Spolupracující týmy vědců z University v St Andrews ve Skotsku a Ústavu přístrojové techniky AVČR v Brně vytvořily nový typ přesných mechanických „hodinek“, které se skládají z dvojlomné kuličky o velikosti krvinky uvězněné ve světelné pasti. Kulička je umístěna ve skleněné kouli, kde se pohybuje ve vakuu, aby se minimalizovala její interakce s okolím a tím i tlumení jejího pohybu. Týmu se podařilo dosáhnout dokonalé harmonie mezi pohybem kuličky a nakláněním její osy, podobně jako u dítěte na houpačce, což vedlo k navýšení přesnosti frekvence kmitů kuličky o dva řády.

Kvalita tohoto oscilátoru Q dosáhla 100 miliónů, což odpovídá u hodinek ztrátě miliontiny sekundy za dva dny. Ultrapřesné zdroje frekvence se využívají pro velmi přesnou synchronizaci dějů, např. systémů GPS určujících polohu. Vědci navíc získali i velmi citlivý nástroj pro monitorování změny okolního prostřední (např. tlaku) nebo extrémně slabých sil působících na kmitající kuličku (např. gravitace).

Zdroj: isibrno.cz

Ilustrační foto:pxhere.com

Olomoučtí vědci vyvinuli aplikaci, pomocí které lze měřit během tří minut aktuální stres u zaměstnanců. Na algoritmu pro vyhodnocování srdeční frekvence pracovali vědci z Fakulty tělesné kultury ve spolupráci s Vědeckotechnickým parkem Univerzity Palackého (UP) v Olomouci. Díky výraznému zkrácení a zjednodušení měření je podle nich možné aplikaci využívat i v domácích či pracovních podmínkách.

„Monitoring zaměstnanců se dnes jeví jako velmi perspektivní. Rozhodli jsme se jím zabývat s cílem předcházet nebezpečí vzniku syndromu vyhoření, zranění, případně chyb z důvodu nepozornosti nebo vyčerpání, a to i na základě reálných požadavků z průmyslu," uvedl Petr Suchomel z Vědeckotechnického parku UP.

Vyvinutá mobilní a webová aplikace využívá k měření všechny obvyklé hrudní pásy komunikující prostřednictvím technologie Bluetooth. Hlavní výhodou aplikace je podle tvůrců především zkrácení doby měření na tři minuty z původních 15, které potřebovala k měření starší desktopová aplikace vyvinutá na FTK před více než 25 lety. Měření podle hlavního řešitele projektu Jakuba Krejčího trvá jednu minutu vestoje a poté dvě minuty vleže. Kromě samotného měření testovaný odpovídá na několik otázek týkajících se jeho pocitů.

Data následně aplikace vyhodnotí, vypočítá takzvané TR skóre a navrhne konkrétní doporučení pro pokračování tréninku či pracovní zátěže. Výsledky i doporučení se dají prohlížet v mobilní aplikaci i ve webovém rozhraní a sdílet s trenérem nebo oprávněným pracovníkem ve firmě.

Měření variability srdeční frekvence (zkráceně z angličtiny HRV - heart rate variability) se dosud běžně využívá především u sportovců. Fyziologické výkyvy srdeční frekvence odrážejí aktivitu nervového systému a jsou objektivním indikátorem reakce organismu na fyzický a psychický stres, a to nezávisle na pocitech jedince. Výsledky měření lze však využít i ke zhodnocení stavu zaměstnanců, kteří pracují pod určitým tlakem. Sledováním a vyhodnocením variability srdeční frekvence je možné určit úroveň jejich přepracování a pomoci snížit riziko pracovního úrazu či neschopnosti.

Zdroj: ceskenoviny.cz

Ilustrační foto: pixabay.com

Dle dostupných vědeckých informací hrozí zvýšené riziko nákazy respiračními chorobami (včetně covid-19) v uzavřených prostorách s omezenou možností větrání. Tato skutečnost inspirovala výzkumníky z VŠCHT Praha k vývoji zařízení, které by bezpečně odstraňovalo patogeny z ovzduší při používání klimatizačních a ventilačních přístrojů, což je případ řady objektů včetně kanceláří, vlaků či letadel. Princip zařízení spočívá ve vysokoteplotní likvidaci těchto patogenů, např. virů nebo bakterií, pomocí kovové mřížky tvořené z odporových drátů. Autoři vynálezu – docenti Tomáš Hlinčík, Pavel Ulbrich a profesor Milan Pospíšil – přihlásili v květnu nápad na Úřad průmyslového vlastnictví.

