بلاگ

  • آیا خوردن غذاهای تند به کاهش وزن کمک می کند؟

    اگر تا به حال قسمتی از برنامه‌ی غذاهای تند “هات وانز”، سریال یوتیوبی که در آن مهمانان باید در طول مصاحبه سس‌های بسیار تند بیشتری مصرف کنند، دیده باشید، می‌دانید که ماجرا از چه قرار است. با افزایش سطح تندی، عرق شروع به جاری شدن می‌کند، صورت‌ها سرخ می‌شود و پاسخ‌ها به فریادهای نامفهوم تبدیل می‌شوند.

    کپسایسین، ماده‌ی شیمیایی متمرکز در دانه‌ها و دنده‌های فلفل تند، ماده‌ای قدرتمند است. در حالی که فلفل تند نمی‌تواند شما را بکشد، می‌تواند شما را به اورژانس بفرستد، به خصوص اگر به سطوح بالای تندی عادت نداشته باشید. سال گذشته، سه نوع رامن فوری از شرکت کره جنوبی سامیانگ آنقدر تند بودند که آژانس ملی مواد غذایی دانمارک آنها را یک خطر برای سلامت عمومی دانست.

    با این حال، همان ماده‌ای که برخی از مشتریان را به گریه می‌اندازد، مزایای شگفت‌انگیزی نیز دارد. اولاً، شواهد محکمی وجود دارد که نشان می‌دهد مصرف غذاهای تند می‌تواند به شما در حفظ وزن سالم کمک کند. اما خوردن فلفل تند بیشتر، به تنهایی، برای دوری از مطب پزشک کافی نیست.

    میانبری برای افزایش متابولیسم با غذاهای تند

    یک افسانه قدیمی و رایج این است که غذاهایی با «کالری منفی» وجود دارند که انرژی بیشتری نسبت به آنچه وارد بدن می‌کنند، می‌سوزانند. در حالی که اینطور نیست، اما درست است که خوردن فلفل تند می‌تواند به طور موقت متابولیسم شما را افزایش دهد.

    دکتر ویلیام لی، نویسنده کتاب «برای غلبه بر رژیم غذایی خود بخورید: چربی بسوزانید، متابولیسم خود را بهبود بخشید و عمر طولانی‌تری داشته باشید و برای غلبه بر بیماری بخورید: علم جدید چگونگی التیام بدن شما، توضیح می‌دهد: «کاری که کپسایسین انجام می‌دهد فعال کردن گیرنده‌های سلولی روی زبان شما است که به عنوان گیرنده TRPV1 شناخته می‌شوند.» این نه تنها باعث ایجاد احساس گرما می‌شود، بلکه باعث می‌شود مغز شما یک انتقال‌دهنده عصبی به نام نوراپی نفرین آزاد کند. «این ماده باعث ایجاد یک اثر دومینو از واکنش‌هایی می‌شود که منجر به «فعال کردن» چربی قهوه‌ای شما می‌شود، نوع خاصی از چربی که عملکرد متابولیکی منحصر به فردی دارد.»

    بافت چربی قهوه‌ای (BAT) یا چربی قهوه‌ای، با چربی سفید که عمدتاً در اطراف اندام‌های داخلی شما جمع شده و برای ذخیره انرژی استفاده می‌شود، بسیار متفاوت است. اگرچه چربی سفید بخش مهمی از بدن است، اما وقتی بیش از حد از آن داشته باشید، می‌تواند مشکلاتی ایجاد کند، به همین دلیل است که برخی از متخصصان تغذیه از آن به عنوان “چربی بد” یاد می‌کنند.

    از سوی دیگر، چربی قهوه‌ای شبیه یک صفحه نازک و صاف است که نزدیک به عضلات بین تیغه‌های شانه، پشت استخوان جناغ سینه، اطراف گردن و روی شکم شما قرار دارد. این چربی مفید نقش حیاتی در تنظیم دمای بدن شما هنگام کاهش دمای خارجی دارد. درست قبل از اینکه شروع به لرزیدن کنید، شروع به کار می‌کند. رنگ تیره‌تر آن از غلظت بالای میتوکندری ناشی می‌شود.

    غذاهای تند

    دکتر لی می‌گوید: “وقتی نوراپی نفرین، که توسط کپسایسین ناشی از خوردن فلفل تند ایجاد می‌شود، چربی قهوه‌ای را فعال می‌کند، سلول‌های چربی قهوه‌ای موتورهای خود (میتوکندری) را روشن می‌کنند که گرما تولید می‌کنند، فرآیندی به نام گرمازایی.” برای تولید گرما، سلول‌های چربی قهوه‌ای باید از ذخایر انرژی ذخیره شده در سایر سلول‌های چربی استفاده کنند. “بنابراین، چربی قهوه‌ای “چربی خوبی” است که با سوزاندن “چربی بد” هنگام فعال شدن، با آن مبارزه می‌کند.” بنابراین با خوردن غذاهای تند، در اصل چربی سفید بدن را می‌سوزانید.

    طبق یک تخمین، خوردن غذاهای تند می‌تواند منجر به سوزاندن ۱۱۶ کالری اضافی در روز شود – تقریباً معادل یک تکه نان. اگرچه این مقدار به طور چشمگیری تغییر نمی‌کند، اما هر ذره آن مفید است.

    فلفل تند همچنین می‌تواند اشتهای شما را مهار کند

    یک عامل به همان اندازه مهم این است که فلفل تند ممکن است شما را به کمتر غذا خوردن تشویق کند. دکتر لی می‌گوید: «خوردن فلفل تند می‌تواند اشتها را از دو طریق اصلی کاهش دهد. اول، تندی آن می‌تواند در افرادی که به غذاهای تند حساس هستند، درد ایجاد کند.» این درد به این معنی است که احتمالاً قبل از خوردن غذاهای خیلی تند، دو بار فکر می‌کنید.

