مهدي صارمي فر
به هم ريختگي هاي تقارن هاي طبيعت، يكي از مهم ترين سؤالاتي  است كه هميشه پيش روي دانشمندان بوده است.
يكي از اين سؤال ها تفاوت در تعداد اسيد آمينه هاي راست گرد و چپ گرد است.
در بدن موجودات زنده، چهار نوع ملكول يافت مي شود كه فعاليت هاي حياتي را كنترل مي كنند: قندها، چربي ها، پروتئين ها و اسيدهاي نوكلئيك. دوتاي آخر، از همه مهم ترند. زيرا اسيدهاي نوكلئيك، كليدهاي ساخت موجود زنده (ژن ها) را مي سازند و پروتئين ها يا آنزيم ها، فعاليت هاي فيزيولوژيكي را كنترل مي كنند. همة اين ملكول ها رشته هاي طولاني از چند تا ملكول كوچك تر هستند كه آجرها و واحدهاي ساختماني آن ها را تشكيل مي دهند. همة انواع پروتئين ها از 21 نوع اسيد آمينه ساخته شده اند.
نكتة جالب، اين جاست كه اگر اسيدهاي آمينه اي را كه از تجزية پروتئين به وجود آمده اند، در مقابل نور قرار دهيم، فقط قسمت چپ گرد نور بازتابيده مي شود. اما اگر همين اسيدهاي آمينه را از روش هاي شيميايي توليد كنيم، همة نور از آن ها بازتابيده مي شود. اگر به شكل اتم كربن مركزي در اسيدهاي آمينه نگاه كنيم، اربيتال sp3 مي تواند دو جهت گيري داشته باشد: راست گرد و چپ گرد. پس، از هر اسيد آمينه، دو ايزومر وجود خواهد داشت، در حالي كه در طبيعت فقط ايزومر چپ گرد مشاهده شده است. وجود ايزومر راست گرد، هيچ مشكلي براي ادامة حيات ايجاد نخواهد كرد، اما به طرز عجيبي هيچ ايزومر راست گردي در طبيعت وجود ندارد. با اين حال، در آزمايشگاه و با روش هاي شيميايي، از هر دو نوع ايزومر، به تعداد مساوي توليد مي شود.
پژوهش هايي كه در اين زمينه انجام گرفته، نشان مي دهد كه ممكن است تابش هاي كيهاني در اين عمل نقش داشته باشند. در اين صورت، طبق بعضي از تئوري هاي زيست شناسان ملكولي، حيات اولين بار در روي زمين (در۳ ميليارد سال قبل) به وجود نيامده، بلكه در زماني كه منظومة شمسي به صورت ديسكي از غبار بوده (در 5 ميليارد سال پيش)، به وجود آمده است.
يك تيم تحقيقاتي فرانسوي به سرپرستي پروفسور ماير هنريش نشان داده كه اگر در ديسك غبار اوليه، آمينو اسيدها به وجود آمده باشند، در اثر تابش هاي فضايي كه بيشترين شدت آن ها در آن زمان، روي طول موج 180 نانومتر بوده است، اسيد آمينه هاي چپ گرد به تعداد بيشتري توليد خواهند شد. علتش هم اين است كه در سنتزهاي شيميايي، از هر دو ايزومر راست گرد و چپ گرد به تعداد مساوي توليد مي شود. اين آزمايش، تنها روي اسيد آمينة لوسين انجام شده، اما همة 20 اسيد آمينة ديگر نيز در اين آزمايش از همين وضعيت تبعيت خواهند كرد.
علت اين امر، تشابه ساختار فضايي همة اسيدهاي آمينه در اين ناحيه است.
ماير هنريش براي اثبات نظرية خودش به اسيدهاي آمينه اي اشاره مي كند كه در دو سنگ آسماني ديده شده اند و همه از نوع چپ گرد بوده اند.
وي ادعا مي كند كه نتيجة نهايي در سال 2014 به دست خواهد آمد. در آن سال، سازمان فضايي اروپا قصد دارد كه فضا پيمايي را به سمت شهاب سنگ 67پرتاب كند تا روي آن، آزمايش هايي انجام دهد. دكتر ماير هنريش هم بر روي آن فضاپيما دستگاهي نصب كرده كه در صورتِ يافتنِ اسيد آمينه روي شهاب سنگ مذكور، چپ گردي يا راست گردي آن را تشخيص دهد. اثبات نظر دكتر ماير هنريش در مورد چپ گردي اسيد هاي آمينه، به اين سؤال اساسي پاسخ خواهد داد كه آيا ملكول هاي پايه براي تشكيل حيات روي زمين از طريق شهاب سنگ ها آمده اند يا خير.

