Rubriigi ‘Tehnoloogia arhiiv

Bioloogia | mis.uudist | News | Tehnoloogia

Tähtsa bionina leiutamine

29.01.2015

 

Igal lõhnal on oma muster, lõhnajälg, mille kohaselt nina seda ära tunneb. Iga lõhnamolekuli jaoks on inimninas oma retseptor, mille külge molekul end seob ja selle järel ajule signaali saadab. See on lihtlabaselt kirjeldatuna inimese lõhnameele olemus.

Kui transistoride külge saaks siduda vastavaid valke, mis lõhnamolekule seovad, saaks lõhnu muundada elektrisignaalideks. Siiani pole robotninal võimalik olnud eristada erineva kiraalsuse ehk käelisusega molekulide lõhna. Inimese nina mõnda sellist molekuli eristab. Nagu näiteks karavooni molekuli erinevad vormid aitavad meil haista piparmünti ja köömnet. Siiani pole masin neid lõhnu eristada suutnud.

nina

Manchesteri ülikooli ja Itaalia Bari ülikooli teadlased teatasid ajakirja Nature Communications 2015. aasta 16. jaanuari numbris bionina valmistamisest, mis sisaldab lõhnaaineid siduvat valku, mida õnnestus siduda transistoridega. Nood muudavad lõhnaaistingu elektrisignaalideks. Andur on erakordselt tundlik. Rühma juht, Manchesteri ülikooli professor Krishna Persaud kinnitas uudisteportaalis AlphaGalileo, et väljaefektiga transistoride kasutamine viis neid uuele tasemele ja et nende bioandurid võiksid haista, kas toit on riknenud või kas õhk on saastunud. Ütlemata jäi, et bioandurid võiksid haista ehk sedagi, kas sõjavaremekeldrite õhus on tunda laibalehka või mürkgaase.

Allikas: AlphaGalileo

Majandus | News | Ökoloogia | Tehnoloogia

Peenosakeste peened ohud. Kas puuküttest saab minevik?

18.11.2014

See Tiit Kändleri lugu ilmus ajakirja Inseneeria oktoobrinumbris.

 

Me vajame õhku nagu õhku. See lause ei ole tautoloogia. Üha enam ei hinga inimene sisse mitte ainult õhku, vaid ka mitmeid õhus olevaid aineid, millest suure osa on paisanud atmosfääri ja seega ka sissehingatavasse õhku tema ise. Nõnda on lugu ka üha enam tervise- ja keskkonnakaitsjate keeles kõlavate peenosakestega. Viimastel aastakümnetel on peenosakestele lisandunud veel nanoosakesi, uue tehnoloogia kurvavõitu saadikud. Sageli kipuvad erinevad õhku saastavad osakesed sassi minema. Püüan allpool veidi korda majja saada.

Peenosakestest, nõnda nagu ka teistest õhus olevatest ainetest poleks mõtet palju rääkida, kui nood ei ähvardaks meie tervist. Euroopa Liidu pädevad institutsioonid on õhu puhtust uurinud aastakümneid, on seda tehtud ka Eestis. Ühiselt on jõutud järeldusele, et õhu saastamine on praegusel ajal keskkonna saastamistest Euroopas esimese numbri häda. Pakutakse välja ka seda, kui palju enneaegseid surmasid toob kaasa saastunud õhu hingamine. Kuid need arvud on suuresti suvalised, sõltuvad tõenäosuste hindamise metoodikast ning siinkohal pole arvude väärtused olulised. Oluline on see, et probleem ei vähene, vaid kasvab.

 

Peenosakeste peen maailm

Peenosakesed, millele siinkohal keskendume, on õhus lendlevad ning mitmetest allikatest nagu kütmine, autosõit, teetolm, olmetegevus vallanduvad osakesed. Neid nimetatakse lühidalt PM (particulate matter) ja jagatakse suuruse, täpsemalt osakese suurima läbimõõdu järgi. PM10 tähistab osakesi läbimõõduga alla 10 mikromeetri, PM2,5 alla 2,5 mikromeetri ja PM1 alla ühe mikromeetri. Pisemate osakeste maailma poole edasi liikudes satume juba nanoosakeste maailma, need on osakest läbimõõduga all 100 nanomeetri.

Mida tuua nendele suurustele võrdluseks? Inimese peenima ihukarva läbimõõt on 20 mikromeetrit, mis tähendab, et peenosakeste puhul kõneleme me kaks kuni 200 korda pisematest osakest. Mis veel pisem, selle pistab inimene naoosakeste kasti.

