Wissenschaft

Teilweise auf Kohlenstoffemissionen basierend, identifizierte eine neue Studie unter Verwendung von Simulationen zwei Wendepunkte für das grönländische Eisschild: Die Freisetzung von 1000 Gigatonnen Kohlenstoff in die Atmosphäre wird den südlichen Teil des Eisschilds zum Schmelzen bringen; etwa 2500 Gigatonnen Kohlenstoff bedeuten den dauerhaften Verlust rapid der gesamten Eisdecke.

Nachdem wir ungefähr 500 Gigatonnen Kohlenstoff emittiert haben, sind wir ungefähr auf halbem Weg zum ersten Wendepunkt.

„Der erste Wendepunkt ist nicht weit von den heutigen Klimabedingungen entfernt, sodass wir Gefahr laufen, ihn zu überschreiten“, sagte Dennis Höning, Klimawissenschaftler am Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung, der die Studie leitete. „Sobald wir anfangen zu rutschen, werden wir von dieser Klippe stürzen und können nicht wieder hochklettern.“

Die Studie wurde im AGU-Magazine veröffentlicht Geophysikalische Forschungsbriefedie kurzformatige, hochwirksame Forschungsergebnisse aus den Erd- und Weltraumwissenschaften veröffentlicht.

Das grönländische Inlandeis schmilzt bereits; Zwischen 2003 und 2016 verlor er jedes Jahr etwa 255 Gigatonnen (Milliarden Tonnen) Eis. Ein Großteil der bisherigen Schmelze fand im südlichen Teil des Eisschildes statt. Luft- und Wassertemperatur, Meeresströmungen, Niederschlag und andere Faktoren bestimmen, wie schnell die Eisdecke schmilzt und wo sie Eis verliert.

Die Komplexität, wie diese Faktoren sich gegenseitig beeinflussen, zusammen mit den langen Zeitskalen, die Wissenschaftler für das Schmelzen einer Eisdecke dieser Größe berücksichtigen müssen, machen es schwierig vorherzusagen, wie die Eisdecke auf verschiedene Klima- und Kohlenstoffemissionsszenarien reagieren wird.

Frühere Forschungen identifizierten eine globale Erwärmung von 1 bis 3 Grad Celsius (1,8 bis 5,4 Grad Fahrenheit) als die Schwelle, ab der das grönländische Eisschild irreversibel schmelzen wird.

Um umfassender zu modellieren, wie sich die Reaktion des Eisschilds auf das Klima im Laufe der Zeit entwickeln könnte, verwendete Hönings neue Studie zum ersten Mal ein komplexes Modell des gesamten Erdsystems, das alle wichtigen Rückkopplungsprozesse des Klimas umfasst, gepaart mit einem Modell des Verhaltens des Eisschilds . Sie verwendeten zunächst Simulationen mit konstanten Temperaturen, um Gleichgewichtszustände der Eisdecke oder Punkte zu finden, an denen Eisverlust gleich Eisgewinn battle. Dann führten sie eine Reihe von 20.000 Jahre dauernden Simulationen mit Kohlenstoffemissionen im Bereich von 0 bis 4000 Gigatonnen Kohlenstoff durch.

Aus diesen Simulationen leiteten die Forscher den 1000-Gigaton-Kohlenstoff-Kipppunkt für das Schmelzen des südlichen Teils der Eisdecke und den noch gefährlicheren 2500-Gigaton-Kohlenstoff-Kipppunkt für das Verschwinden rapid der gesamten Eisdecke ab.

Wenn die Eisdecke schmilzt, wird ihre Oberfläche immer tiefer liegen und wärmeren Lufttemperaturen ausgesetzt sein. Wärmere Lufttemperaturen beschleunigen das Schmelzen, wodurch es abfällt und sich weiter erwärmt. Die globalen Lufttemperaturen müssen für Hunderte von Jahren oder sogar noch länger erhöht bleiben, damit diese Rückkopplungsschleife wirksam wird; ein kurzer Sprung von 2 Grad Celsius (3,6 Grad Fahrenheit) würde es nicht auslösen, sagte Höning. Aber sobald das Eis die Schwelle überschreitet, würde es unweigerlich weiter schmelzen. Selbst wenn das atmosphärische Kohlendioxid auf vorindustrielle Werte reduziert würde, würde dies nicht ausreichen, um die Eisdecke wesentlich nachwachsen zu lassen.

„Wir können die CO2-Emissionen nicht viel länger mit der gleichen Price fortsetzen, ohne zu riskieren, die Wendepunkte zu überschreiten“, sagte Höning. „Der größte Teil des Abschmelzens der Eisdecke wird in den nächsten zehn Jahren nicht stattfinden, aber es wird nicht allzu lange dauern, bis wir nicht mehr dagegen angehen können.“

„Guy hat sich vor allem die kurzfristigen Effekte nach einer Diät angesehen. Wir wollten sehen, was once sich langfristig im Gehirn verändert“, erklärt Henning Fenselau, Forscher am Max-Planck-Institut für Stoffwechselforschung, der die Studie leitete.