    یکی از دلایل اصلی پرخوری این است که ما اغلب بیش از حد عجله داریم. به این دلیل که بدن شما تقریباً ۲۰ دقیقه طول می‌کشد تا متوجه سیری شود. اگر از مرغ تند مالیده شده با هابانرو یا سالاد پاپایا پر از چشم پرنده تایلندی لذت می‌برید، احتمالاً به آرامی از آنها لذت خواهید برد. در نهایت، خوردن سریع غذاهای تند دشوار است.

    دکتر لی می‌گوید: «دوم اینکه، کپسایسین موجود در فلفل تند می‌تواند مرکز سیری مغز را تحریک کند که گرسنگی را کاهش می‌دهد.» مطالعات نشان می‌دهد که کپسایسین در واقع ممکن است گرلین، هورمونی که با گرسنگی مرتبط است را کاهش دهد. به طور خلاصه، فلفل تند به شما کمک می‌کند تا به طور کلی کمتر غذا بخورید.

    این تمام کاری نیست که فلفل تند انجام می‌دهد

    قطعاً فلفل تند می‌تواند تأثیر مثبتی بر متابولیسم داشته باشد، اما این تنها یکی از دلایل لذت بردن از آن است. یک مطالعه در سال ۲۰۲۰ نشان داد افرادی که مرتباً فلفل تند می‌خورند، ممکن است خطر مرگ ناشی از بیماری قلبی را ۲۶ درصد و خطر مرگ ناشی از سرطان را ۲۳ درصد کاهش دهند. شرکت‌کنندگانی که عاشق شیلی بودند، به طور کلی تمایل به زندگی طولانی‌تر داشتند.

    یک توضیح برای این موضوع این است که کپسایسین التهاب را کاهش می‌دهد و می‌تواند به کاهش فشار خون کمک کند. دکتر لی می‌گوید: «خوردن فلفل تند برای سلامت قلب و عروق نیز مفید است. این به این دلیل است که کپسایسین به شل شدن رگ‌های خونی کمک می‌کند که می‌تواند به کاهش فشار خون کمک کند.»

    غذاهای تند همچنین می‌توانند به لطف هجوم اندورفین‌ها و دوپامین، احساس سرخوشی شدیدی در شما ایجاد کنند. این موج تقویت‌کننده‌های خلق و خو اساساً تلاش بدن شما برای جبران درد درک شده است، اما اثرات آنها اغلب مدت‌ها پس از توقف سوزش دهان شما باقی می‌ماند.

    و این همه ماجرا نیست. فلفل تند تازه حاوی آنتی‌اکسیدان‌ها، از جمله ویتامین‌های A و C، همراه با مقداری فیبر غذایی و سایر مواد مفید است. شاید مهمتر از همه، آنها طعم زیادی به غذاها اضافه می‌کنند. از این گذشته، اگر غذای سالم طعم خیلی خوبی نداشته باشد، احتمال اینکه نخواهید آن را بخورید زیاد است.

  • نوار کاست DNA راهی برای حل مشکل فضای ذخیره سازی

    از آنجایی که سرعت ایجاد داده‌های دیجیتال از توانایی ذخیره آنها پیشی گرفته است، دانشمندان به راه‌حلی که در خود طبیعت یافت می‌شود، روی آورده‌اند: DNA. دانشمندان یک «نوار کاست DNA» آزمایشی را برای رسیدگی به بحران جهانی ذخیره‌سازی داده‌ها توسعه داده‌اند. راه حلی که شاید بهترین روش باشد.

    این فناوری جدید از چگالی بالای DNA (دئوکسی ریبونوکلئیک اسید) برای ذخیره مقادیر عظیمی از داده‌ها در قالبی کوچک و بادوام استفاده می‌کند. محققان دانشگاه علوم و فناوری جنوبی در چین در مقاله‌ای که در تاریخ 10 سپتامبر منتشر شد، نوشتند: “نوار کاست DNA راهکاری برای ذخیره‌سازی سریع، فشرده و بزرگ داده‌های سرد یا گرم مبتنی بر DNA ارائه می‌دهد.”

    ذخیره‌سازی داده‌ها در DNA

    جهان در حال غرق شدن در داده‌ها است. هر کلیک، هر عکس، هر ویدیو سونامی بی‌پایانی از اطلاعات ایجاد می‌کند. راه‌حل‌های ذخیره‌سازی فعلی می‌توانند به زودی به محدودیت‌های خود برسند. هارد دیسک‌ها حجیم هستند، مقادیر زیادی انرژی مصرف می‌کنند و با گذشت زمان تخریب می‌شوند.

    به همین دلیل است که متخصصان، DNA را به عنوان یک راه‌حل ذخیره‌سازی داده برای ذخیره حجم عظیمی از اطلاعات در قالبی کوچک که می‌تواند هزاران سال دوام بیاورد، بررسی کرده‌اند. این رویکرد، جایگزین بالقوه‌ای برای سرورها و هارد دیسک‌های استاندارد ارائه می‌دهد.

    به عنوان مثال، گفته می‌شود که DNA یک سلول انسانی، ظرفیت ذخیره‌سازی نظری ۳.۲ گیگابایت، معادل ۶۰۰۰ کتاب، ۱۰۰۰ آهنگ یا دو فیلم، را در خود جای می‌دهد.

    مطالعات مختلف قبلی، DNA را به عنوان یک رسانه ذخیره‌سازی بالقوه بررسی کرده‌اند. با این حال، چالش این بوده است که چگونه آن را به یک سیستم عملی و قابل دسترس تبدیل کنیم.