Erineva suurusega osakesed mõjuvad meie tervisele erinevalt. See, mida EL ohtlikuna silmas peab, on peenosakesed. Nende puhul on kindlalt tõestatud näiteks vähki tekitav toime, aga ka muude haiguste võimalik vallandumine.

Nanoosakestega on veidi teine lugu. Neid on uuritud vähem, nanotoksikoloogia ehk nanoosakeste mürgisuse uurimine elusolenditele tekkis alles kümmekonna aasta eest ja nõnda ei ole ka nende mõju inimese tervisele veel nii selge kui peenosakeste mõju. Üks on kindel: naoosake on nõnda tilluke, et pääseb takistamatult läbi keharaku ja nõnda jõuab kopsust verre ja sealtkaudu paljudesse organitesse. „Nanoosakeste vähkitekitav mõju ei ole veel lõplikult tõestatud,“ kommenteerib Keemilise ja Bioloogilise Füüsika Instituudi teadlane Anne Kahru, kelle juhitav uurimisrühm on aastaid uurinud erinevate naoosakeste mõju oma mudelloomadele, näiteks tillukestele luminestsentsanduriga varustatud bakteritele. Kõige üldisemalt saab nende töö võta kokku, et kahtlemata on mõju olemas, sõltuvalt nanoosakese koostisest.

Sellised uuringud on üha olulisemad, kuna maailma nanotehnoloogiaturg kahekordistub iga 3 aastaga. 2015. aastal umbes triljon USA dollarit.

Selle aasta 29. mail Teaduste Akadeemia peamaja saalis toimunud seminaril esitasid nano- ja peenosakeste kohta tehtud uuringute tulemusi Eesti ja Itaalia teadlased.

Nanoosakesi ei tooda mitte ainult inimene oma autode diiselmootorites või kütteseadmetes, neid paiskab atmosfääri vulkaanipurse ja metsatulekahju – jaanituledest kõnelemata. Viimase kümne aastaga on selgunud, et nanoosakeste ja bioloogiliste olendite vastasmõju on väga oluline. Ja mida enam inimene kasutab nanoosakestega rikastatud näokreeme ning sõidab diiselmootoriga autodega, mis võivad küll olla varustatud katalüsaatorseadmetega, mis vähendavad mõningaid heitmeid, ent mitte nanoosakesi, seda olulisem on mõista, mida inimene peaks tehnoloogia üha suurema nanostumise ajastul tegema. Asbest, suurimaid nanoosakeste allikaid ehitustes, on nüüdseks keelatud. Selle asemel asub tegutsema üha suurem valik naoosakesi.

Nano.ManteccaAMilano-Bicocca Ülikooli teadlane Paride Mantecca juhtis tähelepanu, et autokumm kaotab oma eluea jooksul paar kilogrammi massist ja sellest saavad enamjaolt nanoosakesed. Tema andmetel on nanoosakeste kontsentratsioon õhus eriti suur Põhja-Itaalias, Eestis veel suurt häda pole. „Eriti suur on kontsentratsioon talvel,“ ütles ta. Ja läkas sujuvalt üle peenosakestele: „Osakeste mürgisus meie kopsudele sõltub nende suurusest.“

Väiksemad osakesed on mürgisemad. Kõige mürgisemad on need, mida me üldse ei näe. Mantecca hinnangul lüheneb Põhja-Itaalia elanike eluiga peenosakeste sissehingamise tõttu 12–36 kuud. Oodatud eluiga on seal pisem kui Põhja-Soomes. Nõnda siis. Kuulsast Vahemere dieedist, tänu millele itaallased kauem tervena elavad kui põhjamaalased, Mantecca ei kõnele. Tema rõhutab, et mürgisus sõltub osakeste kogumassist. Selge on see juba Paracelsuse aegadest – doos teeb mürgi. „Küsimus on osakeste kogupinna pindalas,“ ütles Mantecca, ja see on pisematel osakestel suhteliselt suurem ehk „nanoosakesed on ohtlikumad kui diisel ise.“

Nanoosakesi paiskab õhku suitsetamine – sealhulgas ka e-sigaretid –, nanode sekka kuuluvad ka viirused ja bakterid. „Olulise osa annab puu põletamine ahjudes,“ kinnitas Mantecca, põhjendades talve suuremat saastumist.