Mezi patogeny patří různé mikroorganismy, které mohou způsobit závažná poškození lidského zdraví. Řadí se mezi ně různí původci parazitárních onemocnění člověka, bakterie způsobující infekční onemocnění a také viry, včetně v současnosti velmi aktuálně sledovaných koronavirů, které mohou způsobit celou řadu závažných, často i smrtelných onemocnění.

Tyto mikroorganismy se mohou do uzavřených prostor dostávat z externích zdrojů, ovšem v některých případech, zejména v případě virů nebo bakterií, mohou být šířeny vzduchem (kapénkami). Přežití mikroorganismů v infekčním stavu je pak velmi závislé na okolní teplotě a vlhkosti v těchto prostorech.

„Podstatou našeho zařízení je jeho schopnost samostatného odstranění patogenů při teplotě minimálně 500 °C,“ říká původce nápadu docent Hlinčík z Fakulty technologie ochrany prostředí VŠCHT Praha. 

Funkce zařízení je založena na aktivní zóně, ve které dochází k deaktivaci patogenů v důsledku působení vysoké teploty. Tato zóna je tvořena kovovou mřížkou z odporového drátu (vodiče), který se vyznačuje velkým měrným odporem, malým teplotním součinitelem rezistivity a délkové roztažnosti a vysokou teplotou tání. Kovová mřížka je připojena k elektrickému proudu.

„Při průchodu elektrického proudu kovovou mřížkou tvořenou odporovým drátem dochází ke vzniku tepla, a tím i k ohřevu. Celé zařízení musí být izolováno od okolí z důvodu vysoké teploty uvnitř a udržování homogenní teploty nejen uvnitř kovové mřížky, ale i na stěnách celého zařízení. Kompaktní konstrukce zařízení umožňuje snadné zapojení dvou i více jednotek, a tím zvýšení kapacity čištěného vzduchu v prostoru,“ vysvětluje docent Hlinčík.

Konstrukce zařízení umožňuje snadné uživatelské připojení ke klimatizačnímu nebo ventilačnímu zařízení. Paralelní zapojení více jednotek zajišťuje modulární navýšení kapacity pro čištění větších objemů vzduchu.

„Zařízení nebylo doposud experimentálně otestováno, nicméně podle všech dostupných teoretických znalostí by zařízení mělo být plně funkční a při umístění ve ventilacích, klimatizacích, např. i v letadle, by mělo tyto patogeny likvidovat bez nutné výměny náplně, jako je tomu v případě použití filtrů,“ upozorňuje docent Hlinčík.

Po schválení patentu Úřadem průmyslového vlastnictví bude zařízení nabízeno pro licencování. Co se týče vlastní výroby zařízení, ta nebude vůbec složitá, neboť přístroj se skládá z běžně dostupných materiálů.

Zdroj: vscht.cz

Ilustrační obrázek: pixabay.com

Většina života na Zemi je závislá na kyslíku, který potřebuje k produkci energie. Mnohé mikroorganizmy se však vyskytují v prostředí na kyslík chudém, například v zažívacích traktech živočichů nebo v tzv. anoxických zóny v mořích, kterých v posledních desetiletích na planetě přibývá a poněkud neprávem se nazývají mrtvými.

O tom, jak a proč tyto organismy, povětšinou mikroskopické, přešly k anaerobnímu způsobu života, ovšem víme jen velmi málo. Jejich mitochondrie se na anoxii často adaptovaly redukcí a modifikací energetického metabolismu, některé z nich produkují vodík a některé organismy mitochondrie dokonce úplně ztratily.

Nový pohled na evoluci anaerobiózy, tedy života bez kyslíku, přináší článek, který nedávno vyšel v prestižním časopisu Current Biology. Jeho autory je tým vedený RNDr. Johanou Rotterovou a prof. Ivanem Čepičkou z Katedry zoologie PřF UK.

