de ziekte wordt vastgesteld. Probleem is dat mensen vaak pas naar de arts gaan als ze klachten hebben. Dan is het in veel gevallen te laat. Maar een Zwitserse vinding kan daar verandering in brengen.

Aan de universiteit ETH in Basel is een kunstmatige moedervlek ontwikkeld die je vertelt of tumoren zich aan het vormen zijn in je lichaam. Je plaatst de moedervlek onder de opperhuid op een makkelijk zichtbare plek, bijvoorbeeld de onderarm. In normale omstandigheden is er niets te zien. De ‘vlek’ bestaat uit gewone menselijke cellen, die zijn gemanipuleerd om alleen te reageren op de aanmaak door het lichaam van grote hoeveelheden calcium. Die stof maak je aan als zich een tumor aan het ontwikkelen is.

In dat geval verkleuren de cellen, ze beginnen melanine aan te maken, dezelfde stof die je haar kleur geeft. Je krijgt ineens een moedervlek op je onderarm en weet dat het tijd is om naar de dokter te gaan. Het is ver voor je klachten krijgt die duiden op een mogelijke ziekte. Dankzij deze vroege behandeling zijn de kansen om te overleven uitstekend.

De moedervlek is tot nu toe getest op muizen en werkt daar prima. Menselijke tests zijn de volgende horde. Het enige nadeel aan dit waarschuwingssysteem is dat het op dit moment maar een jaar werkt. Daarna moet een nieuwe moedervlek worden aangebracht. Daarvoor is weer een kleine ingreep nodig. De Zwitsers studeren nog op een methode om de vlek langer houdbaar te maken, vijf tot tien jaar lijkt ideaal. Daarom duurt het nog even voor deze methode verkrijgbaar zal zijn.

(faqt.nl)
Death Makes Angels of us all
And gives us wings where we had shoulders
Smooth as raven' s claws...
pi_178737845
24-04-2018

Een nieuwe vorm van DNA ontdekt in onze cellen

Maak kennis met het ‘i-motief’.

Wie denkt aan DNA, denkt waarschijnlijk aan de inmiddels wereldberoemde dubbele helix die James Watson en Francis Crick in 1953 onthulden. Maar al een tijdje weten onderzoekers dat korte stukjes DNA – in ieder geval in het laboratorium – ook andere vormen aan kunnen nemen. En nu hebben Australische onderzoekers voor het eerst zo’n alternatieve vorm van DNA in levende cellen waargenomen. Het gaat om een structuur die het ‘i-motief’ wordt genoemd.

image.jpg?zoom=1.9599999666213987&resize=278%2C194&ssl=1
De nieuwe vorm van DNA. Afbeelding: Garvan Institute of Medical Research.
Knoopje

Dit i-motief is nog het beste te beschrijven als in de knoop zittend DNA. “In deze ‘knoop-structuur’ binden de letters C van ťťn en dezelfde streng zich aan elkaar,” legt onderzoeker Marcel Dinger uit. “Dus dat is heel anders dan in het geval van de dubbele helix waar ‘letters’ aan tegenover elkaar gelegen strengen elkaar herkennen en C’s zich aan G’s binden.”

In vitro
Het is niet voor het eerst dat onderzoekers het ‘i-motief’ onder ogen krijgen. Eerder werd het in het lab in vitro, oftewel onder kunstmatige omstandigheden en niet in cellen, bestudeerd. Maar onduidelijk bleef of deze vorm van DNA ook daadwerkelijk in cellen van levende wezens te vinden was. Daar is nu meer duidelijkheid over gekomen. Dat we deze vorm van DNA niet eerder in cellen hebben waargenomen, kunnen onderzoekers goed verklaren. Hun studie toont namelijk aan dat deze i-motiefjes komen en gaan: “Ze ontstaan, verdwijnen en ontstaan weer,” stelt onderzoeker Mahdi Zeerati.

Grote vraag is natuurlijk welke functie deze vorm van DNA heeft. Daar hebben de onderzoekers wel ideeŽn over. Uit hun studie blijkt dat de i-motiefjes meestal ontstaan op een specifiek moment in de levenscyclus van een cel, namelijk in een vrij late fase, wanneer het DNA in de cel actief wordt afgelezen. Daarnaast blijken de i-motiefjes ook op te duiken in zogenoemde promotors: stukjes DNA die bepalen of genen aan of uit worden gezet. Ook zijn ze aangetroffen in telomeren: de kapjes op chromosomen die een belangrijke rol spelen in het verouderingsproces. “We denken dat het komen en gaan van de i-motiefjes een aanwijzing geeft over wat ze doen,” stelt Zeraati. “Het lijkt waarschijnlijk dat ze er zijn om te helpen met het aan- en uitzetten van genen en deels bepalen of een gen actief wordt afgelezen of niet.” Vervolgonderzoek moet meer inzicht geven in de exacte functie van het DNA en in hoeverre het van invloed is op ziekte en gezondheid.

(scientias.nl)
Death Makes Angels of us all
And gives us wings where we had shoulders
Smooth as raven' s claws...
pi_178837362
26-04-2018

Wetenschappers komen met handsfree origami

Deze 3D-geprinte objecten vouwen zichzelf!

Menigeen heeft zich wel eens geŽrgerd aan een stoel of bureau dat als twintigdelig bouwpakketje door de postbode naar binnen werd geduwd en vervolgens nog hťlemaal in elkaar moest worden gezet. Eerder deze week hadden we wat dit betreft al een fijne mededeling voor de niet zo handige medemens: onderzoekers in Singapore hebben een robot gebouwd die IKEA-meubels in elkaar kan zetten. En nu doen we daar nog een schepje bovenop: Amerikaanse onderzoekers hebben een eerste stap gezet richting een scenario waarin zelfs die robots overbodig zijn. Ze komen met 3D-geprinte objecten die zichzelf – onder invloed van warmte – in de juiste vorm vouwen. In de toekomst kan je stoel dus als een plat pakketje worden afgeleverd dat zich onder invloed van wat zonlicht vervolgens zelf transformeert tot..nou ja, een stoel.

3D-printer
Het klinkt bijna te mooi om waar te zijn, maar volgens onderzoekers van de Carnegie Mellon University is het allemaal mogelijk. Ze gebruikten een goedkope 3D-printer om platte objecten te printen die zichzelf vervolgens onder invloed van warmte in een van tevoren bepaalde vorm vouwen (zie ook het filmpje hieronder).

https://vimeo.com/265829811

Het is niet voor het eerst dat onderzoekers met objecten die zichzelf vouwen aan de slag zijn gegaan. Maar eerdere pogingen maakten gebruik van vrij exotische materialen of zeer geavanceerde verwerkingstechnieken. De onderzoekers van Carnegie Mellon University pakten het anders aan: zij maakten de objecten met de goedkoopste 3D-printer – een printer die laag voor laag print. En eigenlijk maakten ze daarbij gebruik van een tekortkoming die deze printer heeft. Je moet namelijk weten dat deze printers eigenlijk continu laagjes gesmolten thermoplastic op elkaar stapelen. die materialen bevatten restspanning die vrijkomt als het materiaal afkoelt. Het leidt ertoe dat het thermoplastic na afkoeling wat samentrekt, wat weer resulteert in kromgetrokken randen en oppervlakken. “Wij hebben dit nadeel in ons voordeel laten werken,” stelt onderzoeker Lining Yao.

Thermorph_rose.jpg?zoom=1.9599999666213987&resize=728%2C482&ssl=1
Links het object dat uit de 3D-printer komt. Rechts het object dat ontstaat als je de geprinte platte vorm opwarmt. Afbeelding: Carnegie Mellon University.

Hoe werkt het?
Om de objecten die zichzelf in de juiste vorm kunnen vouwen, te maken, hebben Yao en collega’s eigenlijk twee dingen gedaan. Allereerst zorgden ze er met een speciaal algoritme voor dat de snelheid waarmee de thermoplastics tijdens het printen worden afgezet, varieert. Daarnaast combineerden ze de materialen die vatbaar zijn voor kromtrekking met rubber-achtig materiaal dat niet geneigd is om zich samen te trekken. Zo verkregen de onderzoekers controle over het kromtrekken van het materiaal. Wanneer het 3D-geprinte object uit de printer komt, is het plat en hard. Maar wanneer je het in warm water plaatst – warm genoeg om het object zacht en rubberachtig te maken, maar niet zo warm dat het plastic smelt – gaat het zich vouwen oftewel kromtrekken zoals de onderzoekers dat willen.

“Wij geloven dat het algoritme en de bestaande materiaalsystemen ons in staat zouden moeten stellen om uiteindelijk grote, krachtige objecten te maken die zichzelf vouwen, zoals stoelen, boten of zelfs satellieten,” aldus onderzoeker Jianzhe Gu. Ook biedt de techniek grote mogelijkheden voor hulporganisaties. Denk bijvoorbeeld aan noodwoningen die plat worden verscheept en zich op locatie onder invloed van zonnewarmte in de juiste vorm vouwen.

(scientias.nl)
Death Makes Angels of us all
And gives us wings where we had shoulders
Smooth as raven' s claws...
pi_178913356
02-05-2018

Nederlandse wetenschappers creŽren embryo zonder bevruchting

763?appId=2dc96dd3f167e919913d808324cbfeb2&quality=0.8
 © REUTERS - Een muisembryo (archiefbeeld)

Wetenschap Nederlandse onderzoekers hebben voor het eerst nieuw leven laten ontstaan in een laboratorium, zonder dat er een bevruchting is geweest. De wetenschappers van het MERLN Instituut (Universiteit Maastricht) en het Hubrecht Instituut in Utrecht kweekten beginnende embryo’s uit stamcellen van muizen. Deze zogenoemde modelembryo’s tonen voor het eerst zoveel gelijkenis met natuurlijke embryo’s dat ze kunnen innestelen in de baarmoeder en zwangerschap kunnen initiŽren.

Deze nieuwe methode zou volgens de onderzoekers de deur kunnen openen naar onderzoek naar en kennis over de eerste verborgen processen van het leven, vruchtbaarheidsproblemen en de embryonale oorsprong van ziekten. Het onderzoek is vandaag gepubliceerd in het wetenschappelijk tijdschrift Nature.