¤

¤

Puuküte ja toiduküpsetamine

Siin algab ala, mis tõsiselt Eestit puudutab. On väga oluline teada, milliseid peen- ja nanoosakesi puudega kütmine õhku paiskab, kui ohtlikud need on ja kui suure osa peenosakeste koguhulgast antud paigas moodustavad osakesed, mis pärinevad puuküttest. Möödunud aasta kevadel Brüsselis toimunud Rohelisel Nädalal keskenduti õhule ja esitleti mitmeid puukütte saastamisega seotud uuringuid. Kuid andmeid, mis võrdleks puukütte saastuse osatähtsust teiste saasteallikatega, näha polnud. Avaldasin selle kohta Eesti Päevalehes artikli „Puuküte teeb Euroopa õhusaastajatele muret“, kus kirjutasin ka keskkonnavoliniku Janez Potočniku vastuse, kui talt küsisin, kas siin pole tegu millegi sarnasega nagu hõõgniidiga pirnide keelustamine. Näeme ju, et nüüdseks on need uuesti poodides, ainult et kümme korda kallimana. Keeld näib olevat käivitanud toreda äriprojekti. Janez Potočnik sellist seost ei näinud ja kinnitas, et see on iga riigi otsustada, mille ta ära keelab või mida piirata tahab. Peame ometi meeles pidama, et hõõgpirnide keelustamise poolt hääletasid kõik Eesti Europarlamendi saadikud, selle kiitis heaks ka Riigikogu. Miks mitte peljata, et nõnda juhtub ka puuküttekolletega?

Artikkel pakkus palju huvi Euroopa Komisjoni esindajale Eestis Hannes Rummule, kes nimetas seda teema tõstetust muude koledate asjade seas ka paanika külvamiseks. Kui ei muud, siis selgub sellest reaktsioonist, et asi on tõepoolest aktuaalne.

Nano.BuanannoASelles valguses on ülihuvitavad Cassino ja Lõuna-Lazio Ülikooli teadlase Giorgio Buonanno uuringud. Mida pisemad on osakesed, seda raskem on neid välja filtreerida. Looduslik foon on sada kuni tuhat peenosakest kuupsentimeetris, Tallinna-suguses linnas on see arv kümme korda suurem, kiirteedel suurim.

Suurim eriti peente peenosakeste kontsentratsioon on tööpäeviti, neid hõljub õhus ka kaks tundi pärast liikluse vaibumist. „Põhiline ultrapeenosakeste hulk satub inimese kopsu kokandusest,“ kuulutas Buonanno ülaltuslikul moel, „ja meil Itaalias valmistatakse sööki lahtisel gaasitulel, kui Austraalais ei tehta kodus üldse ise süüa.“

Lapsed saavad suurima peenosakeste doosi tippajal koolimineku puhul, koolis kaitsevad neid seinad. Koju jõudnud, satuvad nad jälle toiduküpsetamisest pärit peenosakesi hingama. Koolis aga on kõige ebatervislikumad paigad üllatuslikult võimlad. „Liikumine vallandab põrandalt hulgaliselt ühe kuni kümne mikromeetrise läbimõõduga osakesi,“ kinnitas Buonanno oma uuringutele toetudes.

„Ohtlikud on nii sääsetõrje kui küünlad kohvikutes,“ lisas ta. Ja kõige ohtlikum veel on e-sigarett. Seevastu prügipõletusjaamad töötavad peenosakeste mõttes puhtalt. „Prügipõletustehas on puhtam kui põllumajandus,“ ütles Buonanno.

„Kõige ohtlikum on see, mida me ei näe,“ hoiatas ka Tartu Ülikooli teadlane Hans Orru, kes on keeruliste seireseadmetega mõõtnud peenosakeste sisaldust erinevates Eesti paikades. „Kõige kõrgem PM10 sisaldus on õhus varakevadeti linnades,“ kinnitas ta. Siis sulab üles saast, mille talvel seob enesega lumi, tänavad muutuvad tolmuseks. „Tartus on PM2,5 sisaldus kõrge talvel,“ väidab Orru, põhjendades seda ahiküttega. Kuid puuküttest saastamise muster on üle Eesti keerukas ning andmeid selle kohta, milline protsent peenosakestest tuleb kindlas paigas puuküttest, milline teistest allikatest nagu liiklus, küpsetamine ja muu olmetegevus või tööstus, pole piisavalt. Eesti Keskkonnauuringute Instituudis on labor, mis mõõdab puukütteahjude emissiooni ning selles saadavad tulemused täienevad üha.

Tundub, et praegu ei saa me veel tõsikindlalt otsustada, millistes paikades ja kui palju me peaksime puukütteahjusid kas välja vahetama või suitsu filtreerima. Tasub aga meeles pidada Buananno mõõtmistulemusel põhinevat tõde: „Toa mõju võib olla suurem kui õuel.“ Nii et kui lähete suvilasse ja istute enamjaolt oma suvemajatoas, keetes ja küpsetades, võite hingata sisse enam peenosakesi kui linnas jalutades.