Autoři publikace postulují mechanismus, kde v přechodu na obligátní anaerobiózu u nálevníků, jednobuněčných eukaryot, hráli roli jejich prokaryotičtí symbionti. Tito prokaryoti (bakterie a archaea) pomáhají svým hostitelům zefektivnit jejich energetický metabolismus pomocí odvádění metabolitů produkovaných jejich mitochondriemi, jako jsou například vodík a kyselina octová. V prostředí chudém na kyslík je tato výhoda významná, jelikož anaerobní metabolismus je většinou méně výhodný než aerobní dýchání a každá molekula zde přijde z hlediska energetického výtěžku “draho”.

Rotterová a ostatní v této publikaci zároveň popsali dvě nové třídy obligátně anaerobních nálevníků, Muranotrichea a Parablepharismea, kteří hostí dokonce několik typů prokaryotických symbiontů, a to i v jedné buňce. Patří mezi ně deltaproteobakterie redukující sírany, ale také archaea produkující metan, žijící na povrchu buněk nálevníka rodu Parablepharisma, což je zároveň první důkaz ektosymbiotických metanogenních archaeí u volně žijících organismů.

Autoři dále analyzovali redukované mitochondrie u obligátních anaerobů z nově objevených tříd a také zástupců třídy Armophorea a predikovali metabolické dráhy pro jejich energetický metabolismus.

Zdroj: lidovky.cz

Ilustrační foto: pixabay.com

Jarní mrazíky, které se v posledních pár letech stávají pravidelným úkazem, dokážou napáchat škody v sadech, ale i v běžných lesích. Dokazují to výsledky mezinárodního výzkumu, který analyzoval vrozené strategie odolnosti dřevin v souvislosti s výskytem pozdních jarních mrazů v posledních téměř šedesáti letech. Na studii publikované v prestižním vědeckém časopise PNAS se podíleli i výzkumníci z Akademie věd ČR.

Vědci srovnávali porosty ve stejném podnebném pásmu na třech kontinentech a zjistili velké rozdíly. Zatímco stromy ve východní části Severní Ameriky pozdní jarní mráz nerozhodí, listnáče v Evropě a Asii může téměř zdevastovat. Jak je to možné? Na východě severoamerického kontinentu jsou propady teploty pod nulu i na sklonku jara běžné. A proto mají tamní druhy dřevin tzv. pozdě rašící listy. Pro jejich evropské a asijské kolegy jsou však tyto opožděné mrazíky novinkou posledních let, a tak podobně výhodnou vlastnost nemají.

Vzhledem k těmto vrozeným strategiím odolnosti dřevin vědci v nové studii odhadují, že se bude poškození mrazem zvyšovat u 35 procent evropské a 26 procent asijské populace lesů mírného pásu. Nárůst tohoto druhu poškození v lesích severoamerických by však měl být pouze desetiprocentní. Tyto výsledky jasně ukazují, že se bude muset změnit systém hospodaření v evropských lesích, zejména co se týká způsobu obnovy porostů.

Nedčekaným zjištěním je i to, že vývoj může jít občas proti tomu, co je očekáváno v důsledku klimatické změny. Vědci předpokládají, že v některých horských polohách například ustoupí smrk a na jeho místo se bude šířit buk. Právě výskyt pozdních mrazů však může zásadně ovlivnit populační dynamiku listnatých dřevin a jejich schopnost migrace do vyšších nadmořských výšek. Jehličnany jsou v tomto ohledu naopak v konkurenční výhodě. Zmapování toho, jak dřeviny na mráz reagují, může pomoci také odborníkům v lesnictví, krajinářství či zemědělství.

Lví podíl projektu CzechTerra

Vědci v rámci výzkumu vycházeli z údajů o fenologii listů a jejich odolnosti proti zamrznutí, které pocházejí z patnácti stovek druhů dřevin. „Jsem velmi rád, že k této zajímavé studii mohly přispět naše cenné údaje Inventarizace krajiny CzechTerra,“ uvádí Emil Cienciala za IFER – Ústav pro výzkum lesních ekosystémů a Ústav výzkumu globální změny AV ČR ‒ CzechGlobe.