Directeur van het MERLN Instituut Clemens van Blitterswijk: “Dit onderzoek markeert het begin van een nieuwe biomedische discipline. Met grote hoeveelheden synthetische embryo’s kunnen we kennis opbouwen door het testen van nieuwe medische technieken en mogelijke geneesmiddelen. Deze ontwikkeling zal de noodzaak van het gebruik van dierproeven aanzienlijk verkleinen.”

(HLN)
Death Makes Angels of us all
And gives us wings where we had shoulders
Smooth as raven' s claws...
pi_178913435
02-05-2018

Hyperspectrale metingen vanaf nanosatelliet


HyperScoutProduct.jpg

Het Nederlandse bedrijf cosine heeft wereldwijd als eerste hyperspectrale metingen verricht vanaf een nanosatelliet.

Hun geminiaturiseerde ruimtecamera HyperScout deed deze metingen van de aarde vanaf een satelliet van slechts 30 cm lang, 20 cm breed en 10 cm hoog. HyperScout brengt met deze metingen de toestand van land, water, begroeiing en bebouwing op het aardoppervlak in kaart. Op de eerste aardobservatiefoto staat Cuba.

Hyperscout-foto-Cuba.jpg
Op de eerste foto van Hyperscout staat Cuba (Copyright: Cosine)

‘Omdat wij al hyperspectrale metingen deden vanaf grote wetenschappelijke satellieten, zijn wij op het idee gekomen om die techniek ook voor nanosatellieten beschikbaar te maken’, vertelt hoogleraar natuurkunde Marco Beijersbergen, oprichter en directeur van cosine. ‘Wij waren al instrumenten aan het miniaturiseren voor planetaire missies en met HyperScout komt dat allemaal samen.’

In opdracht van ESA werkte het bedrijf mee aan de missies Mars Express, Venus Express en BepiColombo. ‘ESA vroeg ons om de miniaturisatie te doen voor die planetaire missies omdat wij een bedrijf zijn met veel natuurkundigen. Voor miniaturiseren moet je terug naar de basis. Wij stellen ons daarbij de vragen: wat heb je nou eigenlijk ťcht nodig en wat zijn de ťchte beperkingen die de natuur ons oplegt? En dan kijken we of we het op een heel andere manier kunnen doen.’

Cosine ontwikkelde HyperScout met Nederlandse partners, waaronder de TU Delft en met steun van ESA en het Netherlands Space Office. HyperScout kan weliswaar minder dan de versie voor grote satellieten, maar het instrument, de satelliet en de lancering kostten maar een honderdste van die prijs, waardoor er voor hetzelfde geld veel meer van in een baan om de aarde gebracht kunnen worden. Hierdoor ontstaat een veel grotere dekking.

In de komende periode worden verschillende toepassingen voor de camera ontwikkeld. ‘Uiteindelijk wordt software voor de eerste applicaties naar HyperScout geŁpload en kan het instrument verder worden verfijnd.’

(technischweekblad.nl)
Death Makes Angels of us all
And gives us wings where we had shoulders
Smooth as raven' s claws...
pi_178989551
07-05-2018

Wetenschappers reanimeren brein dood varken

brein22.jpg

Goed nieuws voor mensen die van plan zijn om eeuwig te leven. Wetenschappers zijn er in geslaagd om het brein van een dood varken weer tot leven te wekken. De hersens leefden daarna nog 36 uur. Daarmee was het varken ook in zekere zin weer tot leven gewekt. Dat betekent dat de dood niet definitief hoeft te zijn. Maar de vraag is of je mensen een dergelijke ervaring aan wil doen.

De onderzoekers, van Yale in de VS, gebruikten een systeem met de naam BrainEx om de varkenshersens weer aan te zetten. Dit systeem pompt kunstmatig bloed door het brein. Volgens de onderzoekers zou dit systeem ook prima op mensen kunnen worden toegepast. Het zou vervolgens onbeperkt aan kunnen blijven. Daarmee is in principe eeuwig (of in ieder geval veel langer) leven mogelijk.

Maar de vraag is wat de kwaliteit van leven zou zijn, als alleen je hersens weer zouden werken. Een eeuwigheid alleen met je eigen gedachten, is dat waar we op zitten te wachten? De technologie om je hersens in een gezond lichaam te stoppen, is er nog niet en zal waarschijnlijk nog decennia op zich laten wachten. Er zijn wetenschappers die denken dat we die truc nooit onder de knie zullen krijgen, aangezien de interactie tussen hersens en lichaam ongelooflijk complex is.

Waarom dan dit onderzoek met het brein van een varkens? Om meer te weten te komen over hoe de hersens werken. Vooral de interacties tussen de verschillende delen is in een blootgelegd brein veel beter te bestuderen. De wetenschappers kozen voor een varken omdat die net als mensen relatief grote hersens heeft. Het is eerder gelukt om hersens weer op te starten, maar dat was bij cavia’s. Die hebben een veel kleiner hersengebied.

(faqt.nl)
Death Makes Angels of us all
And gives us wings where we had shoulders
Smooth as raven' s claws...
pi_178989732
03-05-2018

Gadget: Geluiden kijken met een camera


cb29f0b4aefa2a9cff4e06441bfe7764_original.jpg

Qua uiterlijk heeft de Soundcam veel weg van een vuilnisbakdeksel, maar het gaat hier toch echt om een draagbaar systeem dat geluiden zichtbaar maakt. De eerste handheld geluidscamera zelfs, aldus de makers.

Ook voor ingenieurs en technici kan zo’n apparaat handig zijn. Zo kan de Soundcam bij draaiende motoren aangeven waar in de motor precies geluiden vandaan komen. Hiertoe bezit de Soundcam onder meer 64 microfoons en een touchscreen. Maar het is natuurlijk ook gewoon een mooi speeldingetje, zij het met een flink prijskaartje: de Soundcam is te koop vanaf een kleine
§ 4.200 en wordt vanaf november dit jaar verscheept.

(technischweekblad.nl)
Death Makes Angels of us all
And gives us wings where we had shoulders
Smooth as raven' s claws...
pi_179015068
07-05-2018

Wetenschappers ontdekken nieuwe oceaanlaag met meer dan 100 nieuwe dier- en plantensoorten

763?appId=2dc96dd3f167e919913d808324cbfeb2&quality=0.8
 © Facebook - Nekton Mission

Milieu Wetenschappers van de universiteit van Oxford en de Amerikaanse Smithsonian Institution hebben recent een nieuwe laag in de oceaan ontdekt waarvan niemand tot op heden wist dat ze bestond. In het pas ontdekte gebied werden ook meer dan 100 nieuwe dier- en plantensoorten aangetroffen.

De ‘rarifotische zone’, zoals het gebied genoemd wordt, verwijzend naar het feit dat er weinig licht binnenvalt, bevindt zich tussen 130 en 309 meter onder het wateroppervlak in diepere oceaanriffen. Deze oceaanlaag is zo verschillend van wat zich eronder en erboven bevindt, dat ze een eigen naam kreeg.

De zone werd ontdekt tijdens een missie van Nekton, een Britse liefdadigheidsorganisatie voor oceaanexploratie, naar Bermuda. Mariene wetenschappers van de universiteit van Oxford leidden de missie. De onderzoekers spendeerden honderden uren onder water, al duikend, in onderzeeŽrs en met afstandsgestuurde toestellen die een diepte van 2000 meter kunnen bereiken.

Het rif verbindt vijf andere gebieden, die elk een afzonderlijke biotoop voor lokaal zeeleven vormen, en herbergt meer dan honderd nieuwe dier- en plantensoorten, waaronder naaldkreeftjes, tientallen nieuwe algensoorten en zwart koraal dat tot twee meter hoog wordt.

763?appId=2dc96dd3f167e919913d808324cbfeb2&quality=0.8
 © Facebook - Nekton Mission

Verrassing

“Aangezien het water rondom Bermuda al tientallen jaren vrij grondig bestudeerd wordt, hadden we zo’n groot aantal en een dergelijke diversiteit aan nieuwe soorten zeker niet verwacht”, vertel Alex Rogers, professor natuurbeschermingsbiologie aan de universiteit van Oxford en wetenschappelijk directeur van Nekton.

De ontdekking van een volledig nieuwe oceaanzone, die bruist van het leven, toont volgens Rogers aan dat er mogelijk veel meer zeesoorten bestaan dan aanvankelijk werd aangenomen. “Dit bewijst hoe weinig we weten en hoe belangrijk het is om deze ongekende regio in kaart te brengen om te garanderen dat de toekomst ervan beschermd is”, aldus Rogers.

24 mensen zijn naar de maan geweest, we hebben golf gespeeld op de maan, en toch zijn er maar drie mensen ooit naar het diepste punt van onze aarde gereisd, op 11.000 meter, de diepste plek van onze oceaan.

Alex Rogers, wetenschappelijk directeur Nekton

Het team ontdekte ook een groot algenwoud op de top van een onderwaterberg zo’n 24 kilometer voor de kust van Bermuda. De hellingen van de berg waren begroeid met koralen en herbergden zee-egels, groene murenen, gele heremietkreeften, kleine gele en roze visjes en andere fauna.

Wereldwijd liggen er meer dan 100.000 bergen onder het wateroppervlak, maar op minder dan 50 daarvan werd de lokale fauna en flora al grondig onder de loep genomen.

763?appId=2dc96dd3f167e919913d808324cbfeb2&quality=0.8
 © Facebook - Nekton Mission - De onderzoekers ontdekten meer dan 100 nieuwe planten- en diersoorten.

“24 mensen zijn naar de maan geweest, we hebben golf gespeeld op de maan, en toch zijn er maar drie mensen ooit naar het diepste punt van onze aarde gereisd, op 11.000 meter, de diepste plek van onze oceaan”, zegt Rogers. “We hebben nu de technologie in handen om de diepe oceanen te verkennen, we kunnen de komende tien jaar meer van onze planeet ontdekken dan in de voorbije 100.000 jaar. We hebben naar boven gekeken, terwijl we eigenlijk naar beneden moesten kijken.”

Naar schatting 95 procent van de bewoonbare ruimte op onze planeet ligt in de oceaan, maar slechts een fractie van die ruimte werd verkend.