Inimene on üls ehitatud nanotehnoloogia põhiselt. „Elusrakk on minitehas, mis sisaldab suure kogu pühendunud nanoskaalas valgumasinaid, mis on miljardite evolutsiooniaastate käigus optimeerinud,“ ütles ameerika biokeemik Bruce Alberts. Nõnda on ka keskkonnas ringlevatel nanoosakestel inimesega vähem või rohkem ohtlikult asja.

 

Fotod: Tiit Kändler

Nanoosakese maailm

Paberileht                                           100 000 nanomeetrit (nm)

Inimese peenim ihukarv                     20 000 nm

Punased vererakud                            8000 nm

Bakterid                                             1000 nm

Antikehad                                          10 nm

Rakumembraan ja membraanipoor    6–10 nm

Glükoosimolekul                                1 nm

Kullaaatom ja vee molekul                0,3 nm

Vesinikuaatom                                   0,1 nm

 

 

Nanoosakese uued omadused nanomaailmas

Suurem pinna pindala ja ruumala suhe

Suurem pinna reaktsioonivõime

Uued elektroonilised, optilised ja mehaanilised omadused

 

Inimkonna viis tehnikarevolutsiooni

1780–1840                 aurumasin, tekstiilitööstus, mehaanikatööstus Ühendkuningriikides

1840–1900                 raudtee, elekter, terasetööstus Inglismaal, Saksamaal ja USAs

1900–1950                 elektrimootorid, rasked kemikaalid, autod ja tarbekaupade masstootmine enamjaolt USAs

1950 tänaseni             sünteetika, orgaaniline keemia, arvutid Jaapanis ja USAs

Tänapäevast                nanotehnoloogia ja molekulide tootmine, juhivad USA, Hiina või India

 

 

 

Peenosakeste (PM) ja nanoosakeste bioloogilised efektid

 

PM mürgisus ei sõltu ainuüksi kontsentratsioonist.

Bioloogilised efektid varieeruvad sõltuvalt osakeste suurusest ja aastaajast.

PM keemilise koostise osa (ning seega selle PM osatähtsus teiste emissiooniallikate seas) sõltub raku vastuvõtlikkusest konkreetsele osakesetüübile.

PM vallandab eelkõige põletikulisi protsesse organismis.

Peen- ja nanoosakeste osised pärinevad peamiselt põlemisest ja nende bioloogiline aktiivsus seondub põhiliselt vähki tekitava mõjuga.

 

Põlemisprotsessides vallanduvad peen- ja nanoosakesed

 

Kütus                          PM2,5                         PM10

 

Bensiin                       0.52%                         0,45%

Kivisüsi                      0,72%                         0,73%

looduslik gaas             1,01%                         0,94%

kütteõli                       1,26%                         1,13%

diisel                           19,65%                       17,02%

puit                             56,14%                       49,51%

teised                          20,7%                         30,22%

Allikas: Milano-Bicocca Ülikool

 

 

Nanoosakeste kontsentratsioon õhus

 

100–1000 osakest kuupsentimeetris              sisekontinentidel ja meredel

10 000                                                            maapiirkondades

50 000                                                            linnakeskkonnas

üle 100 000                                                    kiirteede kõrval ja suure päikesekiirguse korral

 

Allikas: Cassino ja Lõuna-Lazio Ülikool

 

 

mis.uudist | News | Tehnoloogia | vänge.lugu

Tallinna Tehnikaülikooli linnak: Euroopa parim

09.01.2014

Tallinna Tehnikaülikooli linnak: Euroopa parim

Tiit Kändler, teadus.ee

 

Äsja saabus Tallinna Tehnikaülikooli (TTÜ) pressiosakonnast teade, et TTÜ linnak võitis esikoha 30 Euroopa ülikooli koondava Euroopa Rektorite Klubi võistlusel „Science and Education“ („Teadus ja haridus“).

Esile tõsteti linnaku nüüdisaegsust, innovaatilisust ja tihedaid sidemeid kõrgtehnoloogiaettevõtetega, samuti noorte perede õppimisvõimaluste headust.

Tallinnas Mustamäel on koondunud TTÜ ja IT Kolledž ning Tallinna teaduspark Tehnopol. Siin õpib umbes 14 400 tudengit, töötab üle 1100 teadlase ja tegutseb 162 ettevõtet oma 2600 töötajaga.

ylikoolilinnak_4

Hinnati linnakute arhitektuuri ja disaini, majutusvõimalusi ja muud kaasnevat. Lõppvooru pääses 17 linnakut, kelle julgast žürii valis välja TTÜ linnaku.