    مطالعه جدید، راه‌حلی را ارائه می‌دهد که ایده‌ای نوستالژیک از دهه‌های ۸۰ و ۹۰ میلادی را به عاریت می‌گیرد: یک نوار کاست DNA که داده‌ها را درست مانند نوارهای صوتی قدیمی که موسیقی را ذخیره می‌کردند، ذخیره می‌کند.

    نوار کاست

    یک نوار فیزیکی از مخلوط پلی‌استر و نایلون ساخته شد. پس از آن، الگوهای بارکد روی سطح آن چاپ شدند و میلیون‌ها بخش کوچک و قابل آدرس‌دهی – مانند پوشه‌های جداگانه در رایانه شما – ایجاد کردند. این طراحی نوآورانه می‌تواند به شما امکان دهد داده‌های دقیقی را که نیاز دارید، به سرعت پیدا کنید.

    داده‌های دیجیتال به یک توالی DNA (با استفاده از بازهای A، C، G و T به عنوان کد) ترجمه شده و سپس روی نوار ذخیره می‌شوند. کد DNA بسیار شبیه کد دودویی کامپیوتر عمل می‌کند.

    علاوه بر این، یک لایه کریستالی محافظ سپس روی نوار اعمال می‌شود تا از تخریب DNA جلوگیری شود. این امر تضمین می‌کند که ذخیره‌سازی DNA می‌تواند صدها یا حتی هزاران سال بدون برق دوام بیاورد.

    عملکرد سیستم در این نوار کاست

    این تیم با موفقیت توانایی سیستم را در ذخیره و بازیابی سریع یک تصویر دیجیتال نشان داد و عملکرد آن را برای ذخیره‌سازی سریع و در مقیاس بزرگ داده‌ها اثبات کرد.

    در مقاله تحقیقاتی، آنها “عملکرد آن را با قرار دادن تصادفی تصاویر ناقص در پارتیشن داده‌ها تأیید کردند و یک عملیات حلقه بسته کاملاً خودکار شامل آدرس‌دهی، بازیابی، حذف، قرار دادن فایل بعدی و بازیابی مجدد فایل را نشان دادند که همگی در عرض ۵۰ دقیقه انجام می‌شوند”

    PopSci گزارش داد که یک نوار کاست DNA به طول ۳۲۸ فوت ممکن است بیش از ۳ میلیارد آهنگ را در خود جای دهد، ظرفیتی بسیار فراتر از نوار کاست سنتی.

    علاوه بر این، انتظار می‌رود دستگاه نمونه اولیه «۳۶ پتابایت» داده داشته باشد که معادل ذخیره‌سازی «۳۶۰۰۰ هارد دیسک» است. در صورت موفقیت، فناوری کاست DNA می‌تواند با ارائه روشی کارآمدتر و پایدارتر برای ذخیره مقادیر زیادی از داده‌ها بدون انرژی زیاد، یک راه‌حل مقیاس‌پذیر برای مراکز داده فراهم کند.

  • چین پارچه ای تولید کرده که تا دمای ۱۲۰۰ درجه را تحمل میکند

    یک شرکت چینی انواع جدیدی از پارچه‌ها را به نمایش گذاشته است که می‌توانند در برابر دماهای شدید مقاومت کنند. برخی از موارد ارائه شده ضد آب و ضد باد بودند و در عین حال قابلیت تنفس داشتند. شرکت Safmax این پارچه‌های پیشرفته را در دومین نمایشگاه فناوری امنیت عمومی در لیانیونگانگ، چین، ارائه کرد. safmax یک شرکت فعال در حوزه‌ی مواد نانوممبرانی حفاظتی و منسوجات مقاوم در برابر حرارت مربوط است.

    ماده جدید ضد شعله این شرکت می‌تواند تا دمای ۲۱۹۲ درجه فارنهایت (۱۲۰۰ درجه سانتیگراد) را تحمل کند. این پارچه می‌تواند ساختار خود را بدون تغییر شکل، کوچک شدن یا ذوب شدن حفظ کند. این نوع الیاف را می‌توان در لباس‌های آتش‌نشانی و پتوهای آتش‌نشانی برای جداسازی جریان هوا در هنگام آتش‌سوزی باتری در وسایل نقلیه انرژی جدید استفاده کرد.

    راه حل موثر و راحت

    ادعا می‌شود که این ماده موثرترین و راحت‌ترین راه حل برای مقابله با آتش‌سوزی است. در سال‌های اخیر، پارچه‌های پنبه‌ای ضد شعله با استفاده از مواد ضد شعله مختلف، از جمله اسید فیتیک (PA)، پلی فسفات آمونیوم (APP) و دی فنیل فسفین (DPP) ساخته شده‌اند.

    ادعا می‌شود پارچه‌های نانوغشایی Safmax که در این رویداد ارائه شدند، ضد آب و ضد باد هستند. اگرچه این مواد کاملاً قابل تنفس بودند.

    پارچه نانوغشایی

    جیانگ هوانگسن، مدیر ارشد فناوری Safmax، فاش کرد که می‌توان مواد نانوغشایی را روی پارچه معمولی با ضخامت تنها یک درصد موی انسان اعمال کرد.

    برخی از محققان اخیراً پارچه پنبه‌ای مقاوم در برابر شعله، آبگریز، با استحکام بالا و قابل تنفس را با اتصال عرضی کووالانسی دوگانه بخش‌های سیلوکسان حاوی آمینو، مونومرهای حاوی فسفر با چندین محل واکنش و بخش‌های سلولزی غنی از هیدروکسیل توسعه داده‌اند. اگرچه، جیانگ هوانگسن مشخصات مواد پارچه را فاش نکرد.

