.HU HÍRPORTÁL

Tudományos híreink

Új fejlesztésű neutronvezetővel léphet előre a nemzetközi anyagvizsgálat

Ráadás.hu | 2020 február 24.

A neutronsugárzás segítségével számos gyakorlati feladat megoldható, a speciális vizsgálatoktól, például az egészségügyhöz kapcsolódó kérdésektől az atomi szerkezetek felderítésén át a Forma-1 versenyautók motorjainak elemzéséig rendkívül széles és színes a horizont. Olyan területeken érhető el fejlődés, amelyek az emberiség jelenlegi legégetőbb problémáival foglalkoznak, mint amilyen például a környezetvédelem, az energetika, a funkcionális nanoszerkezetek vagy az elöregedő társadalmak orvosi kérdései. Magyarországon jelenleg az 1959 óta működő Budapesti Kutatóreaktorral (BKR) együttműködő Budapesti Neutron Központban folynak neutronsugárzáson alapuló kutatások és elemzések: többek között például annak idején a Ferrari mérnökeinek támogatásával itt segítették Michael Schumacher Forma–1-es pilótát világbajnoki címhez azzal, hogy a Ferrari motor dugattyújának neutronvizsgálatával azonosították a gyenge pontokat és ezzel strapabíróbb motor kifejlesztését tették lehetővé. A hazai neutron-műszeripar egyik legjelentősebb fejlesztése tavaly valósult meg, amikor novemberben megépült Budapesten a neutron-szuperdetektor prototípusa, amely az eddig világszerte használt eszközöknél előnyösebb szerkezete révén szervesebben tud kapcsolódni a legmodernebb kiolvasó elektronikákhoz. Most a szuperdetektort kifejlesztő Mirrotron Kft. a neutronkutatás területén újabb, nemzetközi mércével is kiemelkedő eredményt ért el: olyan fém neutronvezető eszközt fejlesztettek ki, amely – egyéb fontos előnyei mellett – a jelenlegi, üveg alapanyagból készülő neutronvezetőknél jelentősen magasabb hő- és sugárállósági képességekkel rendelkezik, így olyan felhasználási területeken is alkalmassá válik neutronok továbbítására, ahol eddig ez nem volt lehetséges. A fém – réz és alumínium – neutronvezetők a jelenleg alkalmazott üveg alapanyagúakhoz képest jelentősen hosszabb élettartam mellett magasabb hő- és sugárállóságú neutrontranszport lehetőséget biztosítanak. Az újdonság nem egyszerűen maga az anyagváltás, hiszen a fejlesztés során a teljes technológiai folyamatot újra kellett gondolni, ami részben ipari kutatás, részben kísérleti fejlesztés segítségével jöhetett létre. Újra kellett végezni az alapvető számításokat, megoldani a neutronvezető dimenziós és felületi megmunkálását, a speciális felületkezelést, de a szerelést és a beállítást is. A most kifejlesztett új technológia további előnye, hogy lehetőséget biztosít az új piaci igényeknek megfelelő különleges, sőt változtatható geometriájú neutronvezetők kialakítására. Az elkövetkező években világszerte várhatóan mintegy 240 újonnan épített, fejlesztett neutronos kutatóberendezés áll majd üzembe. A modern neutronforrásokban jelentkező többszörös neutronintenzitás eleve szükségessé teszi a jelenlegi nyalábformáló eszközöknél lényegesen nagyobb sugárállóságú anyagok alkalmazását, amelyekkel eddig elérhetetlen területekre léphet be a nemzetközi anyagvizsgálati tudomány. A fejlesztés a VEKOP 2.1.1.15-2016-00072 számú pályázat keretében zajlott.

Szervezetünk antibiotikumai segíthetik a küzdelmet a jövő szuperbaktériumai ellen

Ráadás | 2018 december 18.