Rektor Andres Keevalliku sõnul on nüüdne keskkond loodud aastatepikkuse töö tulemusena. Kes on uidanud TTÜ hoonete ümber tekkinud pargikestes, skulptuuriaedades, raamatukogus, sellel ei tule otsus üllatusena. Eestis harukordse saavutusena on mulle ikka tundunud viis, kuidas TTÜ uued hooned, sh raamatukogu, on osatud liita harmooniliseks arhitektuurseks tervikuks, minemata labaseks ja igavaks.

Oma raamatus „Endel Lippmaa. Mees parima ninaga“ (2012) kirjeldasin Tallinna Polütehnilise Instituudi ehitamise algaegu, lk 273,274:

 

„See maja (TA Küberneetika Instituut, praegu Tallinna Ülikooli teaduslik raamatukogu etc) asus alal, mis sõjajärgsel Tallinna generaalplaanil oli määratud saama Tallinna kultuurikeskuseks ja mille tsentrisse plaaniti ehitada TPI linnak. Teadlased olid Stalini ajal tähtsad tegelased. Arhitekt Harald Armani 1948. aasta planeerimiskava kohaselt ehitati kultuurikeskuse 10 hektari suurusele TPI maa-alale arhitektide Edgar Velbri, Henn Roopalu ja Ilmar Laasi projekti järgi 1948–1954 teadlaste elamu, millesse algselt olid plaanitud kogunisti kahe sissepääsu ja teenijatoaga suurkorterid. /…/

TPI juhtkond tabas kähku, et kesklinnas ei ole kõrgkoolile tulevikuruumi, ei tahtnud laieneda ka Kopli kunagise Vene-Balti laevaehitustehase pompoosse, ent teaduslaboriteks täiesti sobimatu Esimese maailmasõja eelse peahoone ja keemialaboriteks muudetud Kopli Kinnisvaravalitsuse maja baasil ning nõnda tehti EKP juhi Johannes Käbini toetusel õnnestunud otsus ehitada kõrgkoolilinnak Mustamäele – kuhu tol ajal polnud veel kerkinud ühtegi elumaja ega olnud seega ka mingeid kommunikatsioone.“

 

1963. aastal, Agu Aarna rektoriks olles, valmis Uno Tölpuse ja Henno Sepmanni peahoone ühes selle küljes paiknevate tiibadega.

Edaspidi, eriti Andres Keevalliku rektoriks olles, on lisandunud hulganisti hooneid. Nõnda kujutab TTÜ erinevalt Tartu Ülikoolist, mille juhid kahetsusväärsel kombel ei mõistnud väikelinna ühtset ülikoolilinnakut rajada ning paiskasid selle kaootiliselt laiali, enam või vähem arulagedatel aastatel sündinud ning edaspidi arukalt toimetatud ehitustöö musternäidet Eestis – ja nüüd siis tuleb välja, et ka kogu Euroopas.

Otsus tehti teatavaks detsembri lõpul Inglismaal Oxfordis.

Allikad: TTÜ; Tiit Kändler: „Endel Lippmaa. Mees parima ninaga.“ (2012)

Kommertsväljaannetes kasutamine keelatud.

 

 

 

News | teadus.muusika | Tehnoloogia | vänge.lugu

Cage, Steinway, kruvid ja pojad

03.11.2012

„Mu lemmikmuusika on see, mida ma pole veel kuulnud,“ ütles ameerika helilooja John Cage millalgi siis, kui ta veel elas, see tähendab siis et aastate 1912 ja 1992 vahel. Arnold Schönberg on öelnud tema kohta: „Oma olemuselt pole ta helilooja, vaid pigem leiutaja – kuid geniaalne leiutaja!“ Oma ettevalmistatud klaveri – prepared piano leiutas Cage aastal 1937. Ettevalmistus seisnes selles, et Cage toppis klaveri keelte vahele mitut sorti kruve ja polte, mutreid ja plastiktükke, kummijuppe, münte, bambust, riiet ja aknalinti.

Festivalil „Klaver 2012“ mängiti 31. oktoobril „Estonia“ kontserdisaalis Cage’i muusikat, mille ta leiutas vahetult peale sõda, aastatel 1946–1948. Tol ajal, mõjutatuna india filosoofiast ja tablamängust, üritas ta muusikas väljendada pidevat emotsiooni: heroismi, erootikat, imestust, kurbust, hirmu.

Cagei’i varase muusika noote müüdi noodikauplustes koos kotikese mutrite, poltide, kruvide ja muude jubinatega, mis vaja enne mängimist klaverikeelte vahele pista. Kaasas olid ka täpsed instruktsioonid pigem korteri äkkremondiks vaja minevate jublakate millimeetri pealt õigesse kohta pistmiseks.