Projekt CzechTerra je příkladem spolupráce ústavů IFER a CzechGlobe iniciované již před dvanácti lety. „Tyto údaje zahrnují přes jedenáct set navštívených ploch rozesetých po celé republice a přes pětatřicet tisíc individuálně změřených stromů. Samotný sběr a kompilace vstupních dat představují pro tuto studii nedocenitelnou hodnotu,“ uzavírá vědec.

Zdroj: avcr.cz

Ilustrační foto: pixabay.com

Výzkumný tým centra NTIS Fakulty aplikovaných věd (FAV) Západočeské univerzity v Plzni (ZČU) pod vedením Martina Švejdy vyvinul obratného robota vlastní konstrukce, kterého dokáže rychle naprogramovat i běžný operátor výroby. Robota je možné využívat pro přenášení elektronických komponent, ale lze jej nasadit i do mnohem náročnějších aplikací. Díky svým sedmi osám vyniká obratností, a dokáže tak zastat práci v menším prostoru než standardní průmyslový robot. Intuitivní ovládání umožňuje robota rychle a snadno naučit novým pohybům pouhým tažením za speciální prostorovou myš.

„Vyvinout vlastního robota úplně od začátku je velmi ambiciózní cíl, který zahrnuje celou řadu multioborových problémů, počínaje mechanickou konstrukcí přes elektrické vybavení až po pokročilé algoritmy řízení,“ hodnotí záměr týmu jeho vedoucí Martin Švejda z výzkumného programu Kybernetické systémy centra Nové technologie pro informační společnost (NTIS) Fakulty aplikovaných věd ZČU. Připouští také, že existuje nespočet výrobců a distributorů rozličných typů robotů pro celou řadu činností, ale pro koncového zákazníka nemusí být jejich nabídka ideální.

„My máme při vývoji robota všechno ve svých rukou - můžeme měnit, doplňovat a rozšiřovat jeho mechaniku, systém řízení, uživatelské rozhraní, a jsme tak schopni efektivně integrovat požadavky potenciálního zákazníka. To by bylo v roli integrátora komerčních robotů, jejichž architektura i řízení jsou v drtivé většině zcela uzavřené, naprosto nerealizovatelné,“ uvádí plzeňský výzkumník jednu z výhod projektu. Možnost velmi specifického využití robota může být zajímavá především pro malé a střední podniky se záměrem robotizovat malosériové aplikace. „Navíc pokud se chcete něčím zabývat systematicky a danou problematiku pochopit do hloubky, nemůžete být pouze uživatelem, ale tvůrcem, musíte vyzkoušet, kde se skrývají jednotlivé technické problémy a snažit se je vyřešit. Na základě toho se pak může stát, že do dané problematiky přinesete něco nového,“ doplňuje Martin Švejda.

Na rozdíl od většiny průmyslových šestiosých konkurentů je robot výzkumného týmu z centra NTIS osazen sedmi rotačními klouby. Díky tomu je velmi obratný a dokáže pracovat v omezeném prostoru. To umožňuje celou řadu aplikací, při nichž by byl šestiosý robot limitován.

Klouby robota vyvinul tým NTISu ve spolupráci s průmyslovým partnerem. Lze je tak flexibilně přizpůsobit požadavkům zejména v oblasti řízení, tedy například integrovat algoritmy pro tlumení vibrací, ladit regulační smyčky či určit poddajnost, resp. tuhost robota pro aplikace, kdy je potřeba řídit silové působení. „Robota je možné také třeba velmi snadno naučit drobné a přesné pohyby, například něčí podpis,“ říká Martin Švejda. Samozřejmostí je možnost definovat pohyby mezi diskrétními naučenými body, například pohyb po přímce z bodu do bodu, napojování pohybů bez zastavení aj. Kompletní řídicí systém robota je implementován v systému REXYGEN v podobě funkčních bloků, z nichž některé experimentální funkce byly doprogramovány.

Robot, na němž osmičlenný výzkumný tým pracoval tři a půl roku, je nyní ve fázi prototypu. Své přednosti prokázal v poloprovozním testu při manipulaci s deskami plošných spojů. V současné době vědci ve spolupráci s průmyslovým partnerem uvažují o jeho testovacím nasazení v běžné výrobě. „Na robota zatím nelze nahlížet jako na zcela finální řešení, které je připraveno na sériovou výrobu a masové nasazení do průmyslu. Je především důkazem toho, že jsme jako výzkumný tým připraveni naslouchat specifickým požadavkům potenciálních zákazníků a nabízet jim řešení, do kterých vidíme,“ uzavírá Martin Švejda.