Dazu setzten die Forscher Mäuse auf Diät und bewerteten, welche Schaltkreise im Gehirn sich veränderten. Insbesondere untersuchten sie eine Gruppe von Neuronen im Hypothalamus, die AgRP-Neuronen, von denen bekannt ist, dass sie das Hungergefühl steuern. Sie konnten zeigen, dass die Nervenbahnen, die AgRP-Neuronen stimulieren, vermehrt Signale aussenden, wenn die Mäuse eine Diät machten. Diese tiefgreifende Veränderung im Gehirn konnte noch lange nach der Diät festgestellt werden.

Vermeidung des Jo-Jo-Effekts

Den Forschern gelang es auch, in Mäusen gezielt Nervenbahnen zu hemmen, die AgRP-Neuronen aktivieren. Dies führte zu einer deutlich geringeren Gewichtszunahme nach der Diät. „Das könnte uns die Möglichkeit geben, den Jo-Jo-Effekt abzumildern“, sagt Fenselau. „Langfristig ist es unser Ziel, Therapien für Menschen zu finden, die helfen könnten, den Körpergewichtsverlust nach einer Diät aufrechtzuerhalten. Um dies zu erreichen, erforschen wir weiter, wie wir die Mechanismen blockieren könnten, die die Stärkung der Nervenbahnen auch beim Menschen vermitteln .“

„Diese Arbeit verbessert das Verständnis dafür, wie neuronale Schaltpläne den Starvation kontrollieren. Wir hatten zuvor einen Schlüsselsatz von stromaufwärts gelegenen Neuronen aufgedeckt, die physisch an AgRP-Hungerneuronen anknüpfen und diese erregen. In unserer aktuellen Studie stellen wir fest, dass die physische Neurotransmitterverbindung zwischen diesen beiden Neuronen, in einem Prozess, der als synaptische Plastizität bezeichnet wird, nimmt mit Diäten und Gewichtsverlust stark zu, und dies führt zu langanhaltendem übermäßigem Starvation“, kommentiert Co-Autor Bradford Lowell von der Harvard Clinical College.

Elisabeth Knust leitet ein Forscherteam vom Max-Planck-Institut für molekulare Zellbiologie und Genetik (MPI-CBG) in Dresden, Deutschland, das eine wesentliche Rolle für einen solchen Stoffwechselweg bei der Aufrechterhaltung der Netzhautgesundheit unter Stressbedingungen beschreibt. Sie studierten den Klassiker Drosophila Gene Zinnober, Kardinal, Weiß, Und Scharlach, die ursprünglich vor Jahrzehnten charakterisiert und aufgrund ihrer Rolle bei der Pigmentierung der Augenfarbe, insbesondere der Bildung des braunen Pigments des Fliegenauges, benannt wurden. Diese Gene codieren Komponenten des Kynurenin-Signalwegs, dessen Aktivität die Aminosäure Tryptophan durch verschiedene Schritte in andere Produkte umwandelt. In dieser Studie haben die Autoren die Funktion dieses Stoffwechselwegs für die Netzhautgesundheit hervorgehoben, unabhängig von seiner Rolle bei der Pigmentbildung.

Der Kynurenin-Weg ist ein evolutionär konservierter Stoffwechselweg, der eine Vielzahl biologischer Prozesse reguliert. Seine Störung kann zum Aufbau von entweder toxischen oder schützenden Biomolekülen oder Metaboliten führen, die die Gesundheit des Gehirns, einschließlich der Netzhaut, verschlechtern bzw. verbessern können. Das Wissen über diesen wichtigen Stoffwechselweg erweiterte das Forschungsteam unter der Leitung von Elisabeth Knust, emeritierte Direktorin am MPI-CBG, kürzlich in ihrer Veröffentlichung in der Zeitschrift Plos Genetics. Da sie sich der bemerkenswerten Erhaltung dieses Stoffwechselwegs und der ihn regulierenden Gene bewusst waren, verwendeten sie Fliegen als Modellsystem, um die Rolle einzelner Metaboliten für die Gesundheit der Netzhaut aufzuklären. Die Forscher untersuchten vier Gene – Zinnober, Kardinal, Weiß und Scharlachrot – benannt nach abnormalen Augenfarben nach ihrem Verlust bei Fliegen. „Da der Kynurenin-Signalweg von der Fliege bis zum Menschen konserviert ist, fragten wir uns, ob diese Gene die Netzhautgesundheit unabhängig von ihrer Rolle bei der Pigmentbildung regulieren“, sagt Sarita Hebbar, eine der Hauptautorinnen der Studie.