Carole Baldwin, Smithsonian Institution

Ook in CuraÁao

Wetenschappers van de Smithsonian Institution in Washington, DC ontdekten eveneens een rarifotische zone in de omgeving van het eiland CuraÁao. “Naar schatting 95 procent van de bewoonbare ruimte op onze planeet ligt in de oceaan”, zegt Carole Baldwin, viscurator bij het Smithsonian National Museum of Natural History, “maar slechts een fractie van die ruimte werd verkend. Dat is begrijpelijk voor gebieden die duizenden mijlen van de kust liggen en mijlen diep zijn. Maar tropische diepe riffen liggen net onder populaire, erg bestudeerde riffen – in feite gewoon in onze achtertuin. En tropische riffen zijn geen barre landschappen op de oceaanbodem: ze zijn erg diverse ecosystemen die verder bestudeerd dienen te worden. We hopen dat we door de rarifotische zone een naam te geven, aandacht kunnen opwekken voor de noodzaak om diepe riffen verder te verkennen.”

Toevluchtsoord

De vissen die werden aangetroffen door het team van het Smithsonian Institution zijn bovendien nauw verwant aan de vissen die leven in hoger gelegen riffen. Dat doet vermoeden dat de rarifotische zone mogelijk een toevluchtsoord vormt voor vissen die wegvluchten van het warme zeewater en de koraalverbleking in hogere zeelagen.

(HLN)
Death Makes Angels of us all
And gives us wings where we had shoulders
Smooth as raven' s claws...
pi_179015127
07-05-2018

Chinese bedrijven screenen hersenen van werknemers om hun emoties te weten te komen

763?appId=2dc96dd3f167e919913d808324cbfeb2&quality=0.8
 © iStock - .

iHLN Stel je voor dat je ’s ochtends op je werk aankomt en een helm opzet die je hersenactiviteit meet. Op basis van de resultaten van die snelle screening krijg je vervolgens een taak toegewezen, of bij zorgwekkende resultaten zelfs gewoon weer naar huis gestuurd. Het lijkt sciencefiction, maar in sommige Chinese bedrijven is het gewoon realiteit. En ook in de VS is de technologie aan een opmars bezig.

In China worden veel werknemers sinds 2014 steevast aan de sensors gelegd om hun hersenactiviteit te screenen. Dat meldt de South China Morning Post in een rapport. Werknemers dragen draadloze sensoren onder een kapje of een helm, zodat computers hun emoties kunnen opvangen. Depressie, angst of woede, geen enkele emotie ontsnapt aan de screening.

Minder arbeidsongevallen

De nieuwe technologie helpt bedrijven om stress vroegtijdig op te sporen en het risico op arbeidsongevallen zou ook verkleinen, zo meldt een van de bedrijven die de technologie toepast. Bovendien zou de technologie de totale winst in die bedrijven een boost van liefst 264 miljoen euro hebben gegeven.

Privacy

Maar waar revolutionaire technologieŽn zijn, zijn vaak ook privacyproblemen. Mogelijk kunnen bedrijven gevoelige informatie over hun werknemers misbruiken, zo waarschuwen experts. Toch lijkt er voorlopig geen houden aan, want de technologie krijgt ook in de Verenigde Staten voet aan wal. Daar zouden de sensors nog niet zo wijdverspreid zijn als in China.

(HLN)
Death Makes Angels of us all
And gives us wings where we had shoulders
Smooth as raven' s claws...
pi_179221753
17-05-2018

Wetenschappers maken krachtigste biomateriaal ooit

Het is zelfs sterker dan staal!

En aanzienlijk krachtiger dan het sterkste biomateriaal dat ons tot voor kort bekend was: spinnenzijde. Dat is te lezen in het blad ACS Nano.

Cellulose
Het nieuwe biomateriaal is gemaakt van cellulose-nanovezels: een essentieel bouwblok voor bomen en planten. Door de vezels op een innovatieve manier te verwerken, is het onderzoekers gelukt om een lichtgewicht materiaal te maken dat in de toekomst wellicht gebruikt kan worden als een milieuvriendelijk alternatief voor plastic in bijvoorbeeld vliegtuigen, auto’s, meubels en andere producten.

Draden
Om het krachtige biomateriaal te kunnen maken, gingen de onderzoekers aan de slag met cellulose-nanovezels met een diameter van slechts 2 tot 5 nanometer en een lengte van zo’n 700 nanometer (een nanometer is een miljoenste van een millimeter). De nanovezels werden in water ondergedompeld en vervolgens in een in staal uitgefreesd kanaaltje gedwongen. Dat kanaaltje was slechts 1 millimeter breed. Ondertussen werd er onder meer water met een lage pH-waarde van twee kanten het kanaaltje ingespoten, waardoor de nanovezels niet alleen dicht opeengepakt kwamen te zitten, maar ook op de best mogelijke manier werden uitgelijnd. Samen vormden de nanovezels – zonder dat daar lijm of een ander stofje aan te pas kwam – een draad; de nanovezels worden daarbij bijeengehouden door onder meer elektrostatische krachten. “We maakten draden van tot wel 15 micrometers dik en enkele meters lang,” vertelt onderzoeker Stephan Roth.

Sterk
Metingen onthullen dat deze draden bijzonder sterk zijn. Zo zijn ze acht keer stijver en veel krachtiger dan spinnenzijde. “Het is ook sterker dan staal en elk ander metaal of legering.”

De draden kunnen met elkaar verweven worden en zo een stof vormen die voor tal van doeleinden kan worden gebruikt. De kosten ervan zijn vergelijkbaar met die van andere sterke synthetische stoffen. Maar het supersterke biomateriaal heeft natuurlijk een groot voordeel ten opzichte van die synthetische tegenhangers. “Dit nieuwe materiaal kan in principe gebruikt worden om afbreekbare componenten te maken.”

(scientias.nl)
Death Makes Angels of us all
And gives us wings where we had shoulders
Smooth as raven' s claws...
pi_179243635
18-05-2018

Wetenschappers sluiten niet uit dat octopussen eigenlijk aliens zijn

763?appId=2dc96dd3f167e919913d808324cbfeb2&quality=0.8
 © AFP - Octopus Paul werd wereldberoemd tijdens het WK voetbal in Zuid-Afrika in 2010 door zijn pronostieken.

Dieren Een groep internationale wetenschappers stelt dat het best kan dat inktvissen op een andere planeet dan de aarde zijn ontstaan. Ze sluiten niet uit dat de exemplaren die we vandaag kennen, afstammen van wezens die bevroren in een ijskomeet op de aarde terechtkwamen.

Inktvissen zijn een aparte soort op aarde. “Hun grote brein en gesofisticeerd zenuwstelsel, hun camera-achtige ogen, hun flexibele lichamen, hun instant camouflage doordat ze van kleur en vorm kunnen veranderen, het zijn maar een paar opvallende kenmerken die in het evolutiescenario heel plots verschijnen”, schrijven de onderzoekers in hun paper, gepubliceerd in Progress in Biophysics and Molecular Biology. Ze opperen de mogelijkheid dat deze “grote sprong voorwaarts” te danken is aan “cryopreservatie van inktvissen en/of octopuseieren” die miljoenen jaren geleden via kometen in de oceaan zijn neergestort.

763?appId=2dc96dd3f167e919913d808324cbfeb2&quality=0.8
 © getty - De octopus heeft 'zelfdenkende' armen, omdat hij, naast een centraal brein in de kop, ook acht kleinere breintjes in de tentakels heeft.

“Het bewijs van de rol van buitenaardse virussen bij de beÔnvloeding van de evolutie op aarde bleek recentelijk plausibel vervat in het gen en de transcriptome sequencing van inktvissen”, schrijven de onderzoekers. “Het genoom van de octopus vertoont een duizelingwekkende complexiteit met 33.000 eiwit-coderende genen. Dat is meer dan bij de homo sapiens.”

Evolutionair liggen octopussen gigantisch ver van ons af. Vooral het feit dat ze zichzelf kunnen ‘ombouwen’ is straf en ongezien in de rest van de dierenwereld. Normaal evolueert een soort door veranderingen in het DNA, die de soort ten goede komen. Maar de erg complexe en intelligente weekdieren kunnen hun RNA - waarvan de chemische structuur deels vergelijkbaar is met die van het DNA - zelf wijzigen, wat ze ook geregeld doen. Die unieke handigheid betekent wel dat inktvissen nog nauwelijks evolueren. En omdat het op aarde verder onbestaande is, ligt ook een buitenaardse verklaring op de loer.

Wetenschappers opperen al langer de mogelijkheid dat het leven op aarde beÔnvloed is door buitenaards leven en zelfs dat alles wat we nu kennen niet op onze aarde is ontstaan, maar uit organismen uit de ruimte. Dat is de hypothese die panspermie genoemd wordt. Dat kan niet bewezen worden, omdat er nog nooit buitenlands leven is aangetroffen. Het kan ook niet wetenschappelijk tegengesproken worden.

763?appId=2dc96dd3f167e919913d808324cbfeb2&quality=0.8.
 © REUTERS - Octopussen zijn erg slim en kunnen bijvoorbeeld zelf een pot opendraaien.

(HLN)
Death Makes Angels of us all
And gives us wings where we had shoulders
Smooth as raven' s claws...
  vrijdag 18 mei 2018 @ 18:54:45 #157
45206 Pietverdriet
Ik wou dat ik een ijsbeer was.
pi_179246788
quote:
0s.gif Op vrijdag 18 mei 2018 16:08 schreef ExperimentalFrentalMental het volgende:
18-05-2018

Wetenschappers sluiten niet uit dat octopussen eigenlijk aliens zijn

[ afbeelding ]
 © AFP - Octopus Paul werd wereldberoemd tijdens het WK voetbal in Zuid-Afrika in 2010 door zijn pronostieken.

Dieren Een groep internationale wetenschappers stelt dat het best kan dat inktvissen op een andere planeet dan de aarde zijn ontstaan. Ze sluiten niet uit dat de exemplaren die we vandaag kennen, afstammen van wezens die bevroren in een ijskomeet op de aarde terechtkwamen.

Inktvissen zijn een aparte soort op aarde. “Hun grote brein en gesofisticeerd zenuwstelsel, hun camera-achtige ogen, hun flexibele lichamen, hun instant camouflage doordat ze van kleur en vorm kunnen veranderen, het zijn maar een paar opvallende kenmerken die in het evolutiescenario heel plots verschijnen”, schrijven de onderzoekers in hun paper, gepubliceerd in Progress in Biophysics and Molecular Biology. Ze opperen de mogelijkheid dat deze “grote sprong voorwaarts” te danken is aan “cryopreservatie van inktvissen en/of octopuseieren” die miljoenen jaren geleden via kometen in de oceaan zijn neergestort.