    الیاف مقاوم در برابر شعله

    برخی از پارچه‌های مقاوم در برابر شعله یا با افزودن الیاف مقاوم در برابر شعله ذاتی، مانند مداکریلیک، یا با عمل‌آوری پارچه‌های قابل اشتعال مانند پنبه با مواد شیمیایی ساخته می‌شوند. عملیات شیمیایی می‌تواند شامل پرداخت‌های واکنشی باشد، که در آن ماده‌ی بازدارنده به الیاف می‌چسبد، یا پرداخت‌های افزودنی، که در آن روی پارچه رسوب می‌کند یا روی آن پوشش داده می‌شود.

    در برخی روش‌ها، این فرآیندها با مختل کردن چرخه احتراق، یا با زغال کردن آن، آزاد کردن گازهای مهار شعله، یا ایجاد یک لایه عایق، عمل می‌کنند.

    در روش‌های مرسوم، مواد لباس آتش‌نشانان معمولاً با ترکیب پارچه های پیشرفته و چند لایه که برای مقاومت در برابر گرما، شعله و رطوبت طراحی شده‌اند، ساخته می‌شوند. لایه بیرونی اغلب یک الیاف آرامید مانند نومکس است که به جای ذوب شدن در گرما، کربنیزه می‌شود.

    پارچه

    یک مانع رطوبتی در برابر آب و مواد شیمیایی محافظت می‌کند، در حالی که یک مانع حرارتی، اغلب یک پارچه لحافی، عایق را فراهم می‌کند. طبق آزمایش‌ها، این لایه‌ها، که گاهی اوقات از الیافی مانند کولار برای استحکام استفاده می‌کنند، سپس به هم دوخته می‌شوند تا لباس محافظ کامل ایجاد شود.

    پیشنهاد Safmax به لباس‌های سبک‌تر و به همان اندازه ایمن اشاره دارد و استاندارد صنعت را تغییر می‌دهد.

    آب نمی‌تواند از آن عبور کند

    هوانگسن ضمن نمایش این ماده نانوغشایی، نشان داد که آب نمی‌تواند از آن عبور کند و با این حال هوا به سرعت آزاد می‌شود. این امر به ضد آب بودن در عین قابلیت تنفس آن کمک می‌کند.

    همچنین یک لانه سگ پلیس تاشو به نمایش گذاشته شد که می‌تواند به سرعت در عرض چند دقیقه به یک سازه محکم تبدیل شود و تا 200 کیلوگرم وزن را تحمل کند و استقرار سریع واحدهای فرماندهی سیار را تسهیل کند. به گزارش CGTN، غرفه‌داران فناوری‌های پیشرفته پارچه و تجهیزات ایمنی عمومی قابل حمل را برای افزایش کارایی و ایمنی عملیاتی به نمایش گذاشتند.

  • جذب دی اکسید کربن با استفاده از نور خورشید در یک دستاورد کم‌مصرف

    دانشمندان روش‌های بی‌شماری را برای جذب کربن امتحان کرده‌اند. اما اگر چیزی به سادگی و فراوانی نور خورشید بتواند این کار را انجام دهد چه؟

    استفاده از انرژی خورشیدی برای جداسازی و تبدیل CO₂ می‌تواند مصرف انرژی فرآیندهای سنتی را به‌طور چشمگیر کاهش دهد. «دستاورد کم‌مصرف» معمولاً به سیستمی اشاره دارد که از نور خورشید (به شکل فوتون یا گرما) برای فعال‌سازی واکنش‌های جذب/آزادسازی یا کاهش شیمیایی CO₂ استفاده می‌کند و نیاز به انرژی برقِ فسیلی یا گرمای با دمای بالا را حذف یا کمینه می‌کند.

    ریچارد وای. لیو، استادیار دانشگاه هاروارد، روشی را توسعه داده است که از نور خورشید برای فعال کردن مولکول‌های آلی ویژه‌ای به نام فوتوبازها استفاده می‌کند. این مولکول‌ها یون‌های هیدروکسید تولید می‌کنند که می‌توانند CO₂ را به طور مؤثر از هوا جذب و آزاد کنند.

    روش‌های فعلی برای جذب مستقیم هوا به مقادیر زیادی انرژی نیاز دارند. رویکرد لیو متفاوت است. با استفاده از خود نور به عنوان محرک، این فرآیند می‌تواند از نظر انرژی بسیار کارآمدتر شود. این کشف گامی به سوی راه‌حل‌های مقیاس‌پذیر برای حذف گازهای گلخانه‌ای است. لیو تأکید می‌کند که این روش برگشت‌پذیر است و می‌تواند به طور بالقوه تنها با نور خورشید تأمین شود.

    مولکول‌ها کار را انجام می‌دهند

    اشتیاق لیو به شیمی در کالج هاروارد آغاز شد. او که در ابتدا به فیزیک علاقه‌مند بود، خیلی زود متوجه شد که مجذوب ساخت مولکول‌ها در آزمایشگاه شده است. با راهنمایی اساتید تد بتلی و اریک جاکوبسن، او آموخت که به مولکول‌ها خلاقانه نزدیک شود و ریسک‌های حساب‌شده‌ای را بپذیرد.

    لیو در طول دوره دکترای خود در MIT به همراه استیون بوخوالد، کاتالیزورهای جدیدی اختراع کرد که امکان ساخت مولکول‌های پیچیده از بلوک‌های ساختمانی ساده را فراهم می‌کرد. این پایه اکنون کار آزمایشگاه او را در هاروارد هدایت می‌کند.

    نور خورشید

    آزمایشگاه لیو بر طیف وسیعی از چالش‌ها تمرکز دارد. تحقیقات آنها شامل شیمی آلی و معدنی و همچنین علم مواد است. این تیم بر روی پلتفرم‌های ردوکس آلی، کاتالیزورهای مبتنی بر فلز و مولکول‌هایی که گازهای گلخانه‌ای را جذب می‌کنند، کار می‌کند.