Um dies herauszufinden, verwendeten die Wissenschaftler eine Kombination aus Genetik, Ernährungsumstellung und biochemischer Analyse von Metaboliten, um verschiedene Mutationen der Fruchtfliege zu untersuchen. Drosophila melanogaster. Sofia Traikov, eine Co-Autorin, entwickelte eine Methode zur biochemischen Analyse der Metaboliten des Kynurenin-Signalwegs. Dadurch konnten die Forscher verschiedene Metabolitenspiegel mit dem Gesundheitszustand der Netzhaut in Verbindung bringen. Sie fanden heraus, dass ein Metabolit, 3-Hydroxykynurenin (3OH-Ok), die Netzhaut schädigt. Noch wichtiger ist, dass sie zeigen konnten, dass der Grad der Degeneration durch das Gleichgewicht zwischen toxischem 3OH-Ok und schützenden Metaboliten wie Kynurensäure (KYNA) beeinflusst wird und nicht nur durch ihre absoluten Mengen. Sarita fährt castle: „Wir haben zwei dieser Metaboliten auch an normale (nicht mutierte) Fliegen verfüttert und festgestellt, dass 3OH-Ok stressinduzierte Netzhautschäden verstärkt, während KYNA die Netzhaut vor stressbedingten Schäden schützt.“ Dies bedeutet, dass die Gesundheit der Netzhaut unter bestimmten Bedingungen verbessert werden kann, indem das Verhältnis der Metaboliten des Kynurenin-Signalwegs verändert wird.

Darüber hinaus konnten die Forscher durch die Ausrichtung auf diese vier Gene und damit auf vier verschiedene Schritte innerhalb des Signalwegs zeigen, dass nicht nur die Akkumulation von 3OH-Ok als solches, sondern auch seine Place in der Zelle und damit seine Verfügbarkeit in weiteren Reaktionen ist wichtig für die Gesundheit der Netzhaut.

„Diese Arbeit zeigt, dass der Kynurenin-Weg nicht nur für die Pigmentbildung wichtig ist, sondern dass der Spiegel einzelner Metaboliten eine wichtige Rolle bei der Aufrechterhaltung der Netzhautgesundheit spielt“, sagt Elisabeth Knust, die die Studie betreute. Sie schlussfolgert: „In Zukunft sollten das Verhältnis der verschiedenen Metaboliten und die spezifischen Orte ihrer Akkumulation und Aktivität bei therapeutischen Strategien für Krankheiten mit beeinträchtigter Funktion des Kynurenin-Signalwegs, die bei verschiedenen neurodegenerativen Erkrankungen beobachtet werden, berücksichtigt werden.“

„Unser primäres Ziel battle es, Licht auf Beethovens Gesundheitsprobleme zu werfen, zu denen bekanntlich der fortschreitende Hörverlust gehört, der Mitte bis Ende 20 begann und schließlich dazu führte, dass er bis 1818 funktionell taub battle“, sagte Johannes Krause vom Max-Planck-Institut für Evolutionäre Anthropologie in Leipzig, Deutschland.

„Wir konnten keine eindeutige Ursache für Beethovens Taubheit oder Magen-Darm-Probleme finden“, sagt Krause. „Allerdings haben wir eine Reihe signifikanter genetischer Risikofaktoren für Lebererkrankungen entdeckt. Wir haben auch Hinweise auf eine Infektion mit dem Hepatitis-B-Virus spätestens in den Monaten vor der endgültigen Krankheit des Komponisten gefunden. Diese haben wahrscheinlich zu seinem Tod beigetragen.“

Wie so oft, wenn Menschen DNA analysieren, entdeckten die Forscher eine weitere Überraschung. Beethovens Y-Chromosom stimmt nicht mit dem von fünf modernen Verwandten überein, die denselben Nachnamen tragen und auf der Grundlage genealogischer Aufzeichnungen einen gemeinsamen Vorfahren mit Beethovens väterlicher Linie haben. Der Fund deutet auf ein außereheliches „Ereignis“ irgendwo über die Generationen väterlicherseits Beethovens hin.

„Dieser Befund deutet auf ein Extrapaar-Vaterschaftsereignis in seiner väterlichen Linie zwischen der Empfängnis von Hendrik van Beethoven in Kampenhout, Belgien, um 1572 und der Empfängnis von Ludwig van Beethoven sieben Generationen später im Jahr 1770 in Bonn, Deutschland, hin“, sagt Tristan Begg. jetzt an der College of Cambridge, UK

Die Idee für die Arbeit wurde vor speedy einem Jahrzehnt von Begg und dem Co-Autor der Studie, William Meredith, entwickelt. Sie wurden durch Beethovens Bitte um postmortale Studien motiviert, um seine Krankheit zu beschreiben und öffentlich zu machen. In der neuen Studie stützte sich das Workforce, dem auch Toomas Kivisild von der Katholieke Universiteit Leuven in Belgien angehörte, auf die jüngsten Verbesserungen bei der Analyse adjust DNA; Diese Verbesserungen haben die Sequenzierung des gesamten Genoms aus kleinen Mengen historischer Haare ermöglicht.

Zuerst analysierten sie unabhängig voneinander stammende Haarsträhnen, die Beethoven zugeschrieben wurden, von denen sie bestätigten, dass nur fünf von demselben europäischen Mann stammten. Sie hielten diese fünf für „mit ziemlicher Sicherheit authentisch“ und verwendeten sie, um Beethovens Genom auf eine 24-fache genomische Abdeckung zu sequenzieren.

Medizinische Biografen hatten zuvor vermutet, dass Beethoven viele im Wesentlichen erbliche Gesundheitszustände hatte. Doch die Forscher dieser Studie konnten in seinem Genom keine Erklärung für Beethovens Hörstörung oder Magen-Darm-Probleme finden. Sie fanden heraus, dass er genetisch für eine Lebererkrankung prädisponiert battle.