[ afbeelding ]
 © getty - De octopus heeft 'zelfdenkende' armen, omdat hij, naast een centraal brein in de kop, ook acht kleinere breintjes in de tentakels heeft.

“Het bewijs van de rol van buitenaardse virussen bij de beÔnvloeding van de evolutie op aarde bleek recentelijk plausibel vervat in het gen en de transcriptome sequencing van inktvissen”, schrijven de onderzoekers. “Het genoom van de octopus vertoont een duizelingwekkende complexiteit met 33.000 eiwit-coderende genen. Dat is meer dan bij de homo sapiens.”

Evolutionair liggen octopussen gigantisch ver van ons af. Vooral het feit dat ze zichzelf kunnen ‘ombouwen’ is straf en ongezien in de rest van de dierenwereld. Normaal evolueert een soort door veranderingen in het DNA, die de soort ten goede komen. Maar de erg complexe en intelligente weekdieren kunnen hun RNA - waarvan de chemische structuur deels vergelijkbaar is met die van het DNA - zelf wijzigen, wat ze ook geregeld doen. Die unieke handigheid betekent wel dat inktvissen nog nauwelijks evolueren. En omdat het op aarde verder onbestaande is, ligt ook een buitenaardse verklaring op de loer.

Wetenschappers opperen al langer de mogelijkheid dat het leven op aarde beÔnvloed is door buitenaards leven en zelfs dat alles wat we nu kennen niet op onze aarde is ontstaan, maar uit organismen uit de ruimte. Dat is de hypothese die panspermie genoemd wordt. Dat kan niet bewezen worden, omdat er nog nooit buitenlands leven is aangetroffen. Het kan ook niet wetenschappelijk tegengesproken worden.

[ afbeelding ].
 © REUTERS - Octopussen zijn erg slim en kunnen bijvoorbeeld zelf een pot opendraaien.

(HLN)
Wat een stierenpoep
In Baden-Badener Badeseen kann man Baden-Badener baden sehen.
pi_179247287
Een wat minder beroerde bron dan het laatste nieuws:
https://www.livescience.c(...)iens-panspermia.html

Beetje vage journal ook. Lijkt vooral een beetje speculerende publicaties bedoeld voor hypothesevorming te bevatten.

De publicatie is overigens open access:
https://www.sciencedirect(...)718300798?via%3Dihub

Ik haakte al af bij het zien van de naam van Chandra Wickramasinghe.
Volkorenbrood: "Geen quotes meer in jullie sigs gaarne."
  vrijdag 18 mei 2018 @ 19:36:42 #159
45206 Pietverdriet
Ik wou dat ik een ijsbeer was.
pi_179247589
quote:
0s.gif Op vrijdag 18 mei 2018 19:20 schreef Monolith het volgende:
Een wat minder beroerde bron dan het laatste nieuws:
https://www.livescience.c(...)iens-panspermia.html

Beetje vage journal ook. Lijkt vooral een beetje speculerende publicaties bedoeld voor hypothesevorming te bevatten.

De publicatie is overigens open access:
https://www.sciencedirect(...)718300798?via%3Dihub

Ik haakte al af bij het zien van de naam van Chandra Wickramasinghe.
Genetisch kan je volgens mij de hele orde van weekdieren gewoon volgen.
In Baden-Badener Badeseen kann man Baden-Badener baden sehen.
pi_179301829
21-05-2018

Wetenschappers transplanteren geheugen van slakken

763?appId=2dc96dd3f167e919913d808324cbfeb2&quality=0.8
 © Wikimedia Commons/Genny Anderson - Een Californische zeehaas. Ondanks de duidelijke verschillen zijn er gelijkenissen in de manier waarop de zenuwcellen van slakken en die van mensen functioneren.

Wetenschap In sciencefictionfilms worden al tientallen jaren herinneringen getransplanteerd. Nu zijn wetenschappers er voor het eerst echt in geslaagd bij slakken.

Amerikaanse onderzoekers konden herinneringen van de ene slak transplanteren naar een andere door ribonucleÔnezuur (RNA), een vorm van genetische informatie vergelijkbaar met DNA, uit het zenuwstelsel te halen en over te plaatsen.

Een eerste groep Californische zeehazen, een soort zeeslak, was getraind om een verdedigingsreactie te ontwikkelen. De wetenschappers gaven de diertjes lichte elektroshocks aan de staart, waarop de slakken in elkaar doken. Als de onderzoekers de slakken vervolgens een tikje gaven, deden ze hetzelfde en bleven ze gemiddeld zo’n 50 seconden ineengedoken liggen. Bij de slakken die niet getraind waren, duurde dat amper een seconde.

Na de ingreep waarbij het RNA uit het zenuwstelsel van de eerste groep slakken werd overgeplaatst naar de niet-getrainde slakken, gedroegen die laatsten zich echter alsof ze hetzelfde proces ondergaan hadden. Na een tikje van de onderzoekers doken ze in elkaar en bleven zo gemiddeld 40 seconden liggen.

Een gelijkaardig effect werd vastgesteld wanneer de onderzoekers hun studie herhaalden met sensorische zenuwcellen in een petrischaaltje.

Geheugenonderzoek

Onderzoeker David Glanzman van de universiteit van CaliforniŽ in Los Angeles (UCLA), die benadrukt dat de slakken tijdens het experiment geen pijn voelden, zegt dat het is “alsof we het geheugen van de slakken hebben getransplanteerd”.

De studie, die gepubliceerd is in het vakblad eNeuro, kan nieuwe inzichten verschaffen over het geheugen. Meestal wordt aangenomen dat lange-termijnherinneringen opgeslagen worden in de synapsen in de hersenen, de verbindingspunten tussen zenuwcellen. “Maar dan zou ons experiment nooit hebben kunnen werken”, zegt Glanzman. De UCLA-professor heeft een eigen theorie, namelijk dat herinneringen worden opgeslagen in de kern van zenuwcellen en dat RNA een rol speelt bij geheugenvorming.

‘Het is alsof we het geheugen van de slakken hebben getransplanteerd’

David Glanzman, onderzoeker

Volgens de onderzoekers zijn de cellen en moleculaire processen bij zeeslakken vergelijkbaar met die van mensen, al heeft de slak ongeveer 20.000 zenuwcellen in zijn centraal zenuwstelsel en de mens zo’n 100 miljard. Dat het onderzoek daadwerkelijk zal leiden tot geheugentransplantaties bij mensen, is echter klein. De onderzoekers zien deze resultaten eerder als een belangrijke stap in het onderzoek naar ziektes als alzheimer en post-traumatisch stresssyndroom

(HLn)
Death Makes Angels of us all
And gives us wings where we had shoulders
Smooth as raven' s claws...
pi_179594419
02-06-2018

‘Heilige graal van het kankeronderzoek’: nieuwe bloedtest speurt kanker jaren op voorhand op

763?appId=2dc96dd3f167e919913d808324cbfeb2&quality=0.8
 © AFP

Medisch Wetenschappers hebben een nieuwe bloedtest ontwikkeld die tien soorten kanker kan detecteren jaren voor iemand de ziekte krijgt. Een eerste test bij 1.600 patiŽnten bleek voor sommige kankers 90 procent accuraat. Het onderzoek spoort kleine stukjes DNA op, die door kankercellen in het bloed verspreid worden.

Experts benadrukken dat er nog enkele jaren nodig zijn om de test op punt te krijgen, maar zijn razend enthousiast over de eerste resultaten. “Een snelle opsporing van kanker is cruciaal om uitzaaiingen te vermijden en de overlevingskansen van kankerpatiŽnten te verhogen.

“Deze test kan een pak levens redden”, zegt Filip Lardon, diensthoofd van het Centrum voor Oncologisch Onderzoek en vicerector van de Universiteit Antwerpen.

(HLN)
Death Makes Angels of us all
And gives us wings where we had shoulders
Smooth as raven' s claws...
pi_179649965
06-06-2018

Higgsdeeltje opnieuw gespot, maar nu in gezelschap van een topquark

En ja, dat is groot nieuws!

Met behulp van de ATLAS- en CMS-detectoren in de machtige deeltjesversneller Large Hadron Collider hebben onderzoekers voor het eerst de interactie tussen een higgsdeeltje en een topquark waargenomen. Het is een zeer belangrijke observatie die meer inzicht geeft in de kenmerken van het nog vrij mysterieuze higgsdeeltje dat alle fundamentele deeltjes van massa voorziet.

Quarks
Onderzoekers voorspellen al jaren dat er een elementair deeltje is dat alle andere deeltjes van massa voorziet. En in 2012 werd het ontdekt: het higgsdeeltje. En sindsdien doen onderzoekers intensief onderzoek naar dit deeltje, in de hoop zo meer te weten te komen over de oorsprong van massa. Daarbij wordt met name gekeken naar de interactie tussen het higgsdeeltje en andere subatomaire deeltjes (dat zijn deeltjes die veel kleiner zijn dan atomen). Je moet dan bijvoorbeeld denken aan quarks. Quarks zijn er in verschillende varianten. De zwaarste quark wordt een topquark genoemd. En aangenomen wordt dat dit subatomaire deeltje – omdat het zo zwaar is – het sterkst de interactie aangaat met het higgsdeeltje.

Massa
Maar bewijs daarvoor ontbrak. Tot nu. “Deze metingen (…) wijzen er sterk op dat het higgsdeeltje een belangrijke rol speelt in de grote massa van de topquark,” aldus Karl Jakobs, woordvoerder van ATLAS. “Hoewel dit zeker een belangrijke eigenschap is van het Standaardmodel (een serie voorspellingen gebaseerd op de natuurkundige processen die we doorgronden, red.) is het voor het eerst dat dit experimenteel met een overweldigende significantie is aangetoond.”

Wat hebben de onderzoekers precies gezien?
De onderzoekers zijn getuige geweest van een zeer zeldzame gebeurtenis die ze ook wel ttH-productie noemen. Hierbij wordt het higgsdeeltje samen met een topquark en anti-topquark – het antideeltje van een topquark – geproduceerd. Naar schatting komt slechts 1 procent van de higgsdeeltjes op deze manier tot stand. Overigens houden de geproduceerde deeltjes maar even stand: de twee quarks vernietigen elkaar snel en het higgsdeeltje valt snel uiteen in andere subatomaire deeltjes. Dat maakte het ook zo lastig om een ttH-productie te detecteren.

