Post Syndicated from Михаил Ангелов original https://www.toest.bg/nauchni-novini-slunchevi-paneli-gmo-kravi/

По-ефективни соларни панели

Погледнато философски, голяма част от енергията, която използваме, е слънчева светлина, съхранена под различни форми. В последните 50–60 години с помощта на соларните панели имаме възможността за прякото ѝ улавяне. С времето технологиите за производството им се усъвършенстват и сегашното поколение е с много по-добра ефективност и по-дълъг експлоатационен период. Увеличаващата се нужда от възобновяеми източници на енергия прави работата по подобряването им по-активна от всякога, като учените залагат на най-различни подходи за постигане на тази цел.

Един от тях е използването на перовскити – това са материали, които имат кристална структура, идентична с тази на минерала перовскит. Особено интересна е възможността за производство на леки и гъвкави панели, ако за основа се използва пластмаса. Друг начин за употребата им е комбинирането със силиций в своеобразен „сандвич“. Това увеличава ефективността на панелите, тъй като различните материали поглъщат слънчеви лъчи с различен спектър. Обикновено се използват два слоя – един от силиций и един от перовскит.

Уви, за разлика от силициевите панели, които може да се използват повече от 20 години, панелите от перовскит не са особено устойчиви на околната среда и обикновено издържат от няколко месеца до няколко години. Нова разработка предлага използването на процес по пасивиране на повърхността на панелите, който повишава тяхната устойчивост и ефективност. Това се постига чрез третиране със сол, която съдържа бром. Употребата ѝ има двойно действие – на повърхността на кристала се образува тънък филм, който премахва микроскопичните несъвършенства в кристалната решетка, правейки я по-устойчива на влиянието на околната среда. Наред с това бромът прониква във вътрешността на материала, което помага за намаляване на енергийните загуби в панела. Така с еднократно третиране се подобряват два от критичните параметри за този тип панели. 

Към момента подходът е приложим за малки изпитателни панели, но учените са сигурни, че той е важна стъпка към масовото им производство. Според тях подходът дава възможност за допълнителна оптимизация, тъй като описаният процес може да се приложи и при други видове перовскити и соли, което означава, че е много вероятно да бъде открита още по-ефективна комбинация.

Това предположение се потвърждава от друг екип, публикувал само няколко дни по-късно подобрен начин за използване на перовскит.

Проблем при създаването на комбинирани панели е загубата на енергия между слоевете, което води до спад в полученото напрежение. За справяне с това в кристала вместо бром е инкорпориран цианид, намаляващ значително загубите в панела. Само по себе си това е добро постижение, но учените са опитали и още нещо – вместо двуслоен те са направили трислоен панел, в който за основа е използвана традиционната комбинация от силиций и перовскит. Върху тях е положен още един слой от новосъздадения перовскит с цианид. Тази комбинация се оказва изключително добра – осигурява ефективност от 27%.

Също както при другата разработка, тепърва предстоят инженерни предизвикателства за въвеждане на процеса в производството на соларни панели, които да се използват от потребителите. Но и двата резултата показват, че все още има голям потенциал за подобряване на съотношението цена/добита енергия и този възобновяем източник тепърва ще ни изненадва.

Сръчкване на Вояджър

Проблемите в комуникацията с „Вояджър 1“ продължават, но от НАСА публикуваха обнадеждаваща новина.

В началото на месеца към сондата е изпратена команда, наречена от екипа „сръчкване“ – тя кара апарата да изпрати паметта на бордовия си компютър. Малко след получаването на командата „Вояджър 1“ е върнал пакет с данни, който, както и в предишните комуникации, е бил разбъркан. Въпреки това инженер от групата за комуникация с далечни апарати (Deep Space Network) е успял да го дешифрира и в него е открито пълно копие на паметта.

В паметта на бордовия компютър са всички данни, с които той оперира – командните инструкции на апарата, информация за моментното му състояние, както и научни данни. Съдържанието на пакета ще бъде сравнено с предишни копия от времето, когато „Вояджър 1“ е функционирал нормално.

Това би могло да подскаже на екипа какво се е объркало, и дава надежда, че освен да разберем какво се е случило с апарата, комуникацията с него ще се поднови и той ще продължи научната си мисия.