Zdroj: info.czu.cz

Ilustrační foto:pixabay.com

V současné době využívají lékaři při stanovování postupu léčby u vysoce rizikových dětských onkologických pacientů několik různých vyšetření, při kterých dochází k analýze genomu nádoru. Základem je tzv. sekvenování nové generace (NGS), které umožňuje vědcům analyzovat celý lidský genom v jediném sekvenčním experimentu nebo analyzovat epigenetické faktory. Na základě těchto dat odborníci vypracují klinickou zprávu a rozhodnou o následné léčbě.

Aktuálně ale musí lékaři a vědci procházet výsledky každé analýzy zvlášť, protože neexistuje vhodný software schopný kombinovat několika různých typů analýz za účelem komplexního vyhodnocení dat pro jednoho pacienta. Dobu stanovení diagnózy a následného vyhodnocování by mohla zkrátit nová počítačová aplikace, kterou vyvíjí vědci z CEITEC MU, vývojáři softwaru z brněnské firmy Apps Dev Team a lékaři z Kliniky dětské onkologie Fakultní nemocnice Brno (FN Brno).

„Plánujeme kvalitní řešení, které bude zahrnovat komplexní analýzu sekvenačních dat. Ta urychlí a zpřesní vyhodnocení komplexních NGS vyšetření a zjednoduší přenos nových vědeckých poznatků z oblasti molekulární medicíny do klinické praxe,“ vysvětluje Vojtěch Bystrý, řešitel projektu.

Do dvou let by měla nová unikátní aplikace sloužit lékařům na Klinice dětské onkologie FN Brno v rámci projektu precizní onkologie u vysoce rizikových pediatrických pacientů s pevnými nádory.

Obrovským přínosem tohoto projektu je také spolupráce odborníků z akademické i komerční sféry a propojení jejich rozsáhlých znalostí z oborů informační technologie, bioinformatiky a molekulární medicíny. Partnerská firma Apps Dev Team je mladá, dynamicky se rozvýjející IT firma, která má již zkušenosti s vývojem kvalitních komerčních informačních systémů jako například známý IDOS pro vyhledávání dopravních spojení. Nyní budou mít brněnští vývojáři unikátní možnost pracovat s nejmodernějšími technologiemi v oblasti molekulární medicíny a podílet se na aktivitách ve společensky vysoce prospěšném oboru klinického výzkumu.

„Doufáme, že díky vývoji konkrétního produktu s viditelným společensky pozitivním dopadem dojde ke zvýšení zájmu talentových mladých lidí o vědu a informační technologie a také k častějšímu propojování akademické a komerční sféry, ve kterém vidíme obrovský nevyužitý potenciál, zejména v našem regionu,“ dodává Jiří Nantl, ředitel institutu CEITEC Masarykovy univerzity

Zdroj: ceitec.cz

Ilustrační foto: pixabay.com

Vědci z Ústavu organické chemie a biochemie Akademie věd ČR patří do mezinárodního týmu, který popsal přechod ke "kovovému chování" na molekulární úrovni. Může to být další krok k přípravě kovové vody. Studii o výzkumu publikoval prestižní časopis Science.

Pro kov jsou charakteristické volné elektrony, které způsobují velkou elektrickou vodivost. Skupině vědců z Česka, Německa a Spojených států se nyní podařilo na molekulární úrovni ukázat, jak přesně z původně vázaných elektronů vzniká kovový vodivostní pás.

"Ten výzkum začal takovým "hraním si" - házením sodíku do vody, což zná asi každý z hodin chemie jako experiment, kdy se ukáže, jak vypadá výbuch. Chtěli jsme přesně zmapovat, jak se sodík v tekutině rozpouští. Proces byl ale příliš rychlý, takže jsme začali používat kapalný amoniak, ve kterém k výbuchu nedochází. A člověk tak může přidávat více a více alkalického kovu," vysvětluje vedoucí týmu Pavel Jungwirth.