Standaardmodel
De ontdekking geeft meer inzicht in de eigenschappen van het higgsdeeltje. Maar dat niet alleen. De observaties stellen onderzoekers namelijk ook in staat om de voorspellingen die ze in het Standaardmodel doen, te toetsen en dus vast te stellen in hoeverre dat Standaardmodel klopt en waar het eventueel nog moet worden aangevuld (bijvoorbeeld omdat er natuurkundige processen zijn die we niet hadden voorzien). “Wanneer ATLAS en CMS in november 2018 klaar zijn met het verzamelen van data, hebben we genoeg observaties om de Standaardmodel-voorspellingen voor ttH (zie kader hierboven) te toetsen en te zien of er een aanwijzing is voor iets nieuws,” aldus Joel Butler, namens CMS.

Of het Standaardmodel in zijn huidige vorm nu stand houdt of niet; deze observatie is heel belangrijk. “Het is heel prettig om even op te kijken en je te realiseren dat we een fundamentele bijdrage hebben geleverd aan ons begrip van de oorsprong van massa,” aldus onderzoeker Thomas Strebler.

(scientias.nl)
Death Makes Angels of us all
And gives us wings where we had shoulders
Smooth as raven' s claws...
pi_179669005
07-06-2018

Maak kennis met de Harry Potter heldenkrab en de Bob Marley’s wierspin: in de laatste 10 jaar 20.000 nieuwe zeedieren ontdekt


763?appId=2dc96dd3f167e919913d808324cbfeb2&quality=0.8
 © VLAAMS INSTITUUT VOOR DE ZEE (http://www.marinespecies.org) - Linksboven de Harry Potter heldenkrab, rechtsboven de Diepzeelierspons, linksonder de Bob Marley’s wierspin en rechtsonder de Invasieve spiderman-wormslak.

Wetenschap & Planeet Niet minder dan 21.554 nieuwe zeedieren zijn de afgelopen tien jaar ontdekt. Dat melden het Vlaams Instituut voor de Zee, LifeWatch Belgium en World Register of Marine Species in het kader van de WereldOceaanDag morgen. De teller komt daarmee op 242.500.

De Diepzeelierspons, de Primitieve Palau-grotpaling, de Diepzeenaaktslak, de vertakte borstelworm. Het is maar een kleine greep uit de lijst die aantoont dat de wereldzeeŽn nog niet al hun geheimen hebben prijsgegeven. Dat blijkt uit het Wereldregister voor Mariene Soorten.

Zeeonderzoekers hebben de jongste tien jaar 21.554 nieuwe soorten ontdekt en beschreven. En nog is de taak niet klaar, want naar schatting zijn er tussen de 300.000 en twee miljoen zeedieren. Een zo volledig mogelijke lijst bijhouden is essentieel in het kader van biodiversiteitsonderzoek, maar ook als basis voor wat zeeleven de mens kan bieden als voedselbron of als bioproduct binnen bijvoorbeeld de geneeskunde.

De meeste nieuwe vondsten betreffen echter weekdieren waarvan zo’n 800 nieuwe schelpen, slakken, inktvissen per jaar, en schaaldieren waarvan 600 nieuwe kreeftjes, krabben en dergelijke. Dat zijn beide relatief weinig bestudeerde maar zeer diverse groepen - of soorten uit nauwelijks bestudeerde leefomgevingen zoals tropische ondiepe zeeŽn en de diepzee.

763?appId=2dc96dd3f167e919913d808324cbfeb2&quality=0.8
 © VLAAMS INSTITUUT VOOR DE ZEE (http://www.marinespecies.org) - Gesterde zwerfkwal.

Fantastische verhalen

Dat er ook fantastische verhalen aan vast hangen leren onder meer deze diertjes. Wat dacht u bijvoorbeeld van de Harry Potter heldenkrab, een kleine halfblinde krab aangetroffen diep in het puin van koraalriffen bij het eiland Guam. Het beestje werd genoemd naar Harry Potter, omdat de vinder een ‘magische’ neus bleek te hebben voor het vinden van ongekend leven.

Of de Bob Marley’s wierspin, die aangepast is aan zeeomstandigheden en bij hoogtij zijn zuurstof haalt uit wat het heeft opgeslagen in luchtkamers van spinrag? Genoemd naar het toepasselijke liedje “high tide or low tide”.

Of de Hoff-springkrab? Die krab leeft op dieptes van circa 2.500 meter in de bijzonder vijandige omgeving van hydrothermale diepzeebronnen en doet met zijn sterk behaarde onderkant denken aan de weelderige borstbeharing van acteur David Hasselhoff.

763?appId=2dc96dd3f167e919913d808324cbfeb2&quality=0.8
 © VLAAMS INSTITUUT VOOR DE ZEE (http://www.marinespecies.org) - De Hoff-springkrab

En dan is er nog de invasieve Spiderman-wormslak, een slak die eruitziet als een worm en ontdekt werd op een kunstmatig aangelegd rif. Of het Vuurrood draakvlokreeftje uit de Zuidelijke Oceaan, dat met zijn felle kleur en stekels wel aan een mini-draakje doet denken. Of de vleesetende Diepzeelierspons, die de vorm heeft van een harp en zijn skelet gebruikt om kreeftjes uit het water te filteren. En de Gesterde zwerfkwal, een prachtig met sterretjes getekende kwal ontdekt werd in de oostelijke Middellandse Zee. Al deze nieuwe soorten kregen ook een Latijnse naam mee.

Meer weten? Klik hier.

763?appId=2dc96dd3f167e919913d808324cbfeb2&quality=0.8
 © VLAAMS INSTITUUT VOOR DE ZEE (http://www.marinespecies.org) - Vuurrood draakvlokreeftje.

(HLN)
Death Makes Angels of us all
And gives us wings where we had shoulders
Smooth as raven' s claws...
pi_179864967
15-06-2018

Stem van overleden Stephen Hawking wordt met speciale boodschap naar zwart gat gebeamd

763?appId=2dc96dd3f167e919913d808324cbfeb2&quality=0.8
 © AP - Wijlen professor Stephen Hawking in 2015.

Wetenschap In Londen vindt vandaag een herdenking plaats van de op 14 maart overleden wereldberoemde Britse kosmoloog Stephen Hawking. Het gebeuren sluit ook aan bij zijn onderzoekswerk.

De plechtigheid in Westminster Abbey begint om 13.00 uur en zal wellicht een uur duren. Een reeks mensen zal het woord voeren zoals Tim Peake, een Britse astronaut van het Europese Ruimtevaartbureau ESA. Duizend gewone mensen zullen naast door de familie uitgenodigde gasten de herdenking kunnen bijwonen, bij lot getrokken uit 25.000 aanvragen voor tickets.

De as van de professor aan de Universiteit van Cambridge wordt bijgezet tussen de graven van andere monumenten van de wetenschap, Sir Isaac Newton en Sir Charles Darwin.

Boodschap van hoop en vrede op muziek

De Griekse toetsenvirtuoos Vangelis heeft ook een speciaal stukje muziek gecomponeerd. Daarop zijn woorden van Hawking zelf opgezet die volgens zijn dochter Lucy een “boodschap van vrede en hoop” zijn, “omtrent eenheid en onze nood om in harmonie samen te leven op deze planeet”. Dit alles wordt vanuit een grondstation van ESA in Spanje de ruimte ingestuurd, in het bijzonder naar het dichtstbijzijnde zwart gat, 1A 0620-00. Dit bevindt zich in een binair systeem op ruwweg 3,300 lichtjaar van ons.

De woorden van Stephen Hawking die vandaag naar een zwart gat zijn uitgezonden, zijn getrokken uit een toespraak die de op 76-jarige leeftijd overleden wetenschapper enkele jaren geleden heeft gehouden en waarin hij de mensheid heeft opgeroepen “samen te werken om de planeet te redden”. Dit heeft de wetenschappelijke hoofdadviseur van het Europese Ruimtevaartbureau ESA, Mark McCaughrean, vandaag aan het Franse persbureau AFP gezegd. “Het is een zeer pakkende passage”, aldus de medewerker van ESA.

Wanneer het signaal binnen 3.500 lichtjaar aankomt, zal het echter “zeer, zeer zwak” zijn, zegt de wetenschapper van het Europese Ruimtevaartbureau.

Even gewichtloos

Hawking, geboren op 8 januari 1942, heeft in het bijzonder onderzoek gedaan naar zwarte gaten, naast singulariteit in het heelal. Zijn boek ‘A Brief History of Time’ werd een bestseller.

De wetenschapper leed aan ALS, bracht een groot deel van zijn leven in een rolstoel door en praatte via een stemcomputer. Wat niet wegnam dat hij een parabolische vlucht maakte om enkele ogenblikken lang gewichtloos te zijn, en dat hij ruimtetoerist zou worden met Virgin Galactic, het bedrijf van de Britse miljardair Richard Branson.

763?appId=2dc96dd3f167e919913d808324cbfeb2&quality=0.8
 © EPA - Stephen Hawking op het moment dat hij even gewichtloos in de ruimte zweeft.

(HLN)
Death Makes Angels of us all
And gives us wings where we had shoulders
Smooth as raven' s claws...
pi_179961235
22-06-2018

Astronomen doen meest precieze test ooit van de theorie van Einstein

763?appId=2dc96dd3f167e919913d808324cbfeb2&quality=0.8
 © anp - Einstein.

Astronomen hebben met de Europese VLT-telescoop en de Amerikaans-Europese Hubble Ruimtetelescoop (nog eens) vastgesteld dat de algemene relativiteitstheorie van Albert Einstein klopt, zo heeft de Europese Zuidelijke Sterrenwacht ESO meegedeeld. Het was de meest precieze test ooit van de theorie, buiten de Melkweg.

Met het MUSE-instrument van de VLT in Chili heeft een team onder leiding van Thomas Collett van de Universiteit van Portsmouth eerst de massa van het nabije sterrenstelsel ESO 325-G004 berekend door de bewegingen van sterren in dit relatief nabije elliptische sterrenstelsel te meten.