اصطكاك در جهتي كه اتم ها ساختار منظم دارند، هشت برابر اصطكاك در جهتي است كه دنبالة فيبوناچي نسبت اتم ها را تعيين مي كند
از يك رديف نامنظم مانع مثلا صندلي راحت تر رد مي شويد يا از يك رديف منظم؟ جوابتان هر چه باشد، جوابي براي ابعاد ماكروسكوپي است. اما در ابعاد ميكروسكوپي چه؟ اصطكاكِ يك ساختار شبه بلوري منظم بيشتر است يا يك ساختار شبه بلوري نه چندان منظم؟
نزديك پانصد سال پيش، اگر از لئوناردو داوينچي اين را مي پرسيديد، مي گفت حتما اصطكاك در ساختارهاي شبه بلوري منظم بيشتر است، چون نسبت ابعاد شبه بلورهاي نامنظم با دنبالة فيبوناچي متناسب است. دنبالة فيبوناچي هم نمايندة كمال و زيبايي و هر چيز كاردرست ديگري بود كه داوينچي مي شناخت.
امروزه نيز دو تيم از آزمايشگاه ملي لاورنس بركلي و آزمايشگاه ايمز دانشگاه ايالتي آيووا پس از تحقيقات دقيق با كمك تلفيق دو روش تصويربرداري ميكروسكوپي به همين نتيجه رسيده اند. آن ها توانستند با اولين ميكروسكوپ، ساختار اتمي شبه بلورها را تا حد يك يك اتم ها ببينند و ميان جهت هاي منظم شبه بلورها و جهت هاي نامنظم با دقت تفاوت بگذارند. بعد با ميكروسكوپ دوم، ميزان تغييراتي را كه با خراش دادن سطح شبه بلور در هر يك از اين دو جهت حاصل مي شد، اندازه گيري كنند و مقدار اصطكاك را در هر يك از اين حالت ها بسنجند. در پايان بررسي ها متوجه شدند اصطكاك شبه بلورها در جهات منظم، هشت برابر جهات نامنظم است. حالا ديگر مي توان با اصولي كه داوينچي براي اصطكاك معرفي مي كرد و در ابعاد ماكروسكوپي صادق به نظر مي آمدند، اصطكاك را در ابعاد ميكروسكوپي بررسي كرد و فهميد.
اين پيشرفت عظيمي است، چون تا به حال مجبور بوديم اصطكاك را نه به عنوان يك پديدة معين با رفتار واحد، بلكه به عنوان تابعي از عوامل گوناگون در نظر بگيريم. بنابراين مدل هايي كه براي فهم و بررسي اصطكاك در اختيارمان بود، به پارامترهاي بسياري وابسته بود و خيلي پيچيده به نظر مي آمد.
چشم اندازي كه اكنون پيش روي ما است، بسيار هيجان انگيز به نظر مي رسد. با استفاده از اين اصول مي توان اصطكاك را برنامه ريزي كرد. براي مثال مي توان سطوحي ساخت كه در جهات مختلف، مقادير كاملا متفاوتي اصطكاك داشته باشند.

يك طرح پيل سوختي پليمري كه در آن، هيدروژن به الكترون و پروتون تبديل مي شود و الكترون مجبور است از مدار خارجي عبور كند
رضا قرباني
اخيراَ محققان انستيتو تكنولوژي جورجيا، به تكنولوژي جديدي دست يافته اند كه به كارگيري آن در پيل هاي سوختي پليمري، امكان استفاده از آن ها در دماهاي بالا را فراهم مي كند و روند استفاده از اين نوع پيل هاي سوختي در اتومبيل و قطعات الكترونيكي را سرعت مي بخشد.
اصولا پيل هاي سوختي پليمري، داراي اين محدوديت هستند كه بايد در دماهاي پايين (تقريبا كمتر از 80 درجة سانتيگراد) كار كنند. اكنون با برطرف شدن اين محدوديت، فصل جديدي از پيشرفت هاي اين بخش از تكنولوژي باز شده است.
پيل هاي سوختي پليمري داراي الكتروليت پليمري (غشا) هستند. اين غشاي كوچك و سبك در دماي پايين كار مي كند. براي سرعت بخشيدن به واكنش هم يك كاتاليست پلاتينيومي در دو سطح غشاي الكتروليت استفاده مي شود. اين كاتاليست، موجب افزايش قيمت پيل سوختي مي شود. در اين پيل سوختي، اتم هاي هيدروژن در آند يونيزه مي شوند و الكترون هاي آن ها جدا مي شود. يون هاي هيدروژن كه شامل بار مثبت هستند به يك سطح غشا خلل دار نفوذ مي كنند و به سمت كاتد مي روند. الكترون هاي جدا شده نمي توانند از اين غشاي عبور كنند. آن ها از يك مدار خارجي عبور مي كنند و موجب توليد برق مي شوند. به همين سادگي! در كاتد هم الكترون ها و پروتون هاي هيدروژن و اكسيژن موجود در هوا با هم تركيب مي شوند و آب تشكيل مي دهند. چي از اين بهتر! اما مشكل ،كار كردن پيل هاي سوختي در دماي پايين است. يك تيم دانشگاهي با رهبري دكتر ميلين لو استاد دانشكدة مهندسي و علم مواد مؤسسه تكنولوژي جورجيا، اين مشكل را تا حدودي حل كرده اند.