Човешки инсулин от крави

Биотехнологичният процес за синтез на човешки инсулин е едно от модерните чудеса на науката. В момента най-често се използват генетично модифицирани дрожди, в които е вмъкната генетичната последователност, кодираща за инсулин. Те се отглеждат в големи биореактори (ферментационни съдове, подобни на използваните за производство на бира), след което протеинът се извлича, пречиства и обработва в зависимост от вида, в който е необходим. 

Интересна иновация предлагат учени от Бразилия и САЩ в съвместна разработка. С помощта на генното инженерство те са създали трансгенна крава, която може да отделя проинсулин (прекурсора, от който се получава биологично активната форма) в млякото си. За целта с помощта на лентивирусен вектор човешкият ген за инсулин е включен в генома на 10 ембриона, които впоследствие са имплантирани и от тях е получена една трансгенна крава. За оптимизация на процеса векторът е конструиран така, че човешкият ген е активен само в млечните жлези на животното. Така естествените му биохимични процеси не се нарушават и трансгенният протеин се отделя само там. Вимето е особено подходящо за подобна трансформация – една от основните му функции е да произвежда големи количества протеини, така че това може да направи процеса много ефективен.

За съжаление, въпреки че животното е успешно модифицирано, добивът от трансгенния протеин е бил нисък. Една от причините е, че опитите за оплождане на кравата са били неуспешни и лактацията е предизвикана хормонално, вследствие на което количеството на полученото мляко е било значително по-малко. Друг фактор е донякъде изненадващата находка, че в млякото има повече инсулин, отколкото проинсулин. Най-вероятно това се дължи на протеази (ензими, разграждащи протеини), които могат да превръщат проинсулина в инсулин. Допълнително усложнение е и откриването на протеази, които разграждат инсулина, като привнасят отрицателен ефект в процеса.

Това прави резултатите интригуващи, но не впечатляващи. Въпреки това разработката показва, че методът работи и има голям потенциал. Ако разграждането на получения инсулин се избегне, например чрез допълнителни модификации или чрез промяна на трансгенния протеин, подобно „биологично производство“ би било изключително ефективно, като премахва нуждата от енергоемки биореактори.

При сходно манипулирани трансгенни мишки количеството проинсулин в млякото е достигнало 8 грама на литър. Ако приемем, че някои породи крави могат да дават над 30 литра мляко на ден, дори при ефективност наполовина от тази при мишките това означава хипотетично производство на над 3 млн. единици инсулин от всяка крава. Така едно малко стадо може да покрива нуждите на стотици хиляди пациенти.

Екологична катализа

Голяма част от реакциите, използвани в химичната и фармацевтичната промишленост са невъзможни без използването на катализатори. Това са вещества или елементи, които в общия случай ускоряват химичните реакции, помагайки да се понижи енергията за активация. Най-често за това се използват благородни метали, като платина, паладий и родий. Начинът им на действие е познат на химиците и те успешно са се наложили като стандарт, но има и редица проблеми. Цената им е много висока, а добивът им е доста енергоемък и замърсява околната среда. Също така употребата им е свързана с отделянето на токсични продукти, които трябва да се обработват по специален начин. Тези недостатъци са стимул да се търси техен заместник, който е по-евтин, енергоефективен и природосъобразен.

Възможна алтернатива е използването на електричество вместо химически катализатор. Вдъхновението за това идва от биологичните катализатори – ензимите, които създават електрически полета в активните си региони. През 2016 г. с помощта на тази технология в наномащаб е катализирана реакцията на Дилс–Алдер, която е широко използвана в органичния синтез. Същият екип в нова публикация описва заместването на меден катализатор в азид-алкиновото циклоприсъединяване. Тази реакция е определена от Бари Шарплес, един от тримата Нобелови лауреати за химия през 2022, като еталон за клик реакция. Освен прилагането му към друг вид реакция, методът е подобрен – мащабът вече не е нано, а се измерва в сантиметри. За целта учените са разработили специална микрофлуидна система, в която протича реакцията.

Освен че има предимства пред конвенционалните катализатори, този подход дава възможност за по-прецизно контролиране на реакциите чрез регулиране на силата и продължителността на електрическите импулси. Това може да послужи за производство на чисти форми на конкретни изомери и би премахнало риска от замърсяване на крайните продукти с частици от катализатори, което е важно за фармацевтичната индустрия.

