Kép

Mesterséges érzékszervek

Tudtátok, hogy léteznek olyan mesterséges érzékszervek, mint az elektronikus orr és az elektronikus nyelv? Ezek az eszközök valódi érzékszerveinkhez hasonlóan működnek, és főként azért fejlesztették ki őket, hogy segítsék az élelmiszerek minőségi vizsgálatait. Míg ugyanis az embereknél sokszor ízlés kérdése, hogy melyik étel vagy ital színe, illata, íze vagy állaga szimpatikusabb, egy elektronikus nyelv objektív, pontos, gyors és jól reprodukálható eredményt ad a termékek összehasonlítása során. A berendezés az emberi nyelv ízreceptoraihoz hasonló szenzorokkal érzékeli a különféle ízeket okozó komponensek jelenlétét, a végleges ízmintázatot pedig egy számítógép állapítja meg. Az eszköz használatával ráadásul az is tetten érhető, hogy az adott terméket gyártás során beszennyezték-e valamilyen anyaggal, vagy próbálták-e hamisítani annak eredetét és összetételét. Erre olykor valóban szükség lehet, a jó minőségű mézeket ugyanis olykor
olcsóbb alapanyagokkal hígítják, sőt néha az élelmiszerek fehérjetartalmát is hamisító anyagokkal növelik meg. A legfrissebb kutatások szerint azonban
a valódi fogyasztók véleménye még mindig döntő fontosságú az élelmiszerek komplex minősítésénél, így a korszerű műszerek ellenére az emberi érzékszerveket sem érdemes kihagyni a vizsgálatokból.

Cikkem eredetileg a New technology Karrier 2018/1. számában jelent meg.

Reklámok
Kép

Égi csodajelek helyett egyszerű optika

A régi kor embere számos alkalommal volt szemtanúja különféle égi tüneményeknek, amiket a fennmaradt feljegyzések és metszetek tanúsága szerint sokszor különböző pozitív vagy negatív események előjeleként vagy isteni figyelmeztetésként értelmeztek. A nappali és éjszakai égbolt ismert mozgású égitestei és csillagai mellett feltűnő ismeretlen, megmagyarázhatatlan jelenségek mindig megbolygatták a hétköznapi életet. Nem véletlen, hogy a legijesztőbb események közé tartozott az állandóságot megszakító teljes napfogyatkozás, egy nagyobb meteorzápor, vagy egy fényes üstökös feltűnése. Az idő múlásával egyre több jelenségre született tudományos magyarázat, ám a most bemutatott meteorológiai jelenségkör kialakulása is sokáig rejtély maradt, nagy riadalmat okozva ezzel a megfigyelőknek.

A legkorábbi hazai vonatkozású forrás szerint 1038-ban Szent István halála után „július hónapban két napot is látának az égbe”. 1544 márciusában Erdélyben „három Napot észleltek…”, majd júniusban ugyanitt „…hasonlóképp öt Napot, s a természetes Napot nem lehetett felismerni!”. Vajon mi okozhatta ezt a különleges látványt? Ma már tudjuk, hogy ezek a fényjelenségek a halók közé tartoznak, feltűnésük pedig akkor lehetséges, ha a légkörben megfelelő jégkristályok milliárdjai vannak jelen, amiken áthaladva megtörik, vagy azokról visszaverődik a Nap vagy a Hold fénye. Bővebben…

Kép

Évmilliók alatt állhat helyre a most kihaló emlősök helyén tátongó űr

Óriásszarvas, erszényes oroszlán, kardfogú tigris, gyapjas mamut, óriáslajhár – megannyi kihalt faj, mely számos más emlős mellett földtörténeti léptékben nézve a közelmúltban – jó eséllyel az emberi terjeszkedés következtében – tűnt el a Föld nevű bolygóról. Az előttünk álló 50 évben számtalan veszélyeztetett emlős, így a keskenyszájú orrszarvú is alighanem az ő sorsukra fog jutni, és sajnos az is elképzelhető, hogy az elefántok sem érik már meg a következő évszázadot, szintén az emberi tevékenység miatt. Ha ez a tömeges kihalás néhány évtized alatt valóban bekövetkezik, a kihalt fajok helyén tátongó űr betöltéséhez a természetnek még a túlzottan optimista szcenáriók szerint is 3-5 millió évre lenne szüksége. A sokkoló adatok mellett azért egy aprócska jó hír is van: a kutatók által használt – az emlősök evolúciós kapcsolatait és testméretét is tartalmazó – modell a leginkább veszélyeztetett fajok és a legsürgősebb természetvédelmi teendők gyors azonosítására is használható, ami talán enyhíthetné a kialakult helyzetet.