De wetenschappers namen met de Hubble ook een Einsteinring waar die is ontstaan doordat ESO 325-G004 het licht van een ver verwijderd sterrenstelsel vervormt. Aan de hand van deze waarnemingen konden de astronomen meten hoe de enorme massa van ESO 325-G004 licht, en daarmee dus ook de ruimtetijd, afbuigt.


Einsteins algemene relativiteitstheorie voorspelt dat objecten de hen omringende ruimtetijd vervormen, waardoor passerend licht wordt afgebogen. Dit resulteert in een verschijnsel dat het zwaartekrachtlenseffect wordt genoemd. Dit effect valt alleen op bij objecten die heel veel massa hebben. Inmiddels zijn een paar honderd van die sterke zwaartekrachtlenzen bekend, maar de meeste zijn te ver weg om hun massa exact te kunnen meten. Met een afstand van ‘slechts’ 450 miljoen lichtjaar is het sterrenstelsel ESO 325-G004 een van de meest nabije gravitationele lenzen.

De onzekerheid van de test bedraagt ‘slechts’ 9 procent. Daarmee is dit de meest precieze test van de algemene relativiteitstheorie buiten de Melkweg tot nu toe, zegt Collett.

Belangrijke gevolgen

Deze bevindingen kunnen belangrijke gevolgen hebben voor alternatieve zwaartekrachtmodellen, benadrukt de ESO ook. Deze alternatieve theorieŽn voorspellen dat de effecten van de zwaartekracht op de kromming van ruimtetijd ‘schaalafhankelijk’ zijn. Dit betekent dat de zwaartekracht zich op extragalactische lengteschalen anders zou moeten gedragen dan op de kleinere schaal van het zonnestelsel. Collett en zijn team hebben vastgesteld dat dit waarschijnlijk niet het geval is tenzij de verschillen alleen optreden op lengteschalen van meer dan 6000 lichtjaar.

(HLN)
Death Makes Angels of us all
And gives us wings where we had shoulders
Smooth as raven' s claws...
pi_180053417
25-06-2018

TU/e bundelt quantum-krachten in nieuw instituut

Alles wijst erop dat technologie op basis van ‘quantum’ de maatschappij in de nabije toekomst ingrijpend gaat veranderen, bijvoorbeeld via razendsnelle computers, een ‘quantum-internet’ of door het veel sneller ontwikkelen van nieuwe medicijnen. Het Center for Quantum Materials and Technology Eindhoven (QT/e) gaat de technologie voor deze zogenoemde ‘tweede quantumrevolutie’ ontwikkelen. Met dit center bundelt de TU/e haar wereldwijd vooraanstaande expertises op het gebied van quantummaterialen en -technologie voor een optimale samenwerking tussen onderzoek en industrie.

door Persteam TU/e

Fysici als Einstein, Bohr en Planck legden ruim honderd jaar geleden de basis voor de quantumfysica: de beschrijving van de bizarre, onnavolgbare wereld op de schaal van de kleinste deeltjes. De kennis over die wonderlijke effecten leidde tot de zogeheten ‘eerste quantumrevolutie’, een groot scala aan uitvindingen en technologie die onze maatschappij fundamenteel veranderd heeft. Denk aan de laser en de transistor - waaraan we onder meer computers, mobiele telefoons en het internet te danken hebben -, maar ook aan MRI, zonnecellen of GPS.

Eťn miljard euro

Inmiddels komt de volgende stap snel dichterbij: technologie die volledig gebruik maakt van quantumeffecten, zoals quantumcomputers, maar ook quantumsensoren, -simulaties en -communicatie. Vanwege de brede impact die deze technologie gaat hebben in de maatschappij, in onder meer de ontwikkeling van nieuwe medicijnen, de beveiliging van gegevens of de omzetting van energie, spreekt onder meer de Europese Commissie (EC) van een ‘tweede quantumrevolutie’. Dit jaar startte de EC met het Flagship on Quantum Technologies, met in totaal liefst ťťn miljard euro onderzoekssubsidie over tien jaar, dat moet zorgen dat deze nieuwe technologie haar weg vindt naar de industrie en maatschappij.

Om die technologische revolutie mogelijk te maken, bundelt de TU/e haar wereldwijd vooraanstaande onderzoek op dit gebied in het nieuwe Center for Quantum Materials and Technology Eindhoven (QT/e). Oprichter en wetenschappelijk directeur Servaas Kokkelmans: “Om de stap naar de samenleving te maken, is samenwerking essentieel. Met dit center brengen we de verschillende disciplines in dit vakgebied bij elkaar. Maar ook willen en kunnen we zo een betere brug slaan naar externe partijen, met name naar de hightechindustrie in onze Brainportregio, maar ook naar collega’s aan andere universiteiten en kennisinstellingen.”

Quantumsimulatoren

Het center omvat in totaal ongeveer veertig onderzoekers, van quantumfysici tot wiskundigen en elektrotechnici. “We richten ons met name op quantumsimulatoren, waarmee je heel complexe materialen en moleculen kunt simuleren die zelfs de krachtigste supercomputers niet kunnen doorrekenen. Daarnaast werken we aan quantum-nanofotonica, de ontwikkeling van nieuwe quantummaterialen en de beveiliging van informatie door middel van quantumcryptografie”, aldus Kokkelmans. “Interessant is dat ons onderzoek tot toepassingen leidt die je hier misschien niet direct verwacht, zoals nieuwe medicijnen of de aanpak van CO2-uitstoot.”

Het nieuwe QT/e wordt komende vrijdag, 29 juni, officieel gelanceerd tijdens een symposium aan de TU/e. Rector magnificus Frank Baaijens verricht de opening. Een van de sprekers is Tommaso Calarco, een van de initiatiefnemers van het FET Flagship on Quantum Technologies van de Europese Commissie.

(www.cursor.tue.nl)
Death Makes Angels of us all
And gives us wings where we had shoulders
Smooth as raven' s claws...
pi_180053477
25-06-2018

Amerikaanse bommenwerper gevonden in de Noordzee

800px-8th_air_force_b-17_bomber_raiding_focke_wulf_plants_at_marienburg_germany_now_malbork_poland_on_october_9_1943.jpg

Tijdens de aanleg van een hoogspanningskabel over de bodem van de Noordzee, is een vrijwel intact wrak van een Amerikaanse B-17 bommenwerper gevonden. De kans dat er nog resten van de bemanningsleden in het wrak liggen, is groot, zo wordt in de Belgische media gezegd.

B-17 wrak

Het vliegtuigwrak werd gevonden tijdens de aanleg van de Nemo Link, een nieuwe kabel tussen Groot-BrittanniŽ en het Europese vasteland. Tijdens de werkzaamheden werd onder water een aluminium deel van een vliegtuigvleugel aangetroffen, met daaraan nog grote delen van een propellermotor.

Serienummers

Op de vliegtuigonderdelen waren nog serienummers te zien, waardoor de identificatie van de bommenwerper ineens een stuk eenvoudiger werd dan verwacht. Aan de hand van registers van B-17 bommenwerpers kon worden achterhaald aan welk toestel de onderdelen toebehoorden. Uit dat archiefonderzoek bleek dat die serienummers bij vier toestellen hoorden. Van alle vier die toestellen, zijn nog altijd bemanningsleden Missed in Action. Daardoor bestaat de kans dat er nog altijd resten van deze bemanningsleden in het wrak aanwezig zijn.

Als helemaal duidelijk is om welk vliegtuig het gaat, beslissen de Belgische autoriteiten wat er met het wrak gaat gebeuren.

Meer vliegtuigonderdelen

De B-17 is niet de enige vondst die tijdens de aanleg van de kabel werd gedaan. Tijdens het project werden veel meer vliegtuigonderdelen gevonden, zoals een deel van vleugel van een Duitse Messerschmitt, plaatwerk van een Engelse Spitfire, en een Amerikaanse vliegtuigmotor. In september van 2017 werd ook nog het complete wrak van een Duitse U-Boot uit de Eerste Wereldoorlog aangetroffen. Alle vondsten zijn opgenomen in het register Vondsten in Zee.

Bron:

VRT.be

(archeologieonline.nl)
Death Makes Angels of us all
And gives us wings where we had shoulders
Smooth as raven' s claws...
pi_180252046
04-07-2018

Einsteins gelijk opnieuw bewezen: alle objecten vallen op dezelfde manier

e0d74fe53c6bfbc696a94103e7661305.jpg

Pulsar J0337+1715 en de binnenste witte dwerg cirkelen in iets meer dan anderhalve dag om elkaar heen. Het tweetal draait samen in 327 dagen om de buitenste witte dwerg, die veel verder weg is. (SKA organization)

Einsteins zwaartekrachttheorie, de algemene relativiteitstheorie, voorspelt dat alle objecten op dezelfde manier vallen, ongeacht hun massa of samenstelling. Maar geldt dit principe ook voor objecten met extreem sterke zwaartekracht? Een internationaal team van astronomen heeft dit getest met behulp van drie sterren die om elkaar heen draaien: een neutronenster en twee witte dwergen. Hun bevindingen bewijzen dat Einsteins theorie de test ook doorstaat in dergelijke extreme omstandigheden (Nature, 5 juli).

Een hamer en een veer vallen met dezelfde versnelling op de maan. En als een lichte en zware kanonskogel van de toren van Pisa worden gegooid, raken ze op hetzelfde moment de grond. Zelfs de aarde en de maan vallen op dezelfde manier naar de zon toe. Einsteins theorie heeft alle tests in laboratoria en elders in ons zonnestelsel doorstaan. Maar de meeste alternatieve zwaartekrachttheorieŽn voorspellen dat objecten met extreem sterke zwaartekracht, zoals neutronensterren, anders vallen dan objecten met geringe zwaartekracht.

Dankzij de ontdekking van een ‘natuurlijk, kosmisch laboratorium’ hebben astronomen deze theorie nu kunnen testen in extreme omstandigheden: het drievoudige stersysteem PSR J0337+1715, op 4200 lichtjaar afstand van de aarde. In dit unieke, in 2012 ontdekte systeem draaien een neutronenster en een witte dwerg in 1,6 dagen om elkaar heen. En dit paar cirkelt in een baan van 327 dagen om een andere witte dwerg, veel verder weg. Volgens sommige alternatieve zwaartekrachttheorieŽn zouden de neutronenster en de binnenste witte dwerg elk op een andere manier naar de buitenste witte dwerg moeten vallen.