Колко ваксини са прекалено много?

Имунизационният календар е резултат от множество изследвания. Броят и времето на поставяне на ваксините са строго съобразени с познанията ни за човешката имунна система. Медицината може да отговори на въпроса какво се случва, ако се пренебрегнат препоръките на лекарите и изпаднем в крайност по отношение на ваксинирането. Пример са увеличаващите се случаи на морбили (дребна шарка) в световен мащаб – завръщането на заболяване, обявено от Световната здравна организация за изкоренено в редица държави. По-трудно е да се каже какво става в другия случай – когато се слагат твърде много ваксини. Вероятността някоя етична комисия да позволи изследване на ефекта от многократни ваксинации е пренебрежимо ниска.

Към момента една от водещите хипотези е, че многократните ваксинации могат да доведат до по-слаб имунен отговор. Тя се базира на данни, които сочат, че при хронично излагане на даден патоген Т-клетките на имунната система „се уморяват“ и се наблюдава имунна толерантност, при която организмът не може да се справи ефективно с нападателя. Това е и причината да се води дискусия за честотата на реваксинацията против SARS-CoV-2.

Благодарение на 62-годишен мъж от Германия учените вече имат по-добра представа за ефекта от многократното ваксиниране. Изследователите разбират за случая от новините, след като властите започват разследване за измама срещу мъжа. Те са се усъмнили, след като в рамките на 9 месеца на името му са били регистрирани 130 ваксинации против SARS-CoV-2. Даденото обяснение за „лични подбуди“ явно е убедило разследващите органи, тъй като случаят е прекратен, без да бъдат повдигнати обвинения.

Жителят на Магдебург (наричан HIM в изследването) се е съгласил да бъде тестван, като е съобщил за допълнителни нерегистрирани ваксинации, които вдигат общия брой на 217 дози в рамките на 29 месеца. Оказало се също, че той не е бил особено придирчив – ваксините са от осем различни вида (някои от които бустерни).

В периода от 214-тата до 217-тата му ваксинация учените са изследвали кръв и слюнка от HIM, като получените данни са сравнени с контролна група от 29 души, получили нормалната тристепенна ваксинация. Спрямо тях той има между 5 и 11 пъти по-висока способност да инактивира вируса, но това се дължи на по-голямото количество антитела, а не на завишена активност. Също така е установено, че той отделя антитела и в слюнката си, което не се наблюдава в контролната група. Отчетена е и повишена концентрация на B и T-клетки, но без изменения в способността им за имунен отговор.

Общото заключение от изследването е, че в случая хиперваксинацията срещу SARS-CoV-2 няма негативни ефекти и е повишила количеството антитела, без да има забележим ефект върху общото функциониране на имунната система. От един случай няма как да се направят генерални изводи, но все пак това е интересна и рядка възможност да се наблюдава подобен феномен. Тестовете сочат, че HIM е успял да се предпази от заразяване с вируса, но не е ясно дали това се дължи на многото ваксини.

Авторите завършват статията със следното: „Считаме за важно да отбележим, че не поощряваме хиперваксинацията като стратегия за подобряване на придобития имунитет“.

Post Syndicated from Николай Марченко original https://bivol.bg/kevr-zlatev-malinov-potoka.html

През 2018 г. Комисията за енергийно и водно регулиране (КЕВР) е нарушила европейското законодателство, с цел да представи транзитния газопровод на “Газпром” Турски поток 2 за разширяване на вътрешната газопреносна…

Post Syndicated from Надежда Цекулова original https://www.toest.bg/ot-promyana-v-uchilishtnata-sreda-kum-promyana-v-obshtestvenata/

Мария Стайнова и Виолетка Славова са лицата на Архитектурно студио „Лусио“, което от основаването си се специализира в създаване на образователни пространства. Двете архитектки вярват, че именно промяната на учебната среда може да помогне за цялостната трансформация на образованието – от преподаването, през ученето, до преживяването на всички участници в образователния процес. 

Ако излезем на улицата, ще видим, че проблемът не е само в образователните пространства. Неглижирането на средата е навсякъде около нас. Какво ви отведе в училищата?

