Technologické novinky: Nové objevy v DNA, větrné turbíny na střechách, závody nanoaut, solárně termální elektrárna

Budoucí nanostroje by mohly operovat i ve dvounanometrovém rozměru šroubovice DNA.

Druhá vrstva informací v DNA potvrzena. Tiché a malé větrné turbíny na střechách. Závod nanoaut. Dubaj chce postavit solárně termální elektrárnu o výkonu 1000 MW.

Druhá vrstva informací v DNA potvrzena

Ze školních lavic a učebnic vnímáme kyselinu DNA často jako dvojšroubovici, která na své páteřní struktuře nese jakési “navlečené korálky” - jmenovitě dusíkaté báze adenin, guanin, cytosin, thymin a uracil, označované zkráceně písmeny A, G, C, T resp. U. Sekvence těchto písmen nebo odpovídajících úseků DNA - nukleotidů pak kódují různé vlastnosti živých organismů, vytvářejí jejich genetickou informaci.

Teoretičtí fyzikové z Fyzikálního ústavu v Leidenu však zjistili, že tato statická písmena nejsou jedinou v DNA uloženou informací, která určuje vlastnosti živých organismů a také nás, lidí. Další část určující genetické informace souvisí s mechanickými či dynamickými stránkami chování úseků dvojšroubovice DNA, tj. jak jsou tyto úseky sbaleny či složeny kolem tzv. histonových proteinů v jakýchsi balících, nazvaných nukleozomy.

Právě spolupůsobení informace uložené v nukleotidech i v nukleozomových mechanicky specifických konfiguracích nakonec určuje, která část informace v DNA bude čtena, jak bude čtena a co se pak uvnitř buněk a orgánů v organismu děje.

Tento model např. vysvětluje, proč se buňky se stejnou genetickou informací chovají v různých orgánech různě. Pravě počítačové simulace chování těchto molekulárních struktur, které prováděl leidenský tým pod vedením Helmuta Schiessela, dokázaly poprvé realisticky znázornit a vysvětlit, co se v jádrech buněk děje. Potvrdilo se tak zjištění, že s informacemi uvnitř DNA je to skutečně složitější, než jsme si po dlouhá desetiletí mysleli.

Phys.Org, PLOS One

Tiché a malé větrné turbíny na střechách

Malá nizozemská firma De Archimedes vyvinula a prodává malé větrné turbiny (Liam F1 Urban Wind Turbine), které jsou tiché, efektivní a hodí se na střechy budov, zejména tam, kde není možné odebírat elektřinu ze sítě. Mají tvar spirálovitě zavinuté růže či elegantní mořské lastury ve tvaru Archimédovy spirály, která se na své otočné platformě vždy samovolně natáčí proti směru vanoucího větru.

Turbiny jsou schopny fungovat při rychlostech větru od 2 do 35 metrů za sekundu a točit se rychlostí až 450 otáček za minutu. Maximální jimi generovaný výkon údajně dosahuje hodnoty 1500 wattů. Za rok je ovšem jedna turbina za obvyklých podmínek (při rychlosti větru kolem 5-6 metrů za sekundu) schopna domácnosti přinést asi 1300 kilowatthodin, což postačí pro jistý zlomek celkových energetických nároků průměrné nizozemské domácnosti.

Pro plnou energetickou soběstačnost je proto třeba mít podobných turbin na střeše několik nebo zkombinovat sílu větru se solárními panely. Firma ovšem vyvíjí i menší turbiny podobného typu, pro napájení jednotlivých svítidel nebo přístrojů. Podle exaktního výpočtu na webu nizozemských skeptiků je však finanční efektivita těchto malých turbin několikanásobně horší než u klasických velkých turbin, používaných na větrných farmách.

De Archimedes, Skepsis, EcoSnippets, Goods Home Design, OffGridQuest

Závod nanoaut

Na podzim tohoto roku se bude konat první závod tzv. nanoaut, Nanocar Race. Soutěž se bude konat ve francouzské laboratoři CEMES v městě Toulouse, ale ve skutečnosti nepůjde přímo o auta. “Závodními stroji” budou speciálně strukturované shluky zlatých atomů zhruba ve tvaru aut, které se budou pohybovat po hladké podložce, tvořené rovněž zlatými atomy.

Závodů se bude účastnit až 5 týmů z celého světa, každý s jedním autem vlastní konstrukce. Auta budou dlouhá několik nanometrů a budou vytvořena ze zhruba 100 spojených atomů. V jejich tvaru často rozeznáme kola, nápravy, šasi a náznak karosérie. Nanoauta tedy budou spíše připomínat hrbolky o velikosti molekul, které se budou pod vlivem elektrických sil, za kontrolovaných podmínek a pravidel, prohánět po zlaté destičce.

Vědci však zjistili, že nanoauta se špatně pohybují za běžných pokojových teplot a za běžného atmosférického tlaku. Proto bude nutno vytvořit v oblasti závodu podmínky velmi chladného vakua. Nanoauta bude třeba umístit na “závodní dráhu” velmi opatrně, aby nedošlo k jejich poškození. Jejich poloha bude sledována pomocí speciálního skenovacího tunelovacího mikroskopu (STM). Stejný přístroj bude ovšem také nanoautu dodávat elektrickou energii, nutnou k pohybu, a to tím, že bude pohybovat elektrony v okolí nanoauta.

CNRS, Nanowerk, ScienceDaily, DailyMotion 1, DailyMotion 2

Dubaj chce postavit solárně termální elektrárnu o výkonu 1000 MW

2. června to oznámil Saeed al-Tayer, šéf Dubajského národního úřadu pro elektřinu a vodu (Dubai Electricity and Water Authority - DEWA). Tisícimegawattová solárně termální elektrárna se zrcadlovými koncentrátory bude dokončena v roce 2030. Tehdy by měla být asi čtvrtina energetické spotřeby Dubaje hrazena z obnovitelných zdrojů.

Již v roce 2021 chce ovšem Dubaj dokončit první samostatnou jednotku této elektrárny, s instalovaným výkonem 200 Megawattů. Dubajský národní úřad pro elektřinu a vodu proto v současné době hledá soukromé firmy, které se budou schopny podílet na výstavbě, provozu a komerční realizaci této elektrárny.

Crescent Dunes Solar Energy Project v Nevadě

Současnou nejvýkonnější solárně termální elektrárnou na světě je zatím americký komplex Ivanpah, který se rozkládá v Kalifornii a dodává do elektrické sítě 392 Megawattů výkonu.

Dubaj ovšem buduje i velké solární elektrárny fotovolatického typu, v rámci komplexního projektu Mohammed bin Rashid Al Maktoum Solar Park. Na jaře roku 2017 zde bude dokončena 200megawattová fotovoltaická instalace. V roce 2020 bude do sítě připojena další fotovoltaická elektrárna o výkonu 800 Megawattů. Nakonec chce Dubaj vyrábět v solárních elektrárnách obojího typu celkem 3000 Megawattů elektrického výkonu.

Phys.Org