    پروژه اخیر پایگاه عکس، همکاری با دانیل جی. نوسرا، استاد انرژی پترسون راک‌وود بود. این کار، نمونه‌ای از تمرکز لیو بر راه‌حل‌های عملی است. این آزمایشگاه، شیمی‌دانان، مهندسان و دانشمندان مواد را گرد هم می‌آورد که هر کدام تخصص منحصر به فردی دارند.

    نور، جذب کربن را تقویت می‌کند

    جذب مستقیم هوا در مبارزه با تغییرات اقلیمی بسیار مهم است، اما روش‌های پرانرژی، پذیرش گسترده محدودی دارند. رویکرد لیو یک جایگزین کم‌انرژی ارائه می‌دهد. با طراحی مولکول‌هایی که حالت شیمیایی خود را در زیر نور خورشید تغییر می‌دهند، تیم او مسیری را به سمت یک راه‌حل با انرژی خورشیدی نشان می‌دهد.

    این پروژه در درجه اول توسط جایزه NSF CAREER لیو تأمین مالی شد. اگرچه اختلالات اخیر در بودجه فدرال چالش‌هایی ایجاد کرده است، اما حمایت‌های هاروارد باعث ادامه تحقیقات شده است.

    این آزمایشگاه فراتر از کاربردهای عملی، یک مأموریت آموزشی را انجام می‌دهد. لیو تأکید می‌کند که این کار به دانشجویان فرصت‌هایی برای بررسی ایده‌های جسورانه، کسب تجربه عملی و تولید پایان‌نامه‌های کاملی می‌دهد که آنها را برای مشاغل علمی آینده آماده می‌کند.

    لیو امیدوار است که سرمایه‌گذاری مداوم در علم، امکان انتقال اکتشافاتی مانند پایگاه‌های عکس از آزمایشگاه به دنیای واقعی را فراهم کند. او خاطرنشان می‌کند که تحقیقات در دانشگاه‌ها ممکن است سودآور نباشد، اما می‌تواند برای نسل‌ها مزایای اجتماعی به همراه داشته باشد.

    تیم لیو با نور خورشید به عنوان کاتالیزور، گامی مهم در تلاش برای هوای پاک‌تر برداشته است. نوآوری آنها نشان می‌دهد که چگونه شیمی خلاق می‌تواند به حل یکی از مهم‌ترین مشکلات سیاره کمک کند.

    چرا «کم‌مصرف» ممکن است واقعی باشد

     

    • انرژی گرمایی خورشیدی (خصوصاً برای آزادسازی در دماهای پایین) از انرژی الکتریکی ارزان‌تر و در دسترس‌تر است.
    • حذف یا کاهش مراحل فشرده‌سازی، بازیابی حرارت و برق‌مصرفی می‌تواند مقدار انرژی مورد نیاز به ازای هر تن CO₂ را کاهش دهد.
    • بازیافت مستقیم CO₂ به مواد با ارزش افزوده باعث می‌شود «هزینه خالص» کاهش یابد و سیستم اقتصادی‌تر شود.
  • 8 حیوانی که می‌توانند از آخرالزمان جان سالم به در ببرند

    وقتی پایان جهان را تصور می‌کنیم، اغلب بشریت را در حال تقلا برای بقا تصور می‌کنیم، اما طبیعت ممکن است برندگان دیگری (حیوانات)را در ذهن داشته باشد. برخی از موجودات برای تحمل موج گرما، تشعشعات، گرسنگی و حتی خلاء فضا ساخته شده‌اند.

    این بازماندگان به سادگی دوام نمی‌آورند. آنها در شرایطی رشد می‌کنند که بیشتر حیات را از بین می‌برد. از خرس‌های آبی میکروسکوپی که می‌توانند دهه‌ها چرت بزنند تا لاشخورهایی که از پوسیدگی تغذیه می‌کنند، در اینجا هشت حیوان وجود دارد که به احتمال زیاد از یک فاجعه جهانی جان سالم به در می‌برند و شاید حتی هر آنچه از زمین باقی مانده است را به ارث ببرند.

    خرس‌های آبی (Tardigrades)

    اگر حیوانی بتواند “آخرین بازمانده” معتبری باشد، آن خرس آبی است. این موجودات در مقیاس میلی‌متری می‌توانند تقریباً تمام متابولیسم خود را با حلقه شدن در یک “تون” خشک‌شده متوقف کنند، سپس سال‌ها بعد وقتی آب دوباره برگردد، دوباره زنده می‌شوند. در این حالت، آنها شرایط سختی را تحمل می‌کنند که بیشتر حیات را از بین می‌برد. شرایط نزدیک به خلاء، فشارهای خردکننده و تشعشعات شدید که در مقیاس هزاران گری اندازه‌گیری می‌شوند.

    در آزمایش‌های آزمایشگاهی، از انفجارهای کوتاه دماهای شدید، از نزدیک به صفر مطلق تا حدود ۱۵۰ درجه سانتیگراد، جان سالم به در برده‌اند و حتی آزمایشی در سال ۲۰۰۷ نشان داد که برخی از خرس‌های آبی می‌توانند سختی فضای بیرونی را تحمل کنند. با این حال، آنها جادویی نیستند. برای زندگی و تولید مثل دوباره، آنها هنوز به یک لایه نازک از آب و شیمی قابل تحمل نیاز دارند. به عنوان الگویی از سرسختی به علاوه نیاز کم به منابع، آنها تقریباً یک انتخاب اجباری برای هر لیست آخرالزمانی هستند.