Davis et al. (2018) Mammal diversity will take millions of years to recover from the current biodiversity crisis. Proceedings of the National Academy of Sciences, article no. 201804906.
Kép

Áloműző kijelző

Mindennapjaink szerves részét képezi laptopunk, tabletünk és okostelefonunk használata, melyekre sokszor még lefekvés előtt, az ágyban fekve is hajlamosak vagyunk órákon át mereven rászegezni szemeinket. Teljesen természetesnek vesszük azt is, hogy felkapcsolt lámpák mellett akár egész éjszaka dolgozhatunk vagy biztonságosan közlekedhetünk. Abba viszont már kevéssé gondolunk bele, hogy a mesterséges fények milyen hatással vannak az élővilágra és szervezetünk egészségére, holott egyre több tanulmány világít rá az ezzel kapcsolatos problémákra is.

A világítás lényegében az emberrel egyidős, ám mivel a mesterséges fényeket kezdetben csak a kívánt időben és helyen használták, a hozzájuk kapcsolható esetleges hatások eleinte kisebb mértékben jelentkeztek. A 20. század második felétől tapasztalható gazdasági fejlődésnek köszönhetően azonban egyre több kivilágított útvonal és felhőkarcoló épült, így a települések körüli fénybúra is folyamatosan nagyobbra hízott. Ezzel párhuzamosan egyre gyakoribbá vált a szükségesnél több és fényesebb világítás használata is, a kihelyezett fényvetőket pedig sokszor nem lefelé, hanem helytelenül a csillagos égbolt irányába fordítva helyezték üzembe. Az ilyen hibás világítási gyakorlatok eredményeként alakult ki a fényszennyezés, melynek mértéke napjainkban is világszerte évi 5-10 százalékkal növekszik. Ráadásul a zavaró fények a megfigyelések ellehetetlenítésével nemcsak az égbolt titkait fürkésző csillagászok orra alá törnek borsot, hanem jelentős negatív hatást fejtenek ki a teljes élővilágra, beleértve az embert is. Bővebben…

Kép

Itt az álcázás forradalma

Az álcázás képessége igen praktikus dolog. Ám míg mi gyermekkorunkban csupán szemeink csukva tartásával próbáltunk láthatatlanná válni szüleink elől, vagy szűnni nem akaró migrénnel igyekeztünk megúszni egy témazárót, addig egyes állatfajok egészen lenyűgöző trükkök bevetésével lettek örökös tagjai a nagy földi mimikriklubnak. Igazi nagymesterek például a levélfarkú gekkók, akik az élőhelyüket jelentő zuzmós fatörzshöz tökéletesen igazodó foltos álruhában rejtőzködnek ellenségeik elől, ám télre kifehéredő tollaikkal a hófajdok is mesterien olvadnak bele a jéggé dermedt tájba.

Ezek a trükkök az adott élőhelyen kiválóan segítik ugyan a rejtőzködést, egy infravörös fényt érzékelő hőkamera elől azonban nem lehet ilyen formán elbújni. Infravörös fényt ugyanis minden tárgy és élőlény kibocsát, amelynek hőmérséklete az abszolút nullpont felett van, ennek következtében pedig a kamera látómezejében érzékelhető minden esemény és objektum detektálható vele akkor is, ha sűrű a köd, nagy a füst vagy teljes a sötétség. Ennélfogva egy ilyen kamerarendszer felhasználása szinte minden területen elképzelhető lehet és segítségével jelentősen csökkenthetők lennének a felmerülő biztonsági kockázatok is. Eddig legalábbis így volt. Két közelmúltban publikált tanulmány ugyanis azt sejteti, hogy speciális anyagokból készült árnyékolókkal mégiscsak el lehet majd bújni az infravörös fényt érzékelő hőkamerák elől, így a láthatatlanná tevő köpeny mégsem kizárólag a roxforti villámsebhelyes kiváltsága lehet.

Míg Omar Salihoglu munkatársaival egy aranyrétegből, egy porózus polietilén-membránból és több grafénrétegből hozott létre egy vékony, könnyű és rugalmas rejtekadó anyagot, addig Mohammad Moghimi és kollégái munkájuk során a napelemek gyártásakor használatos fekete szilíciumot módosították apró ezüstrészecskékkel a hatékonyabb fényelnyelés érdekében. Az utóbbi ultravékony matéria a milliónyi felfelé ágaskodó 12 mikrométeres szálacska révén hozzávetőlegesen az infravörös fény 94 százalékát képes elnyelni, a felület gyors felmelegedését pedig apró légcsövecskék akadályozzák meg.