Szegedi kutatók rájöttek, mitől maradnak hatékonyak szervezetünk antibiotikumai a velünk élő sokmilliárd baktérium kordában tartásában. Az evolúció során évmilliók alatt tökéletesített módszer segíthet újgenerációs antibiotikumok fejlesztésében, melyekkel szemben kisebb eséllyel alakul ki rezisztencia a baktériumokban. Az MTA Szegedi Biológiai Kutatóközpont kutatóinak eredményét a legrangosabb mikrobiológiai folyóirat, a Nature Microbiology közölte. Egyre-másra jelennek meg híradások olyan „szuperbaktériumokról”, melyek ellen szinte semmilyen antibiotikum nem hatásos. A jelenség nem meglepő, hiszen a széleskörű antibiotikum-használat hatalmas szelekciós nyomást gyakorol a baktériumokra. Így előbb-utóbb valahol felbukkan egy olyan változat, amelynek sikerül kivédeni adott antibiotikum hatását: kialakul a rettegett antibiotikum-rezisztencia. Ismert ugyanakkor, hogy bőrünk és beleink felszínén sokmilliárdnyi baktériummal osztozunk, melyek közül egyesek képesek fertőzéseket is okozni. Általában mégsem teszik, mégpedig azért, mert bőrünk és bélnyálkahártyánk immunrendszere antibakteriális anyagokat, úgynevezett antimikrobiális fehérjéket termel ellenük. Ezek lényegében szervezetünk saját antibiotikumai. Mi lehet a titkuk? Miért nem alakul ki velük szemben is ugyanolyan rezisztencia, mint a mesterségesen előállított antibiotikumok ellen? Ellenállás átvitt értelemben Ennek a kérdésnek eredtek a nyomába Pál Csaba, Papp Balázs és Kintses Bálint vezetésével az MTA Szegedi Biológiai Kutatóközpont munkatársai. Kutatásukban abból a ma már ismert tényből indultak ki, hogy az antibiotikum-rezisztens baktériumok kialakulásának fő oka a baktériumok közötti génátadás. Ezek a mikrobák ugyanis képesek antibiotikumrezisztencia-géneket átadni egymásnak, így az ellenállóképesség gyorsan át tud terjedni az egyik fajta baktériumról a másikra. A kutatók bioinformatikai és kísérletes módszerek kombinációjával kimutatták, hogy szervezetünk saját antibiotikumaival, az antimikrobiális fehérjékkel szemben ez a génátvitel alig-alig működik. A kísérletek a különbség legfontosabb okára is rávilágítottak. Kiderült, hogy az antimikrobiális fehérjék olyan összetett sejtfolyamatokat támadnak a baktériumok felszínén, amelyek a baktériumok egyes csoportjaiban nagyon különbözőek. Így ha az egyik baktériumban ki is alakul a rezisztencia, a másik baktérium számára ez a rezisztencia haszontalan. Ha tehát át is adódik közöttük, az nem sokat segít a másikon. Legyőzni a szuperbaktériumokat Ez a projekt csak egyike a Pál Csaba és Papp Balázs kutatócsoportjaiban folyó projekteknek, melyek az antibiotikum-rezisztencia kialakulásának hátterét vizsgálják. A cél újgenerációs terápiás stratégiák kidolgozása a rezisztens kórokozókkal szemben. Pál Csaba azzal vált nemzetközileg elismerté az antibiotikum-rezisztencia kutatásának területén, hogy elsőként írta le a kollaterális szenzitivitás jelenségét, vagyis, hogy amikor számos antibiotikummal szemben ellenállóvá válik a baktérium, más sajátságai rosszabbak lesznek, és így érzékenyebbé válik más antimikrobiális szerekkel szemben. A jelenség relevanciáját ma már klinikai szinten is igazolták. Ezen kívül a csoport olyan módszerek fejlesztésével is foglalkozik, melyekkel előrejelezhető a rezisztencia kialakulása és terjedése. Hogy a módszer ténylegesen az innováció útjára léphessen, a csoport nemzetközi szabadalommal is védeni kívánja a találmányukat. A most bemutatott kutatás az évente összesen 200 publikációt közlő Nature Microbiology szaklapban ez idén a szegedi kutatók második cikke, ráadásul mindkét munka nagy részben Pál Csaba és Papp Balázs Lendület-kutatócsoportjaiban, kizárólagosan magyarországi kutatóhelyek együttműködésével jött létre.

Először modellezték a mikroműanyagok természetben való mozgását

MTI hír | 2018 december 1.