    حیوان

    سوسک‌ها

    سوسک‌ها موجوداتی همه‌کاره هستند که تقریباً هر چیزی می‌خورند، به سرعت تولید مثل می‌کنند و می‌توانند دوره‌های طولانی را با غذای کم یا آب تحمل کنند. اینها ویژگی‌هایی هستند که ریشه‌کن کردن آنها را به طرز بدنامی دشوار می‌کند. آنها در برابر تشعشعات از ما مقاوم‌تر هستند زیرا سلول‌های آنها کمتر تقسیم می‌شوند، اما «سوسک ضد آخرالزمان هسته‌ای» یک افسانه است. آزمایش‌های کنترل‌شده و بررسی‌های کارشناسان نشان می‌دهد که سوسک‌ها در دوزهای بالاتر از انسان‌ها زنده می‌مانند، اما همچنان در سطوح شدید می‌میرند و گرما و شوک یک انفجار واقعی را تحمل نمی‌کنند.

    یک حقیقت به یاد ماندنی این است که سوسک‌ها می‌توانند روزها تا هفته‌ها بدون سر زندگی کنند، این به دلیل نحوه تنفس حشرات از طریق مجاری تنفسی بدن است، نه یک سیستم متمرکز بینی و گلو. در دنیای تاریک پس از فاجعه با بقایای پراکنده و پناهگاه، آنها احتمالاً دوام خواهند آورد، اگرچه خشکسالی، سرمای ناگهانی و منابع مسموم همچنان محدودیت‌هایی را ایجاد می‌کنند.

    کرکس‌ها

    کرکس‌ها گروه کنترل بیماری‌های طبیعت هستند. آنها در لاشه‌خواری تخصص دارند و اسید معده آنها به اندازه کافی قوی است که بسیاری از میکروب‌های خطرناک را خنثی کند. جوامع روده آنها برای مقابله با سموم و باکتری‌هایی که حیوانات دیگر را بیمار می‌کنند، سازگار شده است. از آنجایی که آنها می‌توانند برای یافتن غذا در مسافت‌های طولانی پرواز کنند، در اکوسیستم‌های مختل شده که شکار تازه کمیاب است، به خوبی می‌توانند از لاشه‌ها استفاده کنند.

    نکته این است که کرکس‌ها در برابر سموم خاص، از جمله بقایای لاشه دام، بسیار آسیب‌پذیر هستند. یکی از دلایلی که چندین گونه در بخش‌هایی از آسیا و آفریقا از بین رفته‌اند. در یک فاجعه جهانی که سموم گسترده هستند، این حساسیت می‌تواند یک ضعف بزرگ باشد. در سناریوهایی که مرگ و میر طبیعی بدون آلودگی شیمیایی غالب است، زیست‌شناسی آنها به یک مزیت بقا تبدیل می‌شود.

    کوسه ها

    کوسه‌ها محدوده وسیعی از اقیانوس‌ها را اشغال می‌کنند و بسیاری از آنها می‌توانند بین وعده‌های غذایی خود مدت زیادی را صرف غذا کنند. سوابق نشان می‌دهد که یک کوسه‌ی بادخیز بیش از یک سال در اسارت روزه می‌گیرد و گونه‌های آب‌های سرد مانند کوسه گرینلند با بودجه‌های متابولیکی فوق‌العاده کم زندگی می‌کنند. برخی از گونه‌ها همچنین به جمع‌آوری زباله می‌پردازند، که در صورت ناپایداری شبکه‌های غذایی، یک جایگزین مفید است.

    به ویژه کوسه‌های اعماق دریا و قطبی در محیط‌هایی زندگی می‌کنند که از بسیاری از شوک‌های سطح زمین در امان هستند، که می‌تواند پس از یک بحران جهانی زمان بخرد. با این حال، آنها در برابر تغییرات گسترده اقیانوس مصون نیستند. اکسیژن‌زدایی شدید، اسیدی شدن یا فروپاشی زنجیره غذایی حتی سرسخت‌ترین‌ها را نیز تهدید می‌کند. کوسه‌های گرینلند، که احتمالاً طولانی‌ترین مهره‌داران عمر هستند و به چندین قرن می‌رسند، به عنوان نمادی از استقامت طولانی مدت، نشان می‌دهند که چگونه یک استراتژی آهسته و کم انرژی می‌تواند در دوران قحطی زنده بماند.

    حیوان

    پنگوئن‌های امپراتور

    پنگوئن‌های امپراتور برای کمبود و سرما ساخته شده‌اند. نرها می‌توانند بیش از سه ماه روزه بگیرند و در طول زمستان قطب جنوب روی تخم‌ها بخوابند و به ذخایر چربی متراکم و گروه‌های صرفه‌جویی در انرژی که پرندگان را از لبه‌ی یخ‌زده به مرکز گرم می‌چرخانند، متکی باشند. بدن‌های جمع‌وجور، اندام‌های کوچک و پرهای فشرده‌ی آنها، اتلاف گرما را به حداقل می‌رساند و کلونی‌ها آنقدر دور هستند که برخی از بلایای ساخته‌ی دست بشر ممکن است به سرعت به آنها نرسد.

    روی دیگر سکه، وابستگی به زیستگاه است: امپراتورها برای تولید مثل و تغذیه به سکوهای “یخ سریع” پایدار متصل به دریا نیاز دارند. اگر فاجعه‌ای باعث تسریع از دست رفتن یخ دریا شود یا دسترسی به طعمه در زیر یخ را مختل کند، انعطاف‌پذیری آنها می‌تواند به سرعت از بین برود. با این حال، تا زمانی که یخ حفظ شود و غذا در دسترس باشد، تعداد کمی از پرندگان برای تاریکی طولانی و سرمای شدید آماده‌تر هستند.