31. oktoobri kontsert, ette kantuna noorte Eesti pianistide poolt ning kulmineerunult itaallase Adriano Ambrosini täpse emotsionaalse jõulisuse laineist, ei takistanud uudishimulikke kuulajaid siiski eiramast enne kontserti rangehäälselt kõlanud nõuet, et pildistada tohib vaid kokkuleppel filharmoonia juhtkonnaga.

Kuulasin ja nautisin, ja tegin siis klaveri sisemusest mõne pildikese minagi. Lootuses, et ehk jõuame kunagi ka kokkuleppeni.

Muuseas, klaver oli Steinway ja Pojad, kuid mida sihukese ehitusmaterjalide toppimise kohta nende meistritöö sisse arvaks Steinway või vähemalt tema Pojad, jääb vaid ise ära arvata. Igatahes – klaverihäälestajale tööd ja leiba, muusikahuvilisele muud hääd ja paremat.

Tekst ja foto: Tiit Kändler

News | Tehnoloogia | vänge.lugu

Eesti rahva muuseum loodab igavesele jõumasinale

26.01.2011


Perpetuum mobile on jätkuvalt päevakajaline. 25. jaanuari EPL avaldab intervjuu Eesti Rahva Muuseumi direktori Krista Aruga, kes kritiseerib Euroopa ekspertide arvamust muuseumi liigse suuruse ja ülalpidamiskulude kohta. Muuhulgas saab vastuseks küsimusele, et kas sõltumata valitsusest ja poliitilistest valikutest saab hoone köetud lugeda järgmist: „Meil on maaküte! See ajab mind kõige rohkem pahaseks, et elementaarseid asju pole selgeks tehtud. Me pole linna soojavõrgus, me ei kasuta elektrikütet. Meie küte on revolutsiooniline: Raadi järv ja maaküte. Mis raskust on maapinnast kütet saada?”

Tore on, kuid teadus.ee on siiski arvamuselt, et maaküte pole miski revolutsiooniline nähtus ning see ei toimi mitte mingil kombel ilma elektrita, lihtsalt niisama. Vastasel juhul elaks kogu riik sellel. Maaküte kulutab küll vähem elektrit kui tavaline elektriküte, ent see-eest on seadmete maksumus vinge, ja kulud tasuvad end ära alles 10-20 aastaga – võrreldes olukorraga, kui hoonet köetaks ainult elektriga tavamoel. Nõnda et, kulla ERM, vähemalt esimesed 10 aastat on küte hoopis kallim, mitte odavam kui tavaelekter. Kavalamad ehitused sisaldavad aga omaenda autonoomse küttesüsteemi, mis kasutab mõnda taastuvat energiakandjat nagu päike, tuul, puitlaastud või muu selline. Sest olgu ERM rahvale kui kallis tahes, energia jäävuse seadus kehtib isegi sellele. Kahju küll, kuid E = mc², mitte et E=ERM.

teadus.ee

News | Ökoloogia | Tehnoloogia | vänge.lugu

Tuul tahetakse kotti pista

24.03.2010

Ega tuult kotti pista, arvas vanarahvas. Inglased püüavad tõestada, et pistab ikka küll ja isegi hoiab seal varuks. Tuuleenergia on tore asi küll, kuid seda kollitab pidev hirm: mida teha tuulikuga, kui tuult polegi? Kust siis elektrit saada?

Nüüd püüab Nottinghami Ülikool tõestada, et 15 aasta pärast saab tuule energia õhukotti pista ja sealt jälle vajadusel välja võtta.

Tuginedes professor Seamus Garvey uuringutele tahab NIMROD Energy Ltd välja töötada tehnoloogia, mis võimaldaks suurte tuuleturbiinide energiaga õhku täis puhuda hiigalaslikud merepõhja ankurdatud energiakotid Energy Bags™ (vt fotol) või siis pumbata õhku maa-alustesse geoloogilistesse moodustistesse.

Põhiline idee on suurendada tuuleturbiine kujutletamatuseni – 230-meetrine diameeter pole veel piir. See viiks Garvey arvates elektri hinna viis korda odavamaks isegi odavaimast nüüdsest ehk hüdroenergiast. Katseeksemplar peaks valmima aasta pärast.

News | Tehnoloogia | vänge.lugu

Jookse ja räägi

18.03.2010

Tulevikus võib teie mobiiltelefoni aku mitte kunagi tühjaks saada – tingimusel, et te end liigutate. Hiljuti kaitses Nokia USA patendi moblale, mis laeb end omaniku liikumisenergiast. Telefoni aku ja raadiosaatja on kinnitatud raamile, mis saab rööbastel liikuda üles-alla ja küljelt küljele. Rööbaste otstes on piesoelektrilised kristallid, mis tekitavad elektrivoolu, kui rööbas neid surub. Nõnda siis tekitab liikumine elektrit. See laeb kondensaatorit, mis edastab oma laengu akule.