Innentől kezdve már nincs akadálya annak, hogy a hőkamerák érzékelőit szántszándékkal megtévesszék, és elrejtsenek akár egy tankot is úgy, mintha az a hőkép szerint csak egy autópálya védőkorlátja lenne. Ezek után pedig csak bizakodhatunk, hogy az új anyagok használati utasításában az a mondat is szerepel majd, amit láthatatlanná tévő köpenye mellé első roxfortos évében Harry Potter is megkapott egy kis cetlire írva: “Jóra használd!

Moghimi et al. (2018) Broadband and Ultrathin Infrared Stealth Sheets. Advanced Engineering Materials. doi: 10.1002/adem.201800038. ¤ Salioghlu et al. (2018) Graphene-based Adaptive Thermal Camouflage. Nano Letters 18 (7): 4541-4548. Kép: Moghimi et al. (2018) Fig. 4.

Cikkem az Élet és Tudomány 2018/32. számában jelent meg.

Kép

Fontos érzéküket veszíthetik el a halak

A szárazföldi élőlények a légnemű anyagokat szaglással, az oldott anyagokat pedig ízleléssel érzékelik, a halak azonban a szaganyagokkal is oldott állapotban találkoznak. Szaglásuk az orrtájékon elhelyezkedő páros szaglógödör csillószőrős érzéksejtjeinek megfelelő működésén múlik, melyekkel egyes szaganyagokat már igen kis koncentrációban és nagyobb távolságból is megérezhetnek.

A halak életében ez a képesség létfontosságú, hiszen szaglásuk segítségével keresnek táplálékot, jellegzetes szaganyagok alapján azonosítják fajtársaikat és kerülik el a ragadozókat, de így védik élőhelyüket és így találnak megfelelő ívóhelyeket is.

Egy közelmúltban megjelent tanulmány szerzői először tették fel a kérdést, hogy vajon a világtengerek folyamatosan növekvő savasodása befolyásolhatja-e ezt a halak számára oly fontos képességet. A kérdés megválaszolása érdekében a kutatók fiatal farkassügérek (Dicentrarchus labrax) viselkedésváltozásait figyelték és hasonlították össze a mai és a század végére jósolt szén-dioxid szint mellett. A vizsgált halak a savasabb vizekben gyakran mutatták a szorongás jeleit, kevesebbet úsztak, emellett pedig jóval kevésbé reagáltak a ragadozók közeledtét jelző szagok megjelenésekor. A változásokat idegrendszeri szinten és a szaglásért felelős gének szintjén egyaránt tetten érték. A jelenség hátterében az állhat, hogy az illatmolekulák savasabb közegben máshogy érintkezhetnek a halak szaglóreceptoraival, ami csökkenti a különböző szagingerek megkülönböztetésének lehetőségét.

A század végére tehát várhatóan sokat romlik majd a pikkelyesek szagérzékelése, ami túlélésüket tekintve jelentős veszélyekkel járhat. A most feltárt probléma ráadásul nagy valószínűséggel más fajokat is érint majd.

Porteus et al. (2018) Near-future CO2 levels impair the olfactory system of a marine fish. Nature Climate Change 8 737-743., Harka-Sallai (2007) Magyarország halfaunája. Kép: Wikimedia Commons.

Cikkem a National Geographic honlapján.

Kép

Csend a lelke mindennek

Ki ne ismerné azokat a hétvégi reggeleket, mikor egy fárasztó hét után végre egyszer tovább lehetne húzni a lóbőrt, de a szomszéd éppen akkor kerreg, csattog, zörög vagy zúg valamivel? Azt viszont már csak jóval kevesebben tudják, hogy modern világunk zajai nemcsak a pihenni vágyókat zavarják, hanem az apró pókoktól kezdve az óceán élőlényein át a méretes emlősökig számos állatcsoport viselkedésére is hatnak. De vajon van megoldás?

Bár sokan úgy képzelik, hogy a tenger mélyén végtelen csend honol, valójában ennek épp az ellenkezője igaz. Zuhogó eső, lecsapó villámok, megtörő hullámok, reccsenő jégtáblák, földrengések, vulkánkitörések és különféle tengeri élőlények – mind-mind a vízalatti hangkavalkád forrásai lehetnek, és akkor még a növekvő emberi jelenlétből származó mesterséges hangok nem is kerültek górcső alá. Ráadásul ezek a legkülönfélébb eredetű hanghullámok a tenger mélyén ötször gyorsabban haladnak, mint légkörben terjedő testvéreik, és (részben a kevesebb akadály miatt) azoknál lényegesen nagyobb távolságra is eljuthatnak. Mindezek ismeretében könnyen belátható, hogy egy olyan világban, ahol a napsugarak csupán a felső 200 méternyi vízoszlopot világítják át és nagyjából 1 kilométeres mélységben már éjjel-nappal tökéletes sötétség honol, a hangképzés és a hallás igencsak praktikus képességnek számít. Bővebben…