М: Отнякъде трябва да се започне. Макроцел ни е да създадем именно уважение към средата и грижа за нея, защото училището е една от първите обществени сгради, до която всеки от нас има досег. И ако човек влезе в случайно българско училище сега, това, което вижда, са висящи кабели, неравномерно измазани стени, недовършени ремонтни работи… За много деца мястото, където те прекарват практически целия си ден, е потресаващо. Ние дълбоко вярваме, че когато се учиш в такава среда, после изкарваш това навън, в общественото пространство. Ако тази пренастройка в отношението ни към средата, в грижата за нея започне от училището, с порастването на личността това ще се пренесе и в средата, в която живееш. 

Представях си, че имате личен мотив…

М: Добър въпрос. Когато разказваме историята на „Лусио“, винаги отдаваме пътя си на някаква случайност. Ние с Виолетка бяхме много близки в университета и след кратка раздяла на пътищата ни се оказахме в един момент заедно отново в България. Тогава се появи един конкурс на „Америка за България“ за изграждане на STEM центрове в училища. Решихме да пробваме, докато подготвяме портфолиата си за чужбина. Това е историята как започнахме. 

Но после, когато създадохме екипа и започнахме да си говорим за образователни пространства, за това как влияят на хората, излезе, че наистина е лично. И че и двете имаме много неприятни преживявания по време на образованието си, като учебните пространства имат принос за това. 

В: За първи път се замислям сега, като задаваш този въпрос. Не е като да нямаше и други конкурси, но точно този ни запали, и то в момент, в който се подготвяхме да напуснем страната, не да се развиваме тук. Давам си сметка, че май още тогава съм имала вътрешното усещане, че учебната среда може да е нещо много по-различно. 

Колко проекта реализирахте оттогава?

М: Осем. Една малка част, при които нямаше възможност за авторски надзор, не ги броим сред проектите, с които се хвалим (смеят се).

Може ли да разкажете историята на първия проект? Какво преживяхте при срещата си със средата, как ви прие училището?

В: Първият ни проект беше по този конкурс, който споменахме. „Америка за България“ и списание „Градът“ бяха селектирали 23 училища, които да получат грант за създаване на STEM център. Ние имахме възможност да ги разгледаме и да си харесаме едно от тях, за което да разработим проект. Избрахме училището на базата на това, че са работили с децата при подготовката на заданието. Имаше много детски рисунки, препратки, беше взета под внимание гледната точка на децата и на учителите. Това много отличаваше тази презентация от други, в които се виждаше, че директорът е седнал и е написал какво според него е нужно. 

Кое беше това училище?

М: Първо ОУ „Никола Вапцаров“ в Берковица. 

В: Запознахме се с директорката и заместничката ѝ, помолихме ги за среща с децата и учителите. Това много ги зарадва. Беше ключов момент, защото има директори, които държат комуникацията под личния си контрол, а в това училище имаха отворена система, приеха ни много радушно. И на базата на това проектът се получи добре, после успя да спечели конкурса. 

М: Беше страшно вълнуващо. Сблъскахме се и с много неподозирани трудности, но просто имахме късмет – всички хора, които работиха по това пространство, най-вече местните изпълнители, имаха огромно желание да стане добре и работиха от сърце. И после във всеки следващ проект осъзнавахме отново и отново, че всъщност невинаги се получава така.

Кой беше най-трудният ви проект?

М: Всеки проект си има особености. Понякога е много трудно откъм изпълнение. Изведнъж се оказва, че бюджетът е наполовина, и започва едно чудене откъде да спестим – строителят вече е влязъл и трябва да се борим с него за всеки елемент. Друг път учителите или колективът имат някаква вътрешна борба с нас или пък имат конфликт помежду си и нашата работа само го подклажда, давайки нови поводи. Това може би е бил най-неприятният сценарий, в който сме попадали.

В: Ние много държим на взаимодействието. Правим работилници за идеи с учители и ученици, понякога и с родители. Но има училища, в които се смята, че това е абсолютно излишно. 

Кое е трудното за приемане?