Vědci při práci využili metodu fotoelektronové spektroskopie. "Na synchrotronu, třeba v Berlíně, kde mají velice silný zdroj rentgenového záření, můžeme materiál ozářit a studovat elektrony v něm," popsal Jungwirth. Technika, která využívá ultravysokého vakua, se přitom dlouho považovala za neslučitelnou se zkoumáním těkavých kapalin, jakou je i kapalný amoniak. První fotoelektronová měření čistého kapalného amoniaku se podařila teprve loni právě Jungwirthově týmu a jeho kolegům z jihokalifornské univerzity na synchrotronu BESSY II v Berlíně. Uspěli díky technice mikronástřiků.

Při současném výzkumu pak vědci využili také nejmodernější výpočetní postupy pro stanovení elektronových struktur a získali tak detailní molekulový popis přechodu nekovové látky v kovovou.

"Toto je taková přípravná fáze. Snažíme se vrátit zpátky k vodě, ve které alkalické kovy vybuchují a udělat nějaký 'trik', abychom mohli připravit kovovou vodu. Tedy vodu, která bude mít vlastnost kovu," dodal Jungwirth k hlavnímu cíli zkoumání. Doufá, že nynější studie by jim mohla ukázat tu správnou cestu.

Zdroj: ctk.cz

Ilustrační foto: pixabay.com

Od 1.6. do 30. 9. 2020 se mohou studenti českých vysokých škol hlásit do druhého ročníku celonárodní studentské soutěže Czech Envi Thesis. Ta vybírá nejlepší bakalářské či diplomové práce v oblasti životního prostředí.

Přihlásit se může každý, kdo v roce 2020 úspěšně obhájil nebo do konce září 2020 obhájí svoji bakalářskou či diplomovou práci zabývající se životním prostředím ze společensko vědního pohledu. Finálové kolo soutěže bude veřejné a proběhne 3. prosince 2020 v Ústí nad Labem.

„Hlavním cílem soutěže je podporovat mladé talenty a popularizovat výsledky jejich vědecké činnosti, aby nezůstaly pouze v knihovně dané instituce“ shrnuje poslání Czech Envi Thesis její zakladatel a hlavní organizátor Jan Macháč z Institutu pro ekonomickou a ekologickou politiku (IEEP) při Univerzitě J. E. Purkyně v Ústí nad Labem.

Jak soutěž probíhá?

Soutěž je pořádaná jako dvoukolová. V tom prvním se účastníci (autoři prací) přihlašují prostřednictvím webových stránek do soutěže. Následně v probíhá posouzení prací odbornými oponenty. Pětice nejlepších prací potom postoupí do kola druhého – finálového. Finále soutěže proběhne formou veřejné konference,  kde studenti své práce odprezentují před vědeckou radou. Ta rozhoduje o celkovém vítězi soutěže a zasedá v ní například bývalý ministr životního prostředí Bedřich Moldan nebo uznávaná česká vědkyně Jiřina Jílková. Finálové kolo druhého ročníku soutěže letos opět zaštiťuje ministr životního prostředí Richard Brabec.

Autoři tří nejlepších finálových prací obdrží finanční odměnu ve výši 30 000, 20 000 a 10 000 Kč. Ostatní finalisté se zúčastní mediálního školení od partnera soutěže Vodafone a získají cenné zkušenosti pro svou budoucí kariéru.

„Na minulém ročníku se ukázalo, že o finalisty byl bezprostřední zájem ze strany médií, vědecké veřejnosti i přítomných soukromých firem,“ potvrzuje spoluorganizátor Marek Hekrle. Vedle školení od Vodafonu si tak soutěžící měli možnost odnést i cenné kontakty do budoucna.

„Přestože se jednalo o první ročník soutěže, zájem a ohlasy byly skvělé. Potvrzuje se, že téma životního prostředí nabývá na významu, jak mezi mladými lidmi, tak napříč celou společností. Bylo to pro nás výborná motivace pro přípravu právě vyhlášeného druhého ročníku,“ shrnul Jan Macháč.

Přihlášku do soutěže a další podrobnosti lze nalézt na webových stránkách soutěže. Sledovat novinky o soutěži můžete i na na Facebooku  a Instagramu.