Azot występuje powszechnie: w samym powietrzu jest go cztery razy więcej niż tlenu. Wiązania chemiczne tworzy jednak niechętnie, zwłaszcza z więcej niż czterema atomami. Chemicy z Warszawy przewidują jednak, że wbrew regułom typowej chemii w odpowiednio dobranych warunkach może się pojawić azot, jakiego nikt jeszcze nie widział: zdolny do uformowania nawet sześciu wiązań chemicznych. Tego nikt się nie spodziewał.
Symulacje komputerowe sugerują, że azot, pierwiastek doskonale znany, na dodatek z reputacją reagującego niechętnie, przy odpowiednio wysokim ciśnieniu mógłby złamać chemiczne reguły i stać się nadzwyczaj towarzyski: jego pojedynczy atom byłby wówczas w stanie utworzyć nawet sześć wiązań chemicznych. Zaskakującego odkrycia dokonali naukowcy z Instytutu Chemii Fizycznej Polskiej Akademii Nauk (IChF PAN) w Warszawie i Centrum Nowych Technologii Uniwersytetu Warszawskiego (CeNT UW), finansowani z grantów Narodowego Centrum Nauki.
Chemicy od dawna wiedzą, że azot może niekiedy przyjmować wartościowość równą pięć, co oznacza, że potencjalnie jest zdolny do uformowania wiązań z pięcioma innymi atomami. Podobne cechy wykazuje fosfor, który sąsiaduje z azotem...
Read more
Tag Archives: IChF
Droga do „zielonego” wodoru wiedzie przez labirynty w białkach alg
Wodór, czyli paliwo coraz bliższej przyszłości. Dziś jego ekologicznie najczystszym źródłem jest woda i jej rozkład w procesie fotosyntezy, prowadzony przez glony pracujące w odpowiednich warunkach. Na drodze do skonstruowania wydajnych, a przy tym naprawdę zielonych (w przenośni i dosłownie) bioreaktorów stoi jednak poważna przeszkoda: hydrogenazy, enzymy bezpośrednio odpowiedzialne za produkcję wodoru, w obecności tlenu ulegają zniszczeniu. Czy można byłoby je uodpornić na wpływ atmosfery? Dotychczas nie było to możliwe, bo mechanizm ich degradacji przez tlen nie był dostatecznie dobrze rozumiany. Po raz pierwszy te złożone procesy udało się w pełni opisać dopiero teraz, w publikacji w prestiżowym czasopiśmie „Nature Chemistry”, przygotowanej przez zespół naukowców z Polski, Francji, Wielkiej Brytanii, Hiszpanii i Stanów Zjednoczonych.
„Wodór to w naszym otoczeniu pierwiastek powszechny. Jednak powszechność wcale nie znaczy, że jest on łatwo dostępny w dużych ilościach i za pomocą metod ekologicznie czystych”, zauważa dr Adam Kubas z Instytutu Chemii Fizycznej Polskiej Akademii Nauk (IChF PAN) w Warszawie, jeden ze współautorów publikacji,...
Read more
Laureat „polskiego Nobla” stworzy zakład w Instytucie Chemii Fizycznej PAN
W ramach prestiżowego europejskiego grantu ERA Chairs Katedry Europejskiej Przestrzeni Badawczej w Instytucie Chemii Fizycznej Polskiej Akademii Nauk (IChF PAN) w Warszawie powstaje nowy zakład. Jego kierownikiem został wybitny uczony, prof. Maciej Wojtkowski, fizyk zajmujący się zaawansowanymi metodami obrazowania optycznego, laureat nagrody Fundacji na rzecz Nauki Polskiej (zwanej też czasem "polskim Noblem).