М: Излиза, че цялото това нещо е много лично. Обикновено децата имат нужда от сериозна промяна и ако зависи от тях, в училището винаги трябва да има пилон като в пожарната и аквапарк (смеят се). Но учителите се опитват да пазят авторитет, имат си график, държат нещата под контрол. И там идваме ние и казваме: „Вие вече няма да сте на подиум, децата няма да са в редички, защото това е остаряло. Ще ги разместим, ще съборим стените, ще сложим стъкло.“ Това предизвиква сериозен конфликт. Учителите си представят, че това ще ги уязви, че някой ще ги гледа осъдително и това ще наруши както комфорта, така и авторитета им. Затова винаги предвиждаме време за работа с тях, за да се запознаем, да може между нас да се създаде някакво доверие. 

Всички знаем как изглежда едно традиционно българско училище. Можете ли да ни „нарисувате с думи“ пътя на промяната му към съвременни образователни пространства? Как трябва да се промени училищният сграден фонд, за да стане обстановката по-модерна, по-приветлива, по-включваща, по-достъпна…

В: Едно от нещата, които липсват в българските училища, са места за събиране. Архитектурата на огромната част от българските училища включва само едно фоайе, което не е предвидено да служи за събиране и общуване между хората, то само разпределя потока по коридорите. Това е голяма тема и влияе много на вътрешния живот в училището. Можем да покажем проекта ни в 90. СУ в София, където се опитахме да предложим решение на проблема на микрониво. Разбихме доста стени, за да осигурим такова пространство. Голяма радост ни носи, че успяват да го ползват по невероятни начини. Просто гледаме на живо как се случва всичко, което сме чели по книгите – че едно от първите неща е да се удовлетвори нуждата от събиране, от социален контакт, обмяна на идеи, учене чрез другите. 

На много интересни мисли ни наведе една лекция на архитектка от Литва. Тя разглеждаше модела на старите руски училища, който в периода на комунизма се разпростира и сред държави сателити на СССР, каквато е България. Колежката ни разви тезата, че тези пространства липсват в комунистическото училище, защото не може да се контролират. 

М: Отвъд архитектурата е идеологическата тревога, че на места, където безконтролно се събират хора, може да се раждат различни идеи. Това не е в интерес на системата и тук е ролята на архитектурата – чисто пространствено тази възможност се елиминира. Виждаме, че идеята работи „прекрасно“ до ден днешен. 

Как промяната в средата води до промяна във взаимоотношенията?

В: В 90. СУ беше предвидено това пространство да се ползва от големите ученици. Разбрахме обаче, че поради големия интерес са намерили начин да го посещават и по-малките. То се е превърнало в някаква точка, в която поколенията се срещат. Споделиха с нас, че се наблюдава спад в агресията в цялото училище. Според екипа причината е, че децата вече се познават по-добре, имат по-развито усещане за общност. Това пространство, колкото и да е малко, е дало възможност за промяна. 

М: На едно такова място се срещат различни възрасти, различни хора. Това е микромодел на нашето общество, там срещаш по-големи или по-малки, с различни интереси, общуваш с тях… А училището е много важно за формирането на тези социални умения. То учи децата не само на академични знания, а и как да общуват, да са човеци. Общуването с другите човеци, струва ми се, е най-важната функция на училището. И архитектурата трябва да я стимулира. 

В: Рядко се обсъжда това, че пространството стимулира определени типове поведение. Например във всички училища се изисква от децата да не тичат в коридорите, но в същото време тия коридори изглеждат като писти – дълга права, на която не ѝ виждаш убежната точка. Естествено, че ще искаш да тичаш, то е интуитивно. Ние гледаме на училището не само като място за академично учене, а като място, където да се научиш да живееш. В днешно време може да учиш и от вкъщи, има чудесни образователни програми онлайн. Но се изпуска нещо фундаментално по този начин. 

След пандемията от COVID-19 видяхме и резултатите от дистанционното обучение и затварянето на децата вкъщи за две години. Този тип опит и знания отразява ли се някак във вашата сфера? 

М: Да. Имахме работилници с деца малко след края на пандемията. Тях просто ги нямаше, отсъстваха, не смееха да изразяват себе си, което е много страшно да се наблюдава при деца. След една такава работилница и учителите споделиха, че просто не могат да разпознаят учениците си. Защото децата само слушаха и нямаше интеракция. Нямаше „аз искам“, нямаше „аз“ въобще. 