    روتیفرها (چرخان‌تباران)

    روتیفرهای بدلوئید حیوانات میکروسکوپی هستند که می‌توانند زندگی را متوقف کنند، از خشک شدن، انجماد و از دست دادن اکسیژن جان سالم به در ببرند و سپس با بهبود شرایط دوباره شروع به زندگی کنند. ادعای شهرت آنها چیست؟ دانشمندان افرادی را از خاک منجمد سیبری که قدمت آنها تقریباً به ۲۴۰۰۰ سال پیش برمی‌گردد، احیا کردند و نشان دادند که حیات معلق می‌تواند در مقیاس‌های زمانی زمین‌شناسی دوام بیاورد.

    بسیاری از bdelloids به صورت غیرجنسی تولید مثل می‌کنند (پارتنوژنز)، بنابراین یک بازمانده می‌تواند به سرعت جمعیت خود را پس از بازگشت آب دوباره ایجاد کند. آنها شکست‌ناپذیر نیستند. سموم شدید یا عقیم‌سازی کامل زیستگاه همچنان آنها را از بین می‌برد، اما اندازه کوچک، رژیم‌های غذایی انعطاف‌پذیر و ترفندهای خواب آنها، آنها را به گزینه‌های بسیار خوبی برای عبور از فواصل طولانی و سخت تبدیل می‌کند. در جهانی با زیستگاه‌های کوچک پراکنده، لایه‌های نازک در خاک، توده‌های آب ذوب شده یا برکه‌های موقت، روتیفرها می‌توانند بی‌سروصدا از بدترین شرایط عبور کنند و دوباره به حالت عادی برگردند.

    ماهی کیلی فیش( برکه ماهی)

    ماهی کیلی فیش اقیانوس اطلس نمونه بارزی از سازگاری سریع و تکرارپذیر با استرس‌های ایجاد شده توسط انسان است. جمعیت‌هایی که در برخی از آلوده‌ترین مصب‌های آمریکای شمالی زندگی می‌کنند، به طور مستقل دفاع ژنتیکی در برابر مخلوط‌های شیمیایی پیچیده تکامل یافته‌اند و سطوح سمی را که ماهی‌های دیگر را می‌کشد، تحمل می‌کنند. آنها به سرعت بالغ می‌شوند و اغلب تولید مثل می‌کنند، که این امر سرعت تغییرات تکاملی را افزایش می‌دهد و به جمعیت‌ها کمک می‌کند تا پس از شوک‌ها دوباره به حالت عادی برگردند.

    ماهی کیلی فیش به عنوان حیوانی کوچک و عمومی در آب‌های جزر و مدی و باتلاق‌ها، می‌تواند از زیستگاه‌های حاشیه‌ای که ممکن است در سواحل آشفته و پس از فاجعه گسترش یابند، بهره‌برداری کند. محدودیت‌ها همچنان پابرجاست. فروپاشی واقعاً شدید اکسیژن، تعادل شوری یا شبکه‌های غذایی همچنان خطرناک خواهد بود و همه گونه‌های ماهی کیلی فیش تحمل یکسانی ندارند. اما سابقه آنها در آب‌های کثیف و آشفته، آنها را به بازماندگان غیرمعمول و محتملی در میان مهره‌داران تبدیل می‌کند.

    حیوان

    مورچه‌ها

    مورچه‌ها استاد حل مسئله جمعی هستند. وقتی سیل رخ می‌دهد، گونه‌هایی مانند مورچه‌های آتشین به قایق‌های زنده‌ای تبدیل می‌شوند که روزها شناور هستند، تغییر شکل می‌دهند و “خودترمیمی” می‌کنند تا آب را تخلیه کنند و به دنبال زمین بگردند. این کلونی مانند ماده‌ای رفتار می‌کند که در برابر پارگی مقاومت می‌کند و تحت فشار سازگار می‌شود. کلونی‌های آنها می‌توانند به سرعت جابجا شوند، تقسیم شوند و دوباره ساخته شوند و رژیم غذایی همه‌چیزخوار آنها به آنها اجازه می‌دهد تقریباً از هر منبع غذایی استفاده کنند.

    تعداد زیاد این حیوان نیز کمک می‌کند. دانشمندان تخمین می‌زنند که تقریباً 20 کوادریلیون مورچه روی زمین وجود دارد که به این گروه، افزونگی در زیستگاه‌های مختلف می‌دهد. نقاط ضعف آنها در سطح کلونی است. سموم، انجماد طولانی مدت یا از بین رفتن کامل مکان‌های لانه‌سازی، هنوز هم می‌تواند جمعیت‌های محلی را از بین ببرد. اما در سراسر سیاره، ترکیبی از سازماندهی اجتماعی، تحرک و ترفندهای مهندسی، شمارش مورچه‌ها را در یک بحران جهانی دشوار می‌کند.

  • دانشمندان روترهای وای‌فای خانگی را به مانیتورهای سلامت تبدیل کردند

    وای‌فای شما اکنون می‌تواند کاری بیش از پخش فیلم انجام دهد؛ می‌تواند ضربان قلب شما را حس کند. مهندسان دانشگاه کالیفرنیا، سانتا کروز، سیستمی را توسعه داده‌اند که سیگنال‌های بی‌سیم روزمره را به یک ابزار پزشکی تبدیل می‌کند.

    تحقیقات اثبات مفهوم نشان می‌دهد که یک فرستنده و گیرنده وای‌فای ساده می‌تواند ضربان قلب را با دقت سطح بالینی و بدون نیاز به هیچ ساعت هوشمند، بند سینه یا مانیتور بیمارستانی اندازه‌گیری کند. این فناوری که Pulse-Fi نام دارد، از سخت‌افزار ارزان‌قیمتی که در حال حاضر در خانه‌ها و محل‌های کار یافت می‌شود، استفاده می‌کند.