Prof. Wojtkowskiego wybrano w międzynarodowym konkursie, ocenianym przez grono naukowców z Polski, Wielkiej Brytanii, Belgii i Holandii, w tym przez laureatów prestiżowych grantów Europejskiej Rady ds. Badań Naukowych (European Research Council, ERC). Zainteresowania badawcze prof. Macieja Wojtkowskiego związane są z tomografią optyczną, zwłaszcza w kontekście zastosowań medycznych. Naukowiec jest autorem bądź współautorem ponad 100 prac naukowych oraz kilkunastu patentów i zgłoszeń patentowych. Za zaprojektowanie i skonstruowanie tomografu przeznaczonego do nieinwazyjnych i bezkontaktowych badań optycznych wnętrza oka otrzymał w 2012 r. nagrodę Fundacji na rzecz Nauki Polskiej. (kk)
(http://naukawpolsce.pap.pl/, 27.10.2016)...
Read more
Powstał polimer zdolny ostrzec o groźnych chorobach nerek
Zaawansowana faza ostrego uszkodzenia nerek może skończyć się śmiercią nawet co drugiego pacjenta. Na szczęście chorobę będzie można teraz wykrywać na jej początkowym etapie rozwoju, gdy leczenie jest jeszcze stosunkowo proste, a rokowania dobre. Kluczem do ratującej zdrowie i życie diagnostyki jest nowy polimer, zaprojektowany w warszawskim Instytucie Chemii Fizycznej PAN.
Chemicznym „sercem” tanich przyrządów diagnostycznych, zdolnych wykryć wczesne stadia chorób nerek, w nieodległej przyszłości może być specjalny polimer, przygotowany w Instytucie Chemii Fizycznej Polskiej Akademii Nauk (IChF PAN) w Warszawie przez mgr inż. Zofię Iskierko pod kierunkiem dr. inż. Krzysztofa Noworyty z grupy prof. dr. hab. Włodzimierza Kutnera. Polimer zaprojektowano i starannie skonstruowano w taki sposób, żeby szczególnie efektywnie wychwytywał ze swego otoczenia tylko jedną substancję: lipokalinę-2 (NGAL), białko naturalnie obecne we krwi człowieka. Dla lekarza wzrost stężenia tego związku u pacjenta to cenny sygnał o jeszcze nie dającym wyraźnych objawów, ale już się rozwijającym ostrym uszkodzeniu nerek. Prace nad wykonaniem polimeru, sfinansowane z grantu Narodowego Centrum Nauki,...
Read more
Jedna bakteria wystarcza do zidentyfikowania natury choroby
Diagnoza: zapalenie opon mózgowych. Lecz jaka jest przyczyna konkretnego przypadku? Nowe techniki analizy płynu mózgowo-rdzeniowego, opracowane i przetestowane w Instytucie Chemii Fizycznej PAN w Warszawie, pozwalają w niecały kwadrans zdiagnozować bakteryjne podłoże choroby i na podstawie zaledwie jednej komórki bakterii ustalić gatunek intruza. Za wywołanie zapalenia opon mózgowo-rdzeniowych mogą odpowiadać różne czynniki. Im szybciej lekarz zdobędzie wiedzę o przyczynie konkretnego przypadku, tym wcześniej będzie w stanie dopasować właściwą terapię i zapobiec eskalacji choroby, nierzadko prowadzącej do śpiączki lub śmierci pacjenta. Dotychczasowe metody analizy nie ułatwiały zadania: wymagały na przykład prób namnażania bakterii, co trwało nawet kilkadziesiąt godzin. Okazuje się, że czas analizy można skrócić do mniej niż kwadransa! Szybka i pewna diagnoza zakażeń bakteryjnych stała się realna dzięki nowym technikom badania płynu mózgowo-rdzeniowego, opracowanym w Instytucie Chemii Fizycznej PAN (IChF PAN) w Warszawie. Do przeprowadzenia pomiaru jest potrzebna próbka płynu o objętości zaledwie mikrolitra, w której wystarczy znaleźć jedną bakterię, żeby zidentyfikować gatunek odpowiedzialny za rozwój choroby.
W IChF...