‘We hebben dit getest door de neutronenster te volgen’, licht eerste auteur Anne Archibald (postdoc aan de Universiteit van Amsterdam en ASTRON, het Nederlands instituut voor radioastronomie) toe. ‘De neutronenster, een millisecondepulsar, gedraagt ​​zich als een klok: hij wentelt 366 keer per seconde om zijn as, en bundels radiogolven roteren mee. Ze zwaaien met regelmatige tussenpozen als een kosmische vuurtoren over de aarde en produceren pulsen. We hebben deze radiopulsen gebruikt om de beweging van de neutronenster te volgen.’

Het team van astronomen volgde de neutronenster zes jaar lang met de Westerbork Synthese Radiotelescoop in Nederland, de Green Bank Telescoop in West Virginia, VS en het Arecibo Observatorium in Puerto Rico, VS. ‘We kunnen elke puls van de neutronenster nagaan sinds het begin van onze waarnemingen’, zegt Archibald. ‘En zijn locatie weten we tot op een paar honderd meter nauwkeurig. We weten daarom heel precies waar de neutronenster is geweest en waar hij naartoe gaat. Als de neutronenster anders zou vallen dan de witte dwerg, zouden de pulsen op een ander tijdstip aankomen dan verwacht.’

Archibald en haar collega’s ontdekten dat een eventueel verschil tussen de versnelling van de neutronenster en van de witte dwerg te klein is om te detecteren. ‘Als er al een verschil is, is het niet meer dan drie op een miljoen’, zegt Nina Gusinskaia, promovenda aan de Universiteit van Amsterdam. “En dat is heel erg weinig. We ontkrachten hiermee een deel van de alternatieve zwaartekrachttheorieŽn. Ook hebben we de nauwkeurigheid van de beste zwaartekrachttest ongeveer tien keer verbeterd, zowel binnen het zonnestelsel als met andere pulsars.’

(allesoversterrenkunde)
Death Makes Angels of us all
And gives us wings where we had shoulders
Smooth as raven' s claws...
pi_180252152
04-07-2018

Primeur: hybride embryo's van ernstig bedreigde neushoorns gemaakt in het lab

De embryo’s liggen klaar voor een eerste IVF-poging.

Het is de meest bedreigde diersoort op aarde: de noordelijke witte neushoorn. Het laatste mannetje legde in maart dit jaar het loodje en op dit moment zijn er nog maar twee vrouwtjes in leven. Het ziet er dan ook niet goed uit voor deze prachtige soort.

Embryo’s
Maar kort na de dood van het laatste mannetje lieten wetenschappers al weten dat ze het nog niet opgaven. Met behulp van opgeslagen zaadcellen van reeds overleden mannelijke noordelijke witte neushoorns zou het mogelijk moeten zijn om eicellen van de overgebleven vrouwelijke witte neushoorns te bevruchten. En wellicht zouden de resulterende embryo’s dan – eventueel in een draagmoeder – uit kunnen groeien tot gezonde noordelijke witte neushoorns.

Hybride
Het klinkt prachtig, maar er is ťťn probleem: er zijn maar weinig eicellen van noordelijke witte neushoorns beschikbaar. En daarom hebben onderzoekers het nu over een andere boeg gegooid. Ze hebben eicellen van de nauw aan de noordelijke witte neushoorn verwante zuidelijke witte neushoorn verzameld en deze bevrucht met zaadcellen van overleden noordelijke witte neushoorns. Het resultaat is een hybride embryo die genetisch materiaal van zowel de noordelijke als zuidelijke witte neushoorn bevat.

Primeur
Het is een primeur. IVF is al vaker toegepast bij grote zoogdieren – zoals paarden – maar nog niet eerder zijn onderzoekers erin geslaagd om een embryo van neushoorns buiten het lichaam om te laten uitgroeien tot een blastocyste: een hol balletjes dat tijdens het delen van de bevruchte eicel ontstaat. De blastocyste is in principe klaar voor implantatie. Maar onderzoekers hebben ze voor nu ingevroren. Wellicht dat ze in de toekomst in de baarmoeder van een draagmoeder – een zuidelijke witte neushoorn – geplaatst kunnen worden.

Kruisingen
Met deze aanpak is de noordelijke witte neushoorn natuurlijk niet gered. Want zelfs als het lukt om de embryo’s in een draagmoeder uit te laten groeien tot gezonde jonge neushoorns zijn het geen noordelijke witte neushoorns, maar kruisingen. Toch is het hoopgevend, want met deze aanpak is het wellicht toch mogelijk om een deel van het genetische materiaal van de noordelijke witte neushoorn te behouden.

Bovendien is het genereren van jonge neushoorns uit deze hybride embryo’s wat onderzoekers betreft niet het eindstation. Zo blijven ze proberen om eicellen van de twee nog in leven zijnde noordelijke witte neushoorns te verzamelen. En wellicht kunnen daarmee dan wel embryo’s worden gemaakt waaruit een echte noordelijke witte neushoorn voort kan komen.

(scientias.nl)
Death Makes Angels of us all
And gives us wings where we had shoulders
Smooth as raven' s claws...
pi_180252322
04-07-2018

Nieuwe bouwsteen maakt van een gewoon eiwit een katalysator

Groningse chemici gebruiken een niet-natuurlijk aminozuur om een werkzaam kunstmatig enzym te maken

Zowel de chemische industrie als de natuur kunnen niet zonder katalysatoren. Die uit de natuur werken heel goed en zijn duurzaam – dat wil de industrie ook wel. Groningse chemici publiceerden in Nature Chemistry een nieuwe manier om natuurlijke katalysatoren, de enzymen, te ontwerpen met niet-natuurlijke bouwstenen.

Chemie_Park1_Delfzijl.jpg?1530626378
Deel van een chemische fabriek op het Chemie Park in Delfzijl. Veel processen in de chemische industrie zijn afhankelijk van katalysatoren om de reactiestappen sneller te laten verlopen.

 Gouwenaar via Wikimedia Commons, publiek domein

Chemische reacties verlopen lang niet altijd vlotjes. Heel vaak hebben moleculen een zetje nodig om samen een nieuwe stof te vormen. Dat zetje geven katalysatoren: stoffen die een chemische reactie versnellen, maar zelf niet reageren. De chemische industrie kan niet zonder katalysatoren, maar ook in de natuur verlopen de gewenste reacties meestal niet vanzelf. Levende cellen beschikken daarom over een uitgebreide collectie katalysatoren die we enzymen noemen.

Enzymen zijn eiwitten; grote biomoleculen waarvoor de bouwinstructies opgeslagen liggen in het DNA van de cel. Er zijn ontzettend veel verschillende enzymen die ieder heel specifiek een chemische reactie uitvoeren en dat ongelooflijk goed doen. Zo goed, dat de chemische industrie hier met enige afgunst naar kijkt.

IndustriŽle katalysatoren zijn heel efficÔent, maar bevatten vaak kostbare, giftige en/of zeldzame metalen. Bovendien vreten de productieprocessen veel energie, omdat er ook een hoge temperatuur, en soms een hoge druk, nodig is. Tot slot zijn er speciale oplosmiddelen nodig die zorgen voor moeilijk verwerkbare afvalstromen. Een groot contrast met enzymen. Die werken juist onder heel vriendelijke, milde omstandigheden. Denk maar aan je eigen lichaam waar talloze enzymen hun werk doen. Geen vervuilende oplosmiddelen, maar water. Geen hoge temperatuur, maar iets rond de 37 graden. En alleen maar ‘groen’ afval.


Enzym ontwerpen

Geen wonder dat de chemische industrie enzymen graag als katalysator zou gebruiken. Maar dan loop je meteen tegen een probleem aan. Er zijn alleen enzymen beschikbaar voor reacties die in de natuur plaatsvinden, terwijl in de industrie niet-natuurlijke reacties ook een grote rol spelen.

De oplossing? Nieuwe enzymen ontwerpen. Kunstmatige enzymen, die de kracht en de groene werkwijze van natuurlijke enzymen combineren met de vindingrijkheid van chemici om ieder gewenst molecuul te kunnen maken. Er zijn verschillende manieren om kunstmatige enzymen te maken. NEMO Kennislink schreef eerder al over het gebruik van synthetische hulpstoffen om natuurlijke enzymen te verbeteren en over de gestuurde evolutie van enzymen om ze niet-natuurlijke reacties te laten uitvoeren. Maar in beide gevallen is een bestaand enzym het uitgangspunt, waar je iets aan probeert te veranderen.

Niet-natuurlijke bouwstenen

Gerard_Roelfes.jpg?1530621539
Gerard Roelfes, hoogleraar biomoleculaire chemie aan de Rijksuniversiteit Groningen

Gerard Roelfes pakt het ontwerp van enzymen anders aan. Roelfes is hoogleraar biomoleculaire chemie aan de Rijksuniversiteit Groningen en in Nature Chemistry publiceerde zijn groep het ontwerp van een nieuw enzym op basis van een ‘gewoon’ eiwit, waar ze een niet-natuurlijk aminozuur hebben ingezet. Eiwitten, en dus ook enzymen, bestaan uit een lange keten van aan elkaar gekoppelde aminozuren – waarvan er in de natuur twintig verschillende zijn – in een specifieke volgorde. Door iets te veranderen in die keten, kun je de eigenschappen van het eiwit veranderen.

“Enzymen moeten het in de natuur doen met de twintig beschikbare aminozuren en dat is niet genoeg om alle reacties uit te kunnen voeren die nodig zijn in een levende cel’, zegt Roelfes. “Gedurende de evolutie zijn daar oplossingen voor ontstaan, zoals het gebruik van hulpstoffen, de cofactoren. Of nadat het enzym is gemaakt in de cel, vinden er nog chemische toevoegingen plaats. Aan sommige aminozuren in de keten wordt nog een extra stukje geplakt, waardoor het enzym een andere reactie kan uitvoeren.” Er ontstaat in feite een nieuw aminozuur.