В: Преди пандемията имахме размисли, а имаше и професионален дебат – ето, изкуствен интелект, дистанционно учене, училището колко ли време още ще просъществува като сграда? Благодарение на COVID-19 сякаш за всички стана ясно какво правим в училище и защо е много важно. И то не е да си научиш уроците. 

Каква е ролята (а и концепцията) на съвременната класна стая в този контекст? Приложима ли е и приемлива ли е тя за българското образование?

М: Абсолютно приложима и приемлива е, въпросът е кой ще я приеме. В системата работят учители от много широк спектър. От едната страна са тези, които са много отворени и адаптивни и са готови за промяна. От другата са тези, които биха искали нищо да не се променя – да си отворят учебника, да диктуват, а след това да изпитват на дъската. Ние много разчитаме на първата група и вярваме, че техният пример е заразителен и би повлиял върху по-консервативните им колеги. Стараем се самата среда да направи мост между различните групи. 

В 90. СУ имаме един много любопитен пример. За едно пространство не стигна бюджетът да бъде завършено. Бяхме планирали амфитеатър, кът с меки мебели, масички, но нищо от това не можеше да се осъществи и от училището си донесоха чинове от друга стая. Ние бяхме доста разочаровани, че в това пространство, за което имахме такава модерна идея, са сложени старите чинове, и не само са сложени, а са в редички, с катедрата отпред – по най-традиционния начин. Но когато отидохме там една година по-късно, за да направим проучване как се ползват пространствата, каква е обратната връзка от тях, се оказа, че това пространство е ключово. Защото точно там влизат учителите, които още не се чувстват готови да разтворят напълно класната стая. То служи за „входно ниво“ и ги мотивира постепенно да ползват и по-алтернативните пространства, а с това да променят и начина си на преподаване, само че със своята си скорост. 

Значи ли това, че когато говорим за промени в образованието, трябва да се мисли за преход, включително архитектурен? 

В и М: Да. 

В: Ние също започнахме да осъзнаваме, че не можем да очакваме да предложим нещо драстично различно и то да се възприеме стопроцентово. Трябва да има възможност за градация. 

В какво се състои промяната на класните стаи всъщност? 

В: Сега имаме модел, който поставя учителя в центъра. Всички са подредени така, че той да ги вижда, те него също, слушат и изпълняват едновременно, режимът на преподаване е лекционен. 

В днешно време обаче това е само един от многото възможни режими на преподаване. Не че лекционният е лош сам по себе си, но не би трябвало да е единствен, а да може да се превключва на групов, на индивидуален, на малки групи – има много варианти. И пространството също трябва да го позволява. Затова например в една от лабораториите, които проектирахме, изместихме мивките в периферията, за да се освободи пространството. Масите са мобилни, има висящи контакти, за да може бързо да се включат лаптопи, микроскопи. Но основната идея на тези пространства е учителят да може да преподава от различни места, по различни методики и лесно да преструктурира класа. 

М: Ако се върнем малко назад и се запитаме какво налага всичко това, ще стигнем до извода, че в днешно време учителят не е носител на цялото знание. Информацията е достъпна и фактологията може да бъде намерена и сверена в телефона ни. Ролята на учителя се променя и от единствен източник на знание той става ментор. Той подпомага учениците да стигат до знанието и ги насочва. Символно той слиза от подиума и тръгва между учениците – и съответно пространството трябва да позволява това да се осъществи.

Когато си говорим за модерна класна стая, това, което тя изразява, е онзи момент, в който учениците стават общност. Стъклото, видимостта, отварянето стимулират именно това. В училищата винаги има големи притеснения, когато кажем, че искаме да сложим витрини. 

„Децата ще се разсейват“?

М и В: (смеят се)

М: Да, точно така! Но отново от последващите проучвания разбираме, че всъщност не се получава така. Напротив, когато децата се озовават в коридора и виждат, че някой там учи, сами се регулират и спират да вдигат шум. Този резултат се повтаря в много проучвания. 

Всъщност има много притеснения за средата на бъдещето, но от опита си виждаме, че когато учителите влязат в тази среда и започнат да я ползват, тревогите им бързо се изпаряват и дори не искат да се връщат в пространствата си от миналото.