Eine weitere Untersuchung anderer DNA in seinen Proben deutete darauf hin, dass er zumindest in den Monaten vor seinem Tod auch eine Hepatitis-B-Infektion hatte. „Zusammen mit der genetischen Veranlagung und seinem weithin akzeptierten Alkoholkonsum stellen diese believable Erklärungen für Beethovens schwere Lebererkrankung dar, die in seinem Tod gipfelte“, schreiben sie.

Die Forscher stellen fest, dass sich frühere Analysen, die darauf hindeuteten, dass Beethoven eine Bleivergiftung hatte, auf einer Probe basierten, die überhaupt nicht von Beethoven stammte; Stattdessen kam es von einer Frau. Zukünftige Studien, die auf Blei, Opiate und Quecksilber testen, müssen auf authentifizierten Proben basieren, sagen sie.

Die aus Beethovens Haaren extrahierte DNA ist genetisch am ähnlichsten zu der von Menschen, die im heutigen Nordrhein-Westfalen leben, was once mit Beethovens bekannter deutscher Abstammung übereinstimmt, sagt Begg. Zukünftige Studien von Beethovens Proben, die im Laufe der Zeit gesammelt wurden, könnten helfen zu klären, wann er sich mit Hepatitis B infiziert hat. In der Zwischenzeit könnten weitere Studien seiner nahen Verwandten helfen, seine biologische Beziehung zu modernen Nachkommen der Familie Beethoven zu klären.

Das Verständnis der bisherigen Plastikanhäufung in den Ozeanen könnte eine entscheidende Grundlage bieten, um diese Shape der Verschmutzung anzugehen. Frühere Studien haben sich hauptsächlich auf die Ozeane der nördlichen Hemisphäre in der Nähe der am stärksten industrialisierten Nationen der Welt konzentriert, während andere Studien eine Zunahme von Plastik im Ozean über kürzere Zeiträume festgestellt haben.

In dieser Studie untersuchten Eriksen und Kollegen Daten zur Plastikverschmutzung der Meeresoberfläche, die zwischen 1979 und 2019 von 11.777 Stationen in sechs Meeresregionen (Nordatlantik, Südatlantik, Nordpazifik, Südpazifik, Indien und Mittelmeer) gesammelt wurden.

Nach Berücksichtigung von Wind, Standortwahl und Verzerrungen aufgrund von zu geringer Stichprobennahme zeigte das Modell der Autoren seit 2005 einen signifikanten und raschen Anstieg des globalen Ozeanvorkommens und der Verteilung von Kunststoffen in der Meeresoberflächenschicht. Schätzungsweise 82-358 Billionen Kunststoffpartikel (Mittelwert = 171 Billionen Kunststoffpartikel, hauptsächlich Mikroplastik) mit einem Gewicht zwischen 1,1-4,9 Millionen Tonnen (Mittelwert = 2,3 Millionen Tonnen) waren im Jahr 2019 im Wasser. Ein relativer Mangel an Daten von 1979-1990 verhinderte diesen Development Analyse während dieses Zeitraums, während die Plastikmengen zwischen 1990 und 2004 Schwankungen ohne klaren Development aufwiesen.

Obwohl diese Ergebnisse auf Developments im Nordpazifik und Nordatlantik ausgerichtet sind, wo die meisten Daten gesammelt wurden, schlagen Eriksen und Co-Autoren vor, dass der schnelle Anstieg ab 2005 das weltweite Wachstum der Kunststoffproduktion oder Veränderungen in der Abfallerzeugung und -bewirtschaftung widerspiegelt. Ohne weitreichende politische Änderungen prognostizieren die Forscher, dass die Price, mit der Kunststoffe in unsere Gewässer gelangen, bis 2040 etwa um das 2,6-fache zunehmen wird. Sie fordern dringend ein rechtsverbindliches internationales politisches Eingreifen, um die ökologischen, sozialen und wirtschaftlichen Schäden der aquatischen Kunststoffverschmutzung zu minimieren.

Marcus Eriksen, Mitbegründer und Forscher des The 5 Gyres Institute, fügt hinzu: „Wir haben seit dem Jahrtausend einen alarmierenden Development des exponentiellen Wachstums von Mikroplastik in den globalen Ozeanen festgestellt, das über 170 Billionen Plastikpartikel erreicht. Dies ist eine deutliche Warnung Wir müssen jetzt auf globaler Ebene handeln. Wir brauchen einen starken, rechtsverbindlichen globalen UN-Vertrag über die Verschmutzung durch Plastik, der das Downside an der Quelle stoppt.“

„Wenn wir den Mäusen dieses Medikament für kurze Zeit geben, verlieren sie Gewicht. Sie werden alle schlank“, sagte Madesh Muniswamy, PhD, Professor für Medizin an der Joe R. and Teresa Lozano Lengthy Faculty of Drugs des Well being Science Middle.