آن ها از ماده اي به نام تري آزول در غشا استفاده كرده اند. استفاده از اين ماده، مؤثرتر و كاراتر از ديگر موادي است كه در ساخت غشاها از آن استفاده مي شود. با حل شدن اين مشكل به كمك تري آزول ها، موانع به كارگيري پيل سوختي در اتومبيل، موبايل و لپ تاپ ها از بين مي رود.
همان طور كه گفته شد، غشا بايد به الكترون هايي كه توليد مي شود، اجازة عبور ندهد. در عوض، پروتون ها بايد با خيال راحت از آن عبور كنند. اين، كليد رمز ساخت يك پيل سوختي خوب است. همچنين تري آزول، مشكلات بسياري كه پيل هاي سوختي ديگر دارند را نيز حل مي كند. مثلا پيل هاي سوختي سراميكي كه در دماي بالاي (800 درجة سانتيگراد) كار مي كنند، خيلي گرم اند و قابليت استفاده در قطعات الكترونيكي را ندارند.
خلاصه اين كه با كاري كه اين گروه كرده است، پيل هاي سوختي پليمري مي توانند در دماي حدود 120 درجه هم كار كنند و اين بسيار عالي است.

احسان لطفي
در طول تاريخ، زن ها هميشه بيشتر از مردها از درد مي ناليده اند. اولش همه گفتند: خب، زن است ديگر. بعد براي اين كه حرفشان علمي تر بشود، جاي زن را با استروژن عوض كردند وحالا آزمايش هاي انجام شده روي افرادي كه تغيير جنسيت داده اند، نشان مي دهد كه اين حرف خيلي هم بي راه نيست.
آنا ماريا آلويسي، فيزيولوژيست دانشگاه سيه ناي ايتاليا و همكارانش با انجام تحقيقاتي بر روي 54 مرد كه براي تغيير جنسيت، استروژن (هورمون جنسي زنانه) و داروهاي ضدآندروژن (هورمون مردانه) مصرف مي كردند، دريافتند كه 30 درصد از اين افراد، به تدريج دردهاي جديدي مثل سردردهاي مزمن را تجربه مي كنند. در يك تحقيق مشابه روي زناني كه با همين قصد، تستوسترون مصرف مي كردند، معلوم شد اين دردها در بيشتر از نصف زنان، با دريافت هورمون مردانه از بين مي رود يا كاهش پيدا مي كند.
هنوز نحوة تأثير جنسيت بر سازوكار تحمل درد كاملا مشخص نشده، اما پژوهشگران فكر مي كنند كه تستوسترون با خفه كردن مسير پيام هاي درد در سيستم اعصاب مركزي، تحمل شان را آسان تر مي كند؛ در حالي كه استروژن با متوقف كردن مكانيزم هاي بازدارندة مغزي كه درد را تخفيف مي دهند، بر شدتش مي افزايد. ظاهرا نتايج بررسي هاي اخير هم از اين ايده پشتيباني مي كند، اما گويا قصة استروژن به اين سادگي هم نيست.
اين دردها بيشتر در زمان هايي كه مقدار استروژن به پايين ترين حدش مي رسد- بروز مي كند، اما شروع آن ها به ابتداي بلوغ و زماني كه ترشح استروژن در بدن آغاز مي شود، برمي گردد. به اين ترتيب به نظر مي رسد كه تغييرات ناگهاني در ميزان اين هورمون، مشكل ساز است، نه خودش. حالا ليندا لوروشه در رأس تيمي از آسيب شناسان دانشگاه واشنگتن، قصد دارد براي امتحان اين ايده، به بررسي زناني كه قرص هاي ضدبارداري مصرف مي كنند بپردازد. اين داروها، مانع نوسان ميزان استروژن در خون مي شوند و مقدارش را به طور پيوسته بالا نگه مي دارند.
نتايج اين بررسي ها، اين طور كه آلويسي مي گويد، مي تواند به رهيافت هاي تازه اي براي كنترل درد منجر شود. چيزهايي مثل سنجش سطح خوني هورمون هاي جنسي در بيماران و حتي تجويز تستوسترون براي كاهش درد. آمپول مردانگي در راه است.