Allikas: New Scientist

News | Tehnoloogia | to.imetaja

Suusataja sõidab vee peal, kaose ja korra piiril

05.03.2010

Kui suveolümpia saab suuresti teoks tänu sellele, et maa on jalge all ja vesi on vedel, siis taliolümpia ei teostuks, kui tahkel veel ei oleks harukordseid omadusi, mida teistel tahketel ainetel ei kohta. Sest imeasi küll – kuidas on üldse võimalik suusatada või uisutada?

Kas vase, raua või räni peal, soola- või suhkrumäelt või saaksite paaril plastmasstükil mäest alla lasta kiirusega sada kilomeetrit tunnis ja enamgi? Me ei saa teha liivapalle või suhkrupalle. Kuidas siis saame teha lumepalle?

Vesi ei ole mitte ainult väga tähtis, vaid väga kummaline vedelik. Lihtsa koostisvalemi taga peituvad omadused, tänu millele on saanud tekkida elu. Ja tänu millele ei tea teadlased siiani täpselt vee hingeelu. Seda kasutavad ära igat sorti teadmamehed, kes ei väsi pajatamast elus veest ja surnud veest, vee mälust ja võimalusest vett pelgalt sõnade ning helidega mõjutada.

Vesi on nii oluline, et näiteks eesti keeles on see ainus aine, mille kohta on olemas kolm eri sõna – vesi, jää, aur vedela, tahke ja gaasilise oleku kohta. Igaüks neist olekutest on vormilt lihtne, ent sisult tabamatu.

Teaduslik lumesõda

Lumepallid ajasid teaduslikku lumesõtta kuulsad 19. sajandi füüsikud Michael Faraday ja James Thomsoni. Esimene arvas, et lumepalle saab teha, kuna külmumispunkti lähedal on jääkristallid kaetud imeõhukese veekihiga. Teine aga pakkus välja, et vaid jääkristallide üksteise vastu surumisel tekib nende pinnale sulakiht. Nüüd on teada, et Thomsonil oli õigus.

Suusataja tegevus on paradoksaalne: ta teeb tööd selleks, et oleks kergem libiseda. Ta vajab liikumist takistavat hõõrdumist, et sedasama hõõrdumist oluliselt vähendada. Just suusapindade hõõrdumisel vastu lumehelbekeste kristalle tekib soojus, mis sulatab kristallide pinnale imeõhukese veekihi. Ja sellel libisevad suusad juba lõbusalt. Jääl ja lumel liuglejad on nõnda siis veepinnal kõndijad, tõsi küll, madalamal temperatuuril ja õhemal kihil, kui kirjeldas seda Uus Testament. Suuskade alla tekkiva veekihi paksus on vaid mõnikümmend miljondikku millimeetrist ehk mõnikümmend nanomeetrit. Nõnda on suusataja moodsas keeles öeldult ka omamoodi nanotehnoloog.

Jää on kõige ebaharilikum tahke keha, milles pole molekulid nii tihedalt pakitud, kui teistel. Sestap ongi vee tahke olek ainsa ainena kergem vedelast ja järved ei hakka jäätuma mitte põhjast vaid pinnalt. Kõige tihedam on neljakraadine vesi, mis põhja vajub. Selle omaduseta poleks elu Maal igiammustel jääaegadel püsima jäänud. Nüüdseks on leitud tervelt kaheksa erinevat jää kristallilist vormi. Harilikust jääst erinevalt näiteks ei sula mõni neist üles enne kui temperatuuril, millel juures vesi toas keema hakkab. Kuid need jää vormid tekivad hiiglaslike rõhkude rakendades. Vett saab alla jahutada, nõnda et see ei jäätu. Enamgi veel, teatud tingimustel käitub jää nagu klaas, võttes amorfse vormi.

Vee väidetavalt imepäraseid omadusi on uuritud ja kasutatud ka Eestis. 1970. aastatel tegeles sellega Johannes Hint, lastes vee läbi oma desintegraatorveski ning kinnitades, et selle aktiivsus taimedele tunduvalt suurenes. Kiviõlis valmistati mõne aja eest põldude parendamiseks Viru rammu, mis koosnes poolkoksist ja turbast ning mida pritsiti üle USAst toodud aktiivse vee pudelitest.

1960. aastate alul lõi maailmas laineid nn polüvesi, mis Moskva teadlaste kinnitusel tekkis peenikestes kapillaarides ja oli palju raskem harilikust veest. Kuid 1970. aastal leidsid Bell´i Telefonilaboratooriumi uurijad, et polüvesi oli saastatud kaaliumi, kloori ja sulfaatidega.