Die Ergebnisse der Mitarbeiter, ebenfalls von der College of Pennsylvania und der Cornell College, wurden am 27. Februar in der hochwirksamen Zeitschrift veröffentlicht Zellberichte. Muniswamy, Direktor des Zentrums für mitochondriale Medizin an der UT Well being San Antonio, ist der leitende Autor.

Vierthäufigstes Part

Das Forschungsteam entdeckte das Medikament, indem es zunächst untersuchte, wie Magnesium den Stoffwechsel beeinflusst, additionally die Produktion und den Verbrauch von Energie in den Zellen. Diese Energie, ATP genannt, treibt die Prozesse des Körpers an.

Magnesium ist nach Calcium, Kalium und Natrium das vierthäufigste Part im Körper und spielt viele Schlüsselrollen für eine gute Gesundheit, einschließlich der Regulierung von Blutzucker und Blutdruck und dem Aufbau von Knochen. Die Forscher fanden jedoch heraus, dass zu viel Magnesium die Energieproduktion in den Mitochondrien, den Kraftwerken der Zellen, verlangsamt.

„Es bremst, es verlangsamt nur“, sagte Co-Hauptautor Travis R. Madaris, Doktorand im Muniswamy-Hard work an der UT Well being San Antonio.

Das Löschen von MRS2, einem Gen, das den Magnesiumtransport in die Mitochondrien fördert, führte zu einem effizienteren Zucker- und Fettstoffwechsel in den Kraftwerken. Das Ergebnis: magere, gesunde Mäuse.

Leber und Fettgewebe der Nagetiere zeigten keine Hinweise auf eine Fettlebererkrankung, eine Komplikation im Zusammenhang mit schlechter Ernährung, Fettleibigkeit und Typ-2-Diabetes.

Kleinmolekularer Wirkstoff

Das Medikament, das die Forscher CPACC nennen, bewirkt dasselbe. Es begrenzt die Menge an Magnesium, die in die Kraftwerke übertragen wird. In Experimenten warfare das Ergebnis wieder: magere, gesunde Mäuse. UT Well being San Antonio hat eine Patentanmeldung für das Medikament eingereicht.

Die Mäuse dienten als Modellsystem für langfristigen Ernährungsstress, der durch die kalorienreiche, zucker- und fetthaltige westliche Ernährung ausgelöst wurde. Die bekannten Folgen dieses Stresses sind Fettleibigkeit, Typ-2-Diabetes und kardiovaskuläre Komplikationen.

„Das Senken des mitochondrialen Magnesiums milderte die nachteiligen Auswirkungen von anhaltendem Ernährungsstress“, sagte Co-Hauptautor Manigandan Venkatesan, PhD, Postdoktorand im Muniswamy-Hard work.

Zu den Mitarbeitern gehören Joseph A. Baur, PhD, von der College of Pennsylvania und Justin J. Wilson, PhD, von Cornell. „Wir haben uns das kleine Molekül ausgedacht und Justin hat es synthetisiert“, sagte Madaris.

Erhebliche Auswirkungen

„Diese Ergebnisse sind das Ergebnis mehrjähriger Arbeit“, sagte Muniswamy. „Ein Medikament, das das Risiko von Herz-Kreislauf-Erkrankungen wie Herzinfarkt und Schlaganfall und auch das Auftreten von Leberkrebs, der auf eine Fettlebererkrankung folgen kann, verringern kann, wird einen großen Einfluss haben. Wir werden seine Entwicklung fortsetzen.“

Zu den Geldgebern dieses Projekts gehören die Nationwide Institutes of Well being, das US-Verteidigungsministerium und die San Antonio Partnership for Precision Therapeutics.

Darüber hinaus können Sauerstoff-Ionen-Batterien ohne seltene Elemente hergestellt werden und bestehen aus nicht brennbaren Materialien. Gemeinsam mit Kooperationspartnern aus Spanien wurde die neue Batterie-Idee bereits zum Patent angemeldet. Die Sauerstoff-Ionen-Batterie könnte eine hervorragende Lösung für große Energiespeichersysteme sein, um beispielsweise elektrische Energie aus erneuerbaren Quellen zu speichern.

Keramische Werkstoffe als neue Lösung

„Wir haben schon seit geraumer Zeit viel Erfahrung mit keramischen Materialien, die für Brennstoffzellen verwendet werden können“, sagt Alexander Schmid vom Institut für Chemische Technologien und Analytik der TU Wien. „Das brachte uns auf die Idee zu untersuchen, ob sich solche Materialien auch für die Herstellung einer Batterie eignen könnten.“

Die keramischen Materialien, die das Group der TU Wien untersucht hat, können doppelt negativ geladene Sauerstoffionen aufnehmen und wieder abgeben. Beim Anlegen einer elektrischen Spannung wandern die Sauerstoffionen von einem keramischen Subject material zum anderen und können anschließend wieder zurück wandern und so elektrischen Strom erzeugen.

„Das Grundprinzip ist dem Lithium-Ionen-Akku eigentlich sehr ähnlich“, sagt Prof. Jürgen Fleig. „Aber unsere Materialien haben einige wichtige Vorteile.“ Keramik ist nicht brennbar – Brandunfälle, wie sie bei Lithium-Ionen-Akkus immer wieder vorkommen, sind damit praktisch ausgeschlossen. Zudem entfallen seltene Elemente, die teuer sind oder nur umweltschädlich gewonnen werden können.