Die oplossing van de natuur inspireerde Roelfes om uit te zoeken of je met een niet-natuurlijk aminozuur een gewoon eiwit, dat niks katalyseert, kunt omtoveren in een enzym. Want niet-natuurlijke aminozuren zijn er volop, die hebben chemici al in allerlei varianten gemaakt. Maar waarom begint hij niet met een bestaand enzym, dat is toch veel eenvoudiger? “Nee, want bestaande enzymen werken heel specifiek. Ze zijn helemaal geŽvolueerd om alleen die ene reactie met die specifieke moleculen uit te voeren. Als je ze iets anders wilt laten doen, moet je het hele enzym ombouwen. Dat is niet handig. Wij zoeken daarom naar een eiwit dat je als basis kunt gebruiken om veel verschillende enzymen te ontwerpen.”

LmrR_structuur_Roelfes_NatChem2018.jpg?1530620903
Weergave van de structuur van het LmrR-eiwit. Twee LmrR moleculen (blauw en grijs) vormen samen een grotere structuur met een holte in het midden. Die holte is zeer geschikt voor het binden van verschillende moleculen en levert zo een lokale omgeving met andere omstandigheden dan daarbuiten. Ideaal voor het uitvoeren van chemische reacties.

Donut

De keuze viel op het eiwit LmrR, dat gemaakt wordt door een melkzuurbacterie. “Dit eiwit is heel geschikt vanwege de vorm”, legt Roelfes uit. “Twee eiwitmoleculen vormen samen iets wat op een donut lijkt. Die holte biedt een goede omgeving voor moleculen die niet van water houden, zogeheten hydrofobe moleculen. En veel van de stoffen waar wij in zijn geÔnteresseerd zijn, zijn hydrofoob. Bovendien is deze holte niet heel specifiek: allerlei verschillende hydrofobe moleculen nestelen zich hier graag.” Dat is een gunstig uitgangspunt als je iets wilt ontwerpen dat je voor verschillende stoffen en reacties wilt gebruiken.

De volgende stap was het vinden van een geschikte katalysator die in het eiwit in te bouwen is. Het moet dus niet te groot zijn en kunnen werken in een biologische omgeving. De groep koos voor aniline, een klein organisch molecuul waarvan bekend is dat het katalytische activiteit vertoont. “Dat hebben we gekoppeld aan een bestaand aminozuur, waardoor een niet-natuurlijk aminozuur ontstond, genaamd p-aminofenylalanine. Dit hebben we ingebouwd in het LmrR-eiwit op een zodanige manier dat de melkzuurbacterie nu zelf dit aangepaste eiwit kan maken. Daarvoor gebruikten we technieken die andere onderzoekers hebben ontwikkeld.” Vervolgens konden ze het nieuwe kunstmatige enzym – het LmrR-eiwit met daarin het niet-natuurlijke aminozuur – uit de bacterie isoleren en gebruiken in verschillende chemische reacties.

LmrR_holte_uAA_Roelfes_NatChem2018.jpg?1530621249
Schematische weergave van de structuur van de holte in het LmrR-eiwit waar Roelfes en zijn team een niet-natuurlijk aminozuur (rood) inbouwden. De combinatie van de specifieke omstandigheden in de holte en de katalytische activiteit van het ingebrachte nieuwe aminozuur zorgen ervoor dat de reactie tussen de twee blauwe moleculen linksonder tot het product rechtsboven, drie ordegroottes sneller verloopt.

 Clemens Mayer, RuG via EurekAlert.org

Hoogste versnelling

“Dat zijn modelreacties, bedoeld om te testen of het nieuwe enzym echt werkt”, zegt Roelfes. En dat bleek overduidelijk het geval. “We zagen dat de reacties meteen al 600 keer sneller verliepen dan zonder het kunstmatige enzym. Inmiddels zijn we al weer verder met het optimaliseren en is het gelukt om de versnelling naar 16.000 keer op te schroeven en ik verwacht dat hier nog veel meer winst te behalen is.” Door de reacties ook uit te voeren met alleen het niet-aangepaste LmrR-eiwit en met alleen het niet-natuurlijke aminozuur kon de groep aantonen dat het katalytische effect echt in de combinatie van beide zit. Zowel de hydrofobe holte als het niet-natuurlijke aminozuur spelen een essentiŽle rol. “Samen kun je daarom echt spreken van een nieuw enzym”, concludeert Roelfes.

En nu? Gaan ze dit nieuwe enzym verder verbeteren of nog andere varianten maken? “Dat gaan we natuurlijk doen, maar niet zozeer om steeds nieuwe enzymen te maken. Wat wij willen is een set algemeen geldende ontwerpregels voor enzymen opstellen. Uit dit type experimenten wil ik leren wat de belangrijkste regels zijn, zodat we in de toekomst op een rationele manier te werk kunnen gaan. Nu is het vooral nog veel proberen, wel op basis van goede argumenten, en dan maar zien waar het toe leidt. Ik wil graag naar een aanpak waarin je vooraf weet aan welke kenmerken je enzym moet voldoen als je een bepaalde reactie wilt uitvoeren.”

Bron:

Ivana DrienovskŠ, Clemens Mayer, Christopher Dulson and Gerard Roelfes, A designer enzyme for hydrazone and oxime formation featuring an unnatural catalytic aniline residue, Nature Chemistry (2018), doi:10.1038/s41557-018-0082-z

(nemokennislink.nl)
Death Makes Angels of us all
And gives us wings where we had shoulders
Smooth as raven' s claws...
pi_180302281
05-07-2018

Wereldprimeur: eerste sla rolt uit voedselprinter van KU Leuven

763?appId=2dc96dd3f167e919913d808324cbfeb2&quality=0.8
 © © Bart Leye - (Illustratiefoto)

Wetenschap Het is wetenschappers van de Leuvense universiteit gelukt om sla te printen. De planten zijn in de vorm van gummibeertjes uit de voedselprinter gekomen.

“Levende plantencellen geven voedsel een sappig en knapperig mondgevoel”, zegt onderzoeker Valťrie Vancauwenberghe die de techniek ontwikkelde, op de site van Vilt, het Vlaams infocentrum land- en tuinbouw. “Daarom wilden we ze printbaar maken.” Het is volgens de makers een wereldprimeur in 3D-foodprinting.

Niemand heeft de beertjes al geproefd. Niet omdat ze giftig zijn, maar omdat ze nog niet goedgekeurd zijn voor consumptie. Voor de wetenschap maakt het weinig verschil, vindt Vancauwenberghe. “Het punt is dat we een protocol hebben ontwikkeld om plantweefsel te printen. Het gaat om de technologie, de beschrijving van de materialen, de optimale recepten en condities.” De onderzoekster heeft de bioprinter zelf gebouwd, de inkt ontwikkeld en geŽxperimenteerd met printmodellen.


De inkt bevat pectine en levende cellen die ik heb geÔsoleerd uit sla. Daarmee heb ik beertjes geprint.

Langer houdbaar

Virtueel fruit is de specialiteit van de onderzoeksgroep aan de KU Leuven. Er is al een digitale bibliotheek van wiskundige modellen van appels, peren en tomaten. Die worden gebruikt om te achterhalen hoe groenten en fruit langer houdbaar gemaakt kunnen worden.

Het printen van sla is een logische stap, vindt Vancauwenberghe. Het resultaat is volgens haar “natuurlijk en artificieel tegelijkertijd”. “De inkt bevat pectine en levende cellen die ik heb geÔsoleerd uit sla. Daarmee heb ik beertjes geprint. Maar ook honingraatstructuren en blokjes zijn mogelijk, telkens met een verschillende textuur. Luchtig of minder luchtig.”

Echte sla bevat 100 miljoen levende cellen per milliliter. Geprinte sla bevat ťťn miljoen levende cellen per milliliter. Onderzoeker Valťrie Vancauwenberghe: “De hoeveelheid aanwezige cellen is nog niet groot genoeg, maar ze overleven de printkop. In de toekomst moet het mogelijk zijn ze te laten groeien nadat ze geprint zijn.”

763?appId=2dc96dd3f167e919913d808324cbfeb2&quality=0.8.
 © Shutterstock - De sla heeft de vorm gekregen van gummibeertjes.

De uitvinding kan mensen helpen die moeite hebben met slikken. Het printen biedt de mogelijkheid de structuur en de textuur van voeding in de hand te houden. “De presentatie is daarnaast aantrekkelijker dan bij gepureerd voedsel.” In de toekomst wordt het volgens Vancauwenberghe mogelijk voeding te printen die is afgestemd op persoonlijke wensen en noden.

(HLn)
Death Makes Angels of us all
And gives us wings where we had shoulders
Smooth as raven' s claws...
pi_180302379
06-07-2018

Levend netvlies op Twentse chip

Oog.jpg

Het diagnosticeren van oogaandoeningen is een ‘berucht’ probleem, weet UT-onderzoeker Andries van der Meer. Een levend stukje netvlies op een Twentse chip biedt uitkomst. In het DesignLab gaan belanghebbenden donderdag en vrijdag met elkaar in gesprek over deze nieuwe ‘eye-on-a-chip’-technologie.

De huidige behandeling en diagnostisering van oogaandoeningen is complex, vertelt initiatiefnemer Andries van der Meer. Hij is verbonden aan de groep Applied Stem Cell Technologies. ‘Met stamcellen van de patiŽnt kunnen we netvliesweefsel op onze chips kweken om deze vervolgens te onderzoeken. Een van de mogelijke toepassingen is de behandeling van maculadegeneratie, een veelvoorkomende oogaandoening.’

Gepersonaliseerd

Volgens Van der Meer kunnen ze direct met de nieuwe techniek aan de slag. ‘We werken al samen met de afdeling oogheelkunde van het Radboudumc. Eye-on-a-chip maakt een gepersonaliseerde diagnose en behandeling mogelijk. Bovendien zijn de klassieke tests op proefdieren niet meer nodig.’

Consortium

De bijenkomst in het DesignLab brengt een divers gezelschap, van technologen, medici en investeerders, met elkaar in gesprek. ‘De hoop is dat we aan het einde van de bijeenkomst een concreet onderzoeksvoorstel op papier hebben staan’, vertelt Van der Meer. ‘Een belangrijk doel van deze bijeenkomst is bouwen van een stevig consortium, zodat we kunnen aansluiten op de Nationale Wetenschapsagenda. De NWO focust tegenwoordig op massa, op programma’s waar alle belangrijke stakeholders aan tafel zitten.’

(utoday.nl)
Death Makes Angels of us all
And gives us wings where we had shoulders
Smooth as raven' s claws...
abonnementen ibood.com bol.com Coolblue