Nii on ka tee keetmise või õlle valmistamise puhul – oluline on eelkõige see, mida kasutatav vesi sisaldab, sest vesi on hea lahusti. Sellest on aru saanud ka nn rohelise keemia tööstus ja üha enam on saada vee põhjal valmistatud värve ja teisi kemikaale, mis kuivades mürkaineid õhku ei erita. Seda toetab ka näiteks ELi REACH programm, mis piirab kõigi kemikaalide ohunormid.

Kümmekonna aasta eest väitsid Anders Nilsson Stanfordi ülikoolist Californias ja Lars Petersson Stockholmi ülikoolist, et nad on katseliselt avastanud vee kahetise struktuuri. Nimelt esinevat vees kõrvuti korrapärane, püramiidjas, tetraheedriline struktuur, mille määravad ära vee molekulide vahelised vesiniksidemed, ja korrastamata struktuur. Selle uudise vesisuse üle vaieldakse tänini.

Kõik aga on kindlad, et vee struktuur on segu korrapärast ja kaootilisusest. Kuid kas vesi mäletab, et mingi aja eest kihutas suuskadel üle selle Kristiina või Andrus? Vaevalt küll. Iga vee vesinikside katkeb ja taastub keskmiselt miljard korda sekundis. Kui vesi mäletaks, mis ta sees kõikjuhtunud on, siis peaks maailmameri olema kõige bioaktiivsem puljong, kuna selles on jäljed elu nelja miljardi aastasest ajaloost.

Füüsika | News | Tehnoloogia | vaata.imet

Kodused virmalised

21.01.2010

Kui pakane paugub aiateibas või vähemalt näpistab nina, ent virmalisi ometi taevas pole, mida siis mures teha? Tuleb võtta kätte ja valmistada kunstlikud virmalised. Selleks poel vaja muud kui kõrgsageduslike raadiolainete saatjaid. Kui pumbata mõnesaja kilomeetri kõrgusele atmosfääri 3,6 megavatine raadiolainete kimp, rebib see aatomitelt elektronid ja tekivadki virmalised. Todd Pedersen ja tema kolleegid USA õhujõudude uurimislaborist kasutasid neid saatjaid Alaskal, et tekitada 150 kilomeetri kõrgusel helenduv ionosfääri kiht. Sel kõrgusel oleks kiht kasulik uutlaadi radarite kaugsuhtluseks.

Allikas: Nature

Meteoroloogia | nädal.pildis | News | Tehnoloogia

Ilmavalvurid kõrgel meie kohal

09.12.2009

Saksamaal Darmstadtis asub EUMETSATi nimelise riikidevahelise ühenduse peamaja. Siit juhitakse Euroopa ilma ennustamist satelliitide toel. Ning kogutakse andmeid, et mõista kliimamuutusi. Eesti on selle ühenduse koopereerunud liige ning püüdleb täisliikmeks 2012. aastal.

EUMETSATi kontrollkeskuses on tapeetide asemel seinad täis arvutiekraane. Siin jälgitakse ja juhitakse satelliitide tegutsemist ning salvestatakse ja töödeldakse neilt saabuvaid andmeid. Inimesi on arvutite arvuga võrreldes üsna hõredalt (fotol ülal).

Satelliidid ripuvad meie kohal, pakituna kuldkilesse nagu jõulukingitused. Õhuke kullast foolium pole ometi mõeldud pilku püüdma, vaid kaitseb neid ülekuumenemise eest (fotol vasakul).

Kui sel nädalal ja järgmiselgi aurutlevad, vaidlevad ja riidlevad 192 riigi teadlased, ametnikud, riigitegelased ja ärimehed Kopenhaagenis selle üle, kas ja kui siis kuidas on vaja pidurdada kasvuhoonegaaside tööstuslikku õhkupaiskamist, hingavad nad välja tubli annuse süsihappegaasi, millest on saanud vaata et kurjuse ja elu võimaliku hävingu sünonüüm.

Sõltumata sellest, milliste otsusteni, olgu siis siduvate või mittesiduvateni, Taani prints Hamleti Helsingøri lossi lähikonnas jõutakse, ei päri ühed seadeldised, mis Maa ilmastikku pidevalt jälgivad ning seda iseloomustavaid parameetreid mõõdavad, endalt kas olla või mitte olla. Nad lihtsalt ripuvad ühes punktis või ringlevad ümber Maa kindlas taktis, kas siis elektrit on või pole või kas atmosfääris on süsihappegaasi enam või vähem.

Fotod: Tiit Kändler

Telli Teadus.ee uudiskiri