„Insofern ist der Einsatz von keramischen Werkstoffen ein großer Vorteil, weil sie sich sehr intestine anpassen lassen“, sagt Tobias Huber. „Guy kann bestimmte Elemente, die schwer zu bekommen sind, relativ leicht durch andere ersetzen.“ Der Prototyp der Batterie verwendet noch Lanthan – ein Part, das nicht gerade selten, aber auch nicht ganz verbreitet ist. Aber auch Lanthan soll durch etwas Billigeres ersetzt werden, woran bereits geforscht wird. Kobalt oder Nickel, die in vielen Batterien verwendet werden, kommen überhaupt nicht zum Einsatz.

Hohe Lebensdauer

Der vielleicht wichtigste Vorteil der neuen Batterietechnologie ist aber ihre potenzielle Langlebigkeit: „Bei vielen Batterien hat guy das Downside, dass sich die Ladungsträger irgendwann nicht mehr bewegen können“, sagt Alexander Schmid. „Dann können sie nicht mehr zur Stromerzeugung genutzt werden, die Kapazität der Batterie lässt nach. Nach vielen Ladezyklen kann das zu einem ernsthaften Downside werden.“

Die Sauerstoff-Ionen-Batterie hingegen lässt sich problemlos regenerieren: Geht Sauerstoff durch Nebenreaktionen verloren, kann der Verlust einfach durch Sauerstoff aus der Umgebungsluft ausgeglichen werden.

Für Smartphones oder Elektroautos ist das neue Batteriekonzept nicht gedacht, denn die Sauerstoff-Ionen-Batterie erreicht nur etwa ein Drittel der Energiedichte, die guy von Lithium-Ionen-Batterien gewohnt ist, und läuft bei Temperaturen zwischen 200 und 400 °C. Für die Speicherung von Energie ist die Technologie jedoch hochinteressant.

„Wenn guy einen großen Energiespeicher braucht, um zum Beispiel Sonnen- oder Windenergie zwischenzuspeichern, könnte die Sauerstoff-Ionen-Batterie eine hervorragende Lösung sein“, sagt Alexander Schmid. „Wenn Sie ein ganzes Gebäude voller Energiespeichermodule bauen, spielen die geringere Energiedichte und die erhöhte Betriebstemperatur keine entscheidende Rolle. Aber die Stärken unserer Batterie würden dort besonders ins Gewicht fallen: die lange Lebensdauer, die Möglichkeit, groß zu produzieren Mengen dieser Materialien ohne seltene Elemente und die Tatsache, dass bei diesen Batterien keine Brandgefahr besteht.“

Am 26. September 2022 kollidierte die DART-Raumsonde mit dem Asteroiden Dimorphos in einem kontrollierten Check unserer Asteroidenablenkungsfähigkeiten. Der Einschlag ereignete sich 11 Millionen Kilometer von der Erde entfernt, nah genug, um mit vielen Teleskopen im Element beobachtet zu werden. Alle vier 8,2-Meter-Teleskope des VLT der ESO in Chile beobachteten die Nachwirkungen des Einschlags, und die ersten Ergebnisse dieser VLT-Beobachtungen wurden nun in zwei Veröffentlichungen veröffentlicht.

„Asteroiden sind einige der grundlegendsten Relikte dessen, woraus alle Planeten und Monde in unserem Sonnensystem entstanden sind“, sagt Brian Murphy, Doktorand an der Universität Edinburgh im Vereinigten Königreich und Mitautor einer der Studien. Die Untersuchung der Materialwolke, die nach dem Aufprall von DART ausgestoßen wurde, kann uns daher Aufschluss darüber geben, wie sich unser Sonnensystem gebildet hat. „Einschläge zwischen Asteroiden passieren natürlich, aber guy weiß es nie im Voraus“, fährt Cyrielle Opitom citadel, Astronomin auch an der College of Edinburgh und Hauptautorin eines der Artikel. „DART ist eine wirklich großartige Gelegenheit, einen kontrollierten Aufprall zu untersuchen, rapid wie in einem Hard work.“

Opitom und ihr Staff verfolgten die Entwicklung der Trümmerwolke einen Monat lang mit dem Tool Multi Unit Spectroscopic Explorer (MUSE) am VLT der ESO. Sie fanden heraus, dass die ausgestoßene Wolke blauer struggle als der Asteroid selbst vor dem Einschlag, used to be darauf hindeutet, dass die Wolke aus sehr feinen Partikeln bestehen könnte. In den Stunden und Tagen nach dem Einschlag entwickelten sich weitere Strukturen: Klumpen, Spiralen und ein langer Schweif, der von der Sonnenstrahlung weggedrückt wurde. Die Spiralen und der Schweif waren röter als die anfängliche Wolke und könnten daher aus größeren Partikeln bestehen.

MUSE erlaubte Opitoms Staff, das Licht der Wolke in ein regenbogenähnliches Muster aufzubrechen und nach den chemischen Fingerabdrücken verschiedener Gase zu suchen. Insbesondere suchten sie nach Sauerstoff und Wasser aus dem durch den Einschlag freigelegten Eis. Aber sie fanden nichts. „Es wird nicht erwartet, dass Asteroiden nennenswerte Mengen an Eis enthalten, daher wäre es eine echte Überraschung gewesen, Spuren von Wasser zu entdecken“, erklärt Opitom. Sie suchten auch nach Spuren des Treibmittels der Raumsonde DART, fanden aber keine. „Wir wussten, dass es ein langer Versuch struggle“, sagt sie, „da die Menge an Gasoline, die vom Antriebssystem in den Tanks verbleiben würde, nicht riesig sein würde. Außerdem wäre ein Teil davon zu weit gereist, um es mit MUSE zu erkennen als wir anfingen zu beobachten.“

Ein anderes Staff unter der Leitung von Stefano Bagnulo, einem Astronomen am Armagh Observatory and Planetarium in Großbritannien, untersuchte, wie der DART-Einschlag die Oberfläche des Asteroiden veränderte.

„Wenn wir die Objekte in unserem Sonnensystem beobachten, betrachten wir das Sonnenlicht, das von ihrer Oberfläche oder ihrer teilweise polarisierten Atmosphäre gestreut wird“, erklärt Bagnulo. Das bedeutet, dass Lichtwellen nicht zufällig, sondern entlang einer Vorzugsrichtung schwingen. „Die Verfolgung, wie sich die Polarisation mit der Ausrichtung des Asteroiden relativ zu uns und der Sonne ändert, enthüllt die Struktur und Zusammensetzung seiner Oberfläche.“

Bagnulo und seine Kollegen verwendeten das Tool FOcal Reducer/low dispersion Spectrograph 2 (FORS2) am VLT, um den Asteroiden zu überwachen, und stellten fest, dass der Grad der Polarisation nach dem Einschlag plötzlich abfiel. Gleichzeitig erhöhte sich die Gesamthelligkeit des Programs. Eine mögliche Erklärung ist, dass der Einschlag mehr unberührtes Subject material aus dem Inneren des Asteroiden freigelegt hat. „Vielleicht struggle das durch den Aufprall ausgegrabene Subject material von Natur aus heller und weniger polarisierend als das Subject material an der Oberfläche, weil es niemals Sonnenwind und Sonnenstrahlung ausgesetzt struggle“, sagt Bagnulo.

Eine andere Möglichkeit ist, dass der Aufprall Partikel auf der Oberfläche zerstörte und dadurch viel kleinere in die Trümmerwolke schleuderte. „Wir wissen, dass kleinere Fragmente unter bestimmten Umständen Licht effizienter reflektieren und weniger effizient polarisieren“, erklärt Zuri Grey, Doktorand ebenfalls am Armagh Observatory and Planetarium.

Die Studien der Groups um Bagnulo und Opitom zeigen das Potenzial des VLT, wenn seine verschiedenen Instrumente zusammenarbeiten. Neben MUSE und FORS2 wurden die Nachwirkungen des Aufpralls sogar mit zwei anderen VLT-Instrumenten beobachtet, und die Analyse dieser Daten dauert noch an. „Diese Forschung nutzte eine einzigartige Gelegenheit, als die NASA auf einen Asteroiden einschlug“, schließt Opitom, „so dass sie von keiner zukünftigen Einrichtung wiederholt werden kann. Dies macht die mit dem VLT zum Zeitpunkt des Einschlags gewonnenen Daten äußerst wertvoll, wenn es darum geht, besser zu werden die Natur von Asteroiden zu verstehen.“

Die Weinrebe gehört zu den ältesten Nutzpflanzen der Welt. Wein battle eines der ältesten Produkte, mit denen weltweit gehandelt wurde. Sie förderte den Austausch von Kulturen, Ideen und Religionen. Die Weinrebe entstand am Ende der Eiszeit aus der europäischen Wildrebe, von der bis heute nur noch wenige Reliktpopulationen erhalten sind.

Eine dieser Populationen findet guy auf der Rheinhalbinsel Ketsch zwischen Karlsruhe und Mannheim. Die Spuren, wann und wo genau Wildreben domestiziert wurden, ob Trauben für die Weinherstellung und Tafeltrauben denselben Ursprung haben und wie sich tausende Reben entwickelt haben, verbargen sich bisher im Nebel der Urzeit. Fest steht jedoch, dass die Weinrebe teils drastische Klimaveränderungen überstanden und durch frühe menschliche Migrationsbewegungen eine Reihe von Genen aus Asien mitgenommen hat. „Seit einigen Jahren ist bekannt, dass die heutige Seidenstraße einst eine Weinstraße battle.

Das chinesische Image für Alkohol leitet sich von georgischen Weinkrügen ab, den sogenannten Qevri“, erklärt Professor Peter Nick vom Joseph-Gottlieb-Kölreuter-Institut für Pflanzenwissenschaften (JKIP) des KIT. Nick, der bereits in einem früheren Projekt mit chinesischen Forschern kooperiert hatte Weinrebengenome zu bestimmen, vorgeschlagen, Weinreben entlang der früheren Seidenstraße zu sammeln und ihre Genome zu analysieren.

Das bisher detaillierteste Modell der Evolution und Domestizierung der Weinrebe

Aus Nicks Idee entstand ein Netzwerk von Forschern aus 16 Ländern, die nicht nur Wildreben und alte Arten aus ihren Regionen, sondern auch Wissen über deren Herkunft und Geschichte beisteuerten. Unter schwierigsten Umständen aufgrund der weltpolitischen State of affairs wurden DNA-Proben von mehr als 3500 Reben, darunter mehr als 1000 Wildarten, an das State Key Laboratory for Conservation and Usage of Bio-Assets der Yunnan Agricultural College geschickt. Dort wurden unter der Leitung von Dr. Wei Chen die Genome entschlüsselt und das bisher detaillierteste Modell der Evolution und Domestizierung von Weinreben erstellt. Als Ergebnis wurden eine Reihe neuer Erkenntnisse gewonnen. Nun kann der Ursprung des Weinbaus im Südkaukasus auf weniger als 11.000 v. Chr. datiert werden. Wein ist additionally älter als Brot. Die Weinbautechnik breitete sich sehr schnell über das Mittelmeer nach Westen aus. Durch Kreuzungen mit heimischen Wildreben entstand innerhalb kürzester Zeit eine große Vielfalt an Reben, die durch Stecklinge vermehrt wurden. Vor etwa 7000 Jahren entwickelten sich im Nahen Osten großbeerige Arten zu Tafelreben.

Begleitet wurde die Domestikation von klimatischen Veränderungen, dh dem Ende der Eiszeit, sowie dem feucht-warmen Atlantik, einer Klimaperiode zwischen 8000 und 4000 v. Chr. Die daraus resultierenden menschlichen Migrationsbewegungen hinterließen ihre Spuren im Erbgut der Reben. Mittelalterliche Reben in Südwestdeutschland enthalten beispielsweise Gene von Reben aus Aserbaidschan und Zentralasien.

Die fortschrittliche Gehirn-Pc-Schnittstelle wurde von Prominent Professor Chin-Teng Lin und Professor Francesca Iacopi von der UTS-Fakultät für Ingenieurwesen und IT in Zusammenarbeit mit dem Australian Military and Protection Innovation Hub entwickelt.

Neben Verteidigungsanwendungen hat die Technologie ein erhebliches Potenzial in Bereichen wie fortschrittliche Fertigung, Luft- und Raumfahrt und Gesundheitswesen – zum Beispiel ermöglicht es Menschen mit Behinderungen, einen Rollstuhl zu steuern oder Prothesen zu bedienen.

„Die freihändige, sprachfreie Technologie funktioniert außerhalb von Laborumgebungen jederzeit und überall. Sie macht Schnittstellen wie Konsolen, Tastaturen, Touchscreens und Handgestenerkennung überflüssig“, sagte Professor Iacopi.

„Durch die Verwendung von hochmodernem Graphenmaterial in Kombination mit Silizium konnten wir Probleme in Bezug auf Korrosion, Haltbarkeit und Hautkontaktwiderstand überwinden, um die tragbaren Trockensensoren zu entwickeln“, sagte sie.

Eine neue Studie, die die Technologie skizziert, wurde gerade in der Fachzeitschrift ACS Carried out Nano Fabrics veröffentlicht. Es zeigt, dass die bei UTS entwickelten Graphen-Sensoren sehr leitfähig, einfach zu handhaben und powerful sind.

Die sechseckig gemusterten Sensoren sind über der Rückseite der Kopfhaut positioniert, um Gehirnwellen aus dem visuellen Kortex zu erkennen. Die Sensoren sind widerstandsfähig gegen raue Bedingungen, sodass sie in extremen Betriebsumgebungen eingesetzt werden können.

Der Benutzer trägt eine am Kopf montierte Augmented-Truth-Linse, die weiß flackernde Quadrate anzeigt. Durch die Konzentration auf ein bestimmtes Quadrat werden die Gehirnwellen des Bedieners vom Biosensor aufgenommen und ein Decoder übersetzt das Sign in Befehle.

Die Technologie wurde kürzlich von der australischen Armee demonstriert, wo Soldaten einen vierbeinigen Ghost Robotics-Roboter mit der Gehirn-Maschine-Schnittstelle bedienten. Das Gerät ermöglichte die freihändige Steuerung des Roboterhundes mit einer Genauigkeit von bis zu 94 %.

„Unsere Technologie kann mindestens neun Befehle in zwei Sekunden ausgeben. Das bedeutet, dass wir neun verschiedene Arten von Befehlen haben und der Bediener innerhalb dieses Zeitraums einen von diesen neun auswählen kann“, sagte Professor Lin.

„Wir haben auch untersucht, wie Geräusche aus dem Körper und der Umgebung minimiert werden können, um ein klareres Sign vom Gehirn eines Bedieners zu erhalten“, sagte er.

Die Forscher glauben, dass die Technologie für die wissenschaftliche Gemeinschaft, die Industrie und die Regierung von Interesse sein wird, und hoffen, weitere Fortschritte bei Gehirn-Pc-Schnittstellensystemen zu erzielen.