Read more
Nowy materiał rośnie, gdy nie powinien
Gdy coś ściskamy, zwykle oczekujemy, że będzie się kurczyć, zwłaszcza wtedy, gdy wywierane ciśnienie działa jednorodnie ze wszystkich stron. Znane są jednak materiały, które pod wpływem ciśnienia hydrostatycznego wydłużają się nieznacznie w jednym lub dwóch kierunkach. W trakcie poszukiwań optymalnych związków do magazynowania wodoru w Instytucie Chemii Fizycznej Polskiej Akademii Nauk (IChF PAN) w Warszawie dokonano przypadkowego, lecz bardzo ciekawego odkrycia: podczas zwiększania ciśnienia jeden z badanych materiałów nagle znacząco się wydłużył.
„Zwykle wzrost rozmiarów, obserwowany w materiałach o ujemnej ściśliwości poddawanych dużemu ciśnieniu hydrostatycznemu, jest niewielki. Mówimy tu o wartościach rzędu pojedynczego procenta lub nawet mniejszych. My znaleźliśmy materiał o bardzo dużej ujemnej ściśliwości, w jednym z kierunków dochodzącej do 10%. Co ciekawe, do wydłużenia dochodziło skokowo, przy ciśnieniu ok. 30 tys. atmosfer”, mówi dr Taras Palasyuk (IChF PAN). Dr Palasyuk zajmuje się w Instytucie Chemii Fizycznej PAN badaniami materiałów poddawanych ciśnieniom hydrostatycznym o wartościach od jednej do kilku milionów atmosfer. Tak duże ciśnienia wytwarza się w laboratoriach...
Read more
Chemiczne szycie trwale łączy nanocząstki w monowarstwach
Podobnie jak atomy węgla w płachtach grafenu, tak nanocząstki mogą tworzyć trwałe warstwy o minimalnej grubości, równej średnicy pojedynczej nanocząstki. Nowatorską metodę zszywania nanocząstek w tak cienkie warstwy opracowano w Instytucie Chemii Fizycznej PAN w Warszawie. Tak chemiczny krawiec kraje, jak mu... nanocząstki pozwalają. Dotychczasowe sukcesy krawieckie naukowców zajmujących się wytwarzaniem warstw nanocząstek nie pozwoliłyby urządzić nawet najskromniejszego pokazu chemicznej mody. Nanocząstki udawało się bowiem porządkować w warstwy grubości pojedynczej drobiny – czyli w monowarstwy – lecz nie były to struktury trwałe. Nanocząstek w monowarstwie nie potrafiono bowiem ze sobą stabilnie powiązać. Do teraz.
„W ostatnich latach nasza grupa w Instytucie Chemii Fizycznej PAN w Warszawie pracowała nad stworzeniem uniwersalnej platformy syntezy trwałych monowarstw nanocząstek. Dziś mamy już dowód, że nasza 'krawiecka' metoda chemicznego wiązania nanocząstek w monowarstwach rzeczywiście działa”, mówi dr hab. Marcin Fiałkowski, prof. IChF PAN, i demonstruje maleńką, połyskującą płytkę o grubości najmniejszej z możliwych – bo równej średnicy pojedynczej nanocząstki złota. Monowarstwy chemicznie zszytych nanocząstek...
Read more
„Nieprzemakalne” kropki kwantowe narzędziem dla nowych bioaplikacji
Właściwości kropek kwantowych trzeba dopasowywać do konkretnych zastosowań. Chemicy z Warszawy wykazali, że kropki kwantowe otrzymywane ich metodą można z powodzeniem funkcjonalizować za pomocą nowoczesnych reakcji typu click z udziałem jonów miedzi. Osiągnięcie jest interesujące nie tylko z powodu potencjalnych licznych zastosowań, ale także dlatego, że w dotychczasowych doświadczeniach miedź zawsze niszczyła zdolność kropek kwantowych do świecenia. Wyjątkowe cechy optyczne kropek kwantowych czynią je atrakcyjnym narzędziem w wielu zastosowaniach, od produkcji nowoczesnych wyświetlaczy po obrazowanie medyczne. Właściwości fizyczne, chemiczne czy biologiczne kropek kwantowych trzeba jednak za każdym razem dopasować do bieżących potrzeb.