    با اعمال الگوریتم‌های یادگیری ماشینی بر روی سیگنال‌های وای‌فای، این سیستم تغییرات ضعیف ناشی از ضربان قلب را تشخیص می‌دهد و نویزهای پس‌زمینه مانند حرکت یا تداخل محیطی را فیلتر می‌کند.

    محققان این سیستم را روی ۱۱۸ شرکت‌کننده آزمایش کردند و به نتایجی تقریباً مشابه با مانیتورهای سنتی دست یافتند. تنها پس از پنج ثانیه پردازش سیگنال، Pulse-Fi ضربان قلب را با حاشیه خطای نیم ضربان در دقیقه اندازه‌گیری کرد. نظارت طولانی‌تر، صرف نظر از اینکه شرکت‌کنندگان نشسته، ایستاده، دراز کشیده یا در حال راه رفتن بودند، دقت را بیشتر بهبود بخشید.

    وای‌فای ضربان قلب را ثبت می‌کند

    ضربان قلب یکی از اساسی‌ترین معیارهای سلامت است که با استرس، هیدراتاسیون و تناسب اندام مرتبط است. با این حال، معمولاً برای نظارت بر آن به دستگاه‌های پوشیدنی یا دستگاه‌های بالینی نیاز است. پالس-فای آینده‌ای را نشان می‌دهد که در آن روترهای وای‌فای به عنوان ردیاب‌های سلامت غیر مزاحم عمل می‌کنند.

    نایان باتیا، دانشجوی دکترا که به همراه استاد علوم کامپیوتر، کاتیا اوبراچکا، رهبری این پروژه را بر عهده داشت، گفت: “نتایج ما نشان می‌دهد که این می‌تواند در محیط‌های روزمره، بدون موقعیت‌یابی خاص یا تجهیزات گران‌قیمت، کار کند.”

    این تیم به تراشه‌های ESP32 فوق‌العاده کم‌هزینه که با قیمت 5 تا 10 دلار به فروش می‌رسند و بردهای Raspberry Pi که حدود 30 دلار قیمت دارند، متکی بود. حتی در این قیمت‌ها، سیستم دقیق عمل کرد. محققان گفتند که استفاده از روترهای تجاری احتمالاً عملکرد را حتی بالاتر می‌برد.

    زندگی دوم برای سیگنال‌های وای‌فای

    این سیستم با تجزیه و تحلیل نحوه رفتار امواج فرکانس رادیویی هنگام عبور از فضا کار می‌کند. وقتی سیگنال‌های وای‌فای با بدن انسان برخورد می‌کنند، تا حدی جذب و پراکنده می‌شوند.

    ضربان قلب باعث تغییرات ظریف اما قابل تشخیص در این سیگنال‌ها می‌شود. الگوریتم‌های Pulse-Fi با آموزش روی داده‌های واقعی جمع‌آوری‌شده با اکسی‌مترهای استاندارد، یاد گرفتند که این تغییرات را تشخیص دهند.

    وای‌فای

    محققان برای ساخت یک مجموعه داده، آزمایش‌هایی را در کتابخانه علوم و مهندسی دانشگاه کالیفرنیا، سانتا کروز، راه‌اندازی کردند. آن‌ها نوسانات سیگنال WiFi را با اندازه‌گیری‌های واقعی ضربان قلب مقایسه کردند و به شبکه عصبی خود آموختند که این دو را ترسیم کند. این گروه همچنین روش خود را با یک مجموعه داده موجود از محققان برزیلی که از دستگاه‌های Raspberry Pi استفاده می‌کردند، آزمایش کردند و دقت آن را بیشتر تأیید کردند.

    فراتر از نبض

    این تیم در حال حاضر روی گسترش سیستم برای ردیابی میزان تنفس کار می‌کند، که می‌تواند به تشخیص شرایطی مانند آپنه خواب کمک کند. نتایج اولیه و منتشر نشده نویدبخش هستند.

    آنها همچنین دریافتند که Pulse-Fi می‌تواند ضربان قلب را از فاصله تا سه متر – تقریباً 10 فوت – به طور دقیق اندازه‌گیری کند و به لطف مدل یادگیری ماشین، عملکرد با افزایش فاصله کاهش نمی‌یابد.

    «پرانای کوچتا»، محقق دبیرستانی که از طریق برنامه کارآموزی علوم دانشگاه کالیفرنیا، سانتا کروز، به این پروژه پیوسته است، گفت: “آنچه ما دریافتیم این بود که فاصله اساساً هیچ تأثیری ندارد، که این یک چالش بزرگ برای رویکردهای قبلی بود.”

    یافته‌های این مطالعه در مجموعه مقالات کنفرانس بین‌المللی IEEE 2025 در مورد محاسبات توزیع‌شده در سیستم‌های هوشمند و اینترنت اشیا (DCOSS-IoT) منتشر شده است.

  • اینترنت گردی وقتی روی توالت نشستید، ایده خوبی نیست

    شاید ارتباط توالت و اینترنت گردی برایتان مفهوم نباشد. اسکرول کردن صفحه گوشی یک عادت ناسالم آشکار است. استفاده بیش از حد از تلفن هوشمند با افزایش استرس، بی‌خوابی و بسیاری از جنبه‌های منفی روانی دیگر مرتبط است. رفرش کردن مداوم صفحه نمایش می‌تواند علاوه بر وضعیت روانی شما، تأثیرات منفی دیگری نیز داشته باشد. استفاده طولانی مدت از صفحه نمایش اغلب با سبک زندگی کم‌تحرک‌تر همزمان می‌شود که خطر آتروفی عضلات، خستگی چشم و عوارض قلبی عروقی را افزایش می‌دهد.

    و ممکن است مشکلات به همین جا ختم نشود. طبق یک بررسی پزشکی جدید، اسکرول کردن با تلفن هوشمند هنگام استفاده از