Elsőként modellezte a műanyag mikroszálak természetben való mozgását a Washingtoni Állami Egyetem egyik kutatója.     Az Advances in Water Resources című folyóiratban publikált tanulmány eredményei a jövőben segíthetik a közösségeket annak jobb megértésében, hogy miért jelentenek világszerte egyre súlyosbodó problémát a műanyaghulladékok és, hogy miért lenne fontos azok mennyiségének csökkentése - olvasható a PhysOrg tudományos-ismeretterjesztő hírportálon.    A világ óceánjaiban több millió tonna műanyaghulladék úszkál úgynevezett mikroműanyag-részecskék formájában, amelyek idővel lerakódnak az üledékekben, eljutnak a termőföldekre és az ivóvizekbe.    Az öt milliméternél kisebb műanyagrészecskéket nevezzük mikroműanyagoknak, amelyek legkevésbé tanulmányozott fajtái a mikroszálak. Ezek apró műanyagszálak, amelyek például mosás közben válnak le a műszálas szövetekről.    Jelentős részük átjut a vízszűrő rendszereken és a szennyvízzel együtt az óceánba kerül. A szűrőrendszeren fennakadt mikroszálak is a szennyvíziszapban végzik, ezt aztán a mezőgazdaságban hasznosítanak trágyaként, vagy a szeméttelepekre kerül. A mikroszálak emellett számos szennyezőanyag elnyelésére képesek.    A kutatók a legkülönbözőbb környezetekben tanulmányozták már a mikroműanyagokat. A Washingtoni Állami Egyetem építő- és környezetmérnöki karának adjunktusa, Nick Engdahl azonban az első, aki modellezte a mikroszálak mozgását a természetben.    "Azt akartam kideríteni, hogy folyamatos mozgásban, szétterjedésben vannak-e, vagy csak felhalmozódnak egy helyen?" - mondta Engdahl, aki egy sor különböző szennyezőanyag természetben való mozgását vizsgálja.    A szakember egy fizikára épülő, új megközelítést alkalmazva szimulálta a mikroszálak mozgását és arra jutott, hogy azok hossza, valamint az őket szállító víz sebessége határozza meg, hogy a műanyagok megtelepednek-e a talajban, vagy folytatják-e az útjukat a természetben.    Azt is megállapította, hogy a rövidebb mikroszálak mozgása sokkal összetettebb, és jóval gyorsabban mozognak a vízben, mint a feloldódott anyagok.    Engdahl jelenleg azon dolgozik, hogy laboratóriumban végzett közvetlen megfigyelésekkel igazolja és finomítsa eredményeit, amelyeket egy szennyvízkezelőben végzett mérésekkel is ki akar egészíteni.    Mint hangsúlyozta, mindez segít pontosabban felmérni a mikroszálak környezeti hatásait, amelyek egyelőre alig ismertek. Fotó: Florida Sea Grant

Neutron szuperdetektort építenek Budapesten

| 2018 december 1.

Hazánkban a lakosság számarányához viszonyítva több mint 20%-kal több neutronsugárzással foglalkozó szakember dolgozik, mint az Európai Unióban, Európa keleti részében pedig vezető szerepet játszik Magyarország, olyan kiemelkedő tudósokat adva a témában, mint Wigner Jenő, Teller Ede vagy például a mai is aktív Mezei Ferenc. A kutatások mellett már számos gyakorlati feladatot is megoldanak a hazai szakemberek, a speciális vizsgálatok az egészségügyhöz kapcsolódó kérdésektől az atomi szerkezetek felderítésén át a Forma 1 autók motorjainak elemzéséig rendkívül széles és színes horizontot fognak át. A neutronsugárzás felhasználásában egyre nagyobb a nemzetközi verseny, hiszen segítségével olyan területeken érhető el előrelépés, amelyek az emberiség jelenlegi legégetőbb problémáihoz keresnek megoldást, mint amilyen például a környezetvédelem, az energetika, funkcionális nanoszerkezetek vagy az egészségügy kérdései. A nemzetközi versenyben az EU Mezei Ferenc három találmányán alapuló Európai Spallációs Forrás (ESS) megépítésével erősíti nemzetközi pozícióját; a svédorszagi Lundban keszülő nemzetközi nagyberendezés várhatóan 2023-tól fogja fogadni a felhasználó kutatók széles körét. Magyarországon jelenleg az 1959 óta működő Budapesti Kutatóreaktorral (BKR) együttműködő Budapesti Neutron Központban folynak neutronsugárzáson alapuló kutatások és elemzések: többek között például annak idején a Ferrari mérnökeinek támogatásával itt segítették Michael Schumacher Forma–1-es pilótát világbajnoki címhez azzal, hogy a Ferrari motor dugattyújának neutronvizsgálatával azonosították a gyenge pontokat és ezzel strapabíróbb motor kifejlesztését tették lehetővé. A hazai műszeripar egyik legjelentősebb fejlesztése tavaly indult: olyan neutron „szuperdetektor” prototípus megépítésébe kezdtek, amely az eddig világszerte használt eszközöknél előnyösebb szerkezete révén szervesebben tud kapcsolódni a legmodernebb kiolvasó elektronikákhoz. „A hazai kisérleti neutronkutatás a Budapesti Kutatóreaktor mellett az akkori KFKI-ban igen hamar, a szakma nemzetközi megjelenése után mindössze 10 évvel kezdődött, és gyorsan, néhány év alatt elérte a világélvonalat méréstechnikai fejlesztésekben, mint pl. az újra divatba jövő korrelációs spektroszkópia. A mi generációnk számára már itthon kiváló iskola és műhely állt rendelkezésre a lendületes pályakezdéshez.” – fogalmazott Mezei Ferenc, a fejlesztést végző, a neutronoptikai vizsgálatok területén a világ élvonalába tartozó Mirrotron Kft ügyvezetője. Mivel a mérésekhez használt szabad neutronok előállítása igen költséges, ezért fontos a nagy hatásfokú detektálás, érzékelés. A magyar fejlesztés során egy nagy aktív felületű (1 m X 1 m), nagy hatásfokú (>65%), jó helyfelbontású (<9 mm), jó homogenitású (±15%), magas terhelhetőségű (100.000 esemény/mp) képalkotó detektor fog megjelenni a viágpiacon, nagyon vonzó áron. Az új eszköz legfontosabb eleme a neutron detektálásra alkalmas, megnövelt aktív képfelület. A detektor segítségével szélesebb körben és szélesebb mérettartományokban használhatóak lesznek a neutronszórásos anyagvizsgáló berendezések, így lehetővé válik az anyagvizsgálat és az anyagtudomány továbbfejlődése olyan hazai húzóágazatokban, mint amilyen például a magyar GDP több mint egytizedét adó autóipar. Az eszköz várhatóan 2020-ra készül el.

Magyarok tesztelték az első európai marsjárót

Ráadás | 2018 november 30.

Az MTA Csillagászati és Földtudományi Kutatóközpont kutatói földi mérésekkel és elméleti elemzésekkel készülnek a marsjáró adatainak értelmezésére. Az Európai Űrügynökség (ESA) 2020-ban startoló ExoMars rover nevű űreszköze lesz az első olyan robot a bolygón, amely 2 méter mélyre képes lefúrni a felszín alá. Az onnan kiemelt mintát elemezve következtet a Mars egykori lakhatóságára, az ősi élet előfordulási esélyeire. Közel ez az a mélység, ahová már a kozmikus sugárzás töltött részecskéi sem hatolnak le – itt változatlan állapotban lehetnek az egykori szerves molekulák, talán életnyomokkal együtt. Magyarország a programban a földi analógiák – vagyis a marsihoz sok tekintetben hasonló körülmények – vizsgálata, valamint laboratóriumi mérések révén vesz részt. Ezek keretében különböző teóriákat elemeznek, miként ismerné fel a rover a rendelkezésre álló műszerekkel, hogy például egykori tómedret vagy folyóvízi anyagot, esetleg gleccserek avagy szél szállította törmeléket fúr meg. Az elméleti munka az MTA Csillagászati és Földtudományi Kutatóközpont (CSFK) Csillagászai Intézetben, a kapcsolódó labormérések pedig a Földtani és Geokémiai, illetve a Földrajztudományi Intézetben történnek. Fontos része a magyar közreműködésnek egy speciális furatlyuk-fal térképező műszer elkészítése, amelynek képességeit és működését földi laborok mellett korábban a Szahara marokkói részén, illetve az Atacama-sivatagban is tesztelték. Irány a Mars… helyett a spanyol sivatag! Idén október végén közel két héten keresztül a dél-spanyolországi Tabernas-sivatag kopár vidékén végeztek újabb földi kísérleteket, amelyben Kereszturi Ákos, az MTA CSFK tudományos főmunkatársa vett részt. A mérések alapján sikerült a célkőzet szemcseméretét azonosítani, a három fúrás közül az egyik helyszínen rétegeket elkülöníteni, azok viszonyát jellemezni – ezek az adatok később nagyban segíthetik a Marson kapott mérési eredmények értelmezését. A programban magyar oldalról kutatók, mérnökök és diákok vesznek részt Kereszturi Ákos vezetésével. A módszerek kifejlesztésében korábbi földtani fúrási tapasztalataival Maros Gyula (MBFSZ), mechatronikai javaslatokkal Gróf Gyula (BME), a műszer programozásával és tervezésével Gyenis Ákos (Korall Print Bt. és BME) vezetésével Tiegelmann Péter (BME), valamint Gyenis Tamás és Kovács Bálint diákok működtek közre. A laborméréseket és a képmozaikok összeállítását Kapui Zsuzsanna (MTA CSFK FGI) készíti Pál Bernadett (MTA CSFK CSI) automatizált szoftveres képfeldolgozása után. Skultéti Ágnes (MTA CSFK FTI) a kinyert minták infravörös elemzésében segít, Újvári Gábor (MTA CSFK FGI és GGI) pedig a földi analógiák megértésében vesz részt, míg a rover tervezett leszállóhelyét (Oxia Planum, Mars) Steinmann Vilmos (ELTE) hallgató vizsgálja térinformatikai programokkal. A csapatmunka eredménye révén javaslatok születnek az ExoMars terepi munkájának tervezése, optimalizálása és utólagos értelmezése számára. A távolinak tűnő marsfelszíni vizsgálatok nem csak tudományos eredményeket hozhatnak – ha idővel beérnek a fejlesztések, gazdasági haszon is születik. Kereszturi Ákos részletes beszámolója a csillagaszat.hu-n olvasható. foto: NASA and The Hubble Heritage Team