Niestety, do funkcjonalizowania kropek wytwarzanych dotychczasową metodą nie można było używać jednej z szerokiej grupy szybkich i wydajnych reakcji typu click. Przyczyną był katalizator zawierający jony miedzi, które niszczą zdolność kropek do świecenia. Naukowcy z Instytutu Chemii Fizycznej Polskiej Akademii Nauk (IChF PAN) w Warszawie i Wydziału Chemicznego Politechniki Warszawskiej (WCh PW) wykazali jednak, że kropki kwantowe tlenku cynku (ZnO), wytwarzane opracowaną przez nich oryginalną metodą, po...
Read more
Nie ma objawów, może być rak? Nasz chemoczujnik go wykryje!
Dziś rak nie oznacza już wyroku dla pacjenta. Największe szanse na wyleczenie są jednak wtedy, gdy odpowiednia terapia zostanie podjęta we wczesnej fazie rozwoju choroby. Tu pojawia się kłopot: wiele nowotworów przez długi czas rozwija się bezobjawowo. Rozwiązaniem problemu byłyby dostępne dla każdego testy diagnostyczne, które można by przeprowadzać samemu i w miarę regularnie. Krokiem ku tak spersonalizowanej diagnostyce medycznej i profilaktyce nowotworów jest detektor opracowany w grupie prof. dr. hab. Włodzimierza Kutnera z Instytutu Chemii Fizycznej PAN (IChF PAN) w Warszawie w ramach grantu Narodowego Centrum Nauki, we współpracy z zespołem prof. Francisa D’Souzy z University of North Texas w Denton, USA. Najważniejszym elementem czujnika zbudowanego w IChF PAN jest cienka warstwa polimeru, rozpoznająca cząsteczki neopteryny. Neopteryna – w terminologii chemicznej znana jako 2-amino- 4-hydroksy-6(1,2,3-trihydroksypropylo)-pterydyna – to związek aromatyczny występujący w płynach ustrojowych człowieka, m.in. w surowicy, moczu i płynie mózgowo-rdzeniowym. Produkowana przez układ immunologiczny, w diagnostyce medycznej jest traktowana jako uniwersalny wskaźnik. Stężenie tego biomarkera wzrasta...
Read more
Postawione „na głowie” wirusy zwiększą skuteczność bioczujników
Jak zmusić wirusy, aby stanęły "na głowie" i z uniesionymi do góry czułkami wykrywały bakterie? Naukowcy musztrują je polem elektrycznym, dzięki czemu - umieszczone w bioczujnikach - skuteczniej zidentyfikują bakterie w ludzkim organizmie lub np. świeżych sokach.
"Kiedy jestem chory, w szpitalu i trzeba mi szybko podać lek, to bardzo ważna jest informacja, która bakteria wywołała moją chorobę, aby podać odpowiedni antybiotyk. Do tej pory identyfikacja bakterii zajmowała od 24 godzin do nawet kilku dni. Tak długie oczekiwanie jest w tej sytuacji dosyć ryzykowne" - mówi PAP dr Jan Paczesny z Instytutu Chemii Fizycznej PAN w Warszawie. Sytuacja wygląda podobnie w przemyśle spożywczym. Najlepszym przykładem mogą być jednodniowe soki. Co prawda sprawdza się w nich obecność bakterii, jednak informacja o tym, czy są bezpieczne, jest dostępna dopiero po 3-4 dniach, czyli właściwie wtedy, kiedy już zostały spożyte. "My za cel postawiliśmy sobie skrócić czas tej analizy. Myśleliśmy, jak to zrobić i wybraliśmy naturalnego przeciwnika bakterii, jakim jest bakteriofag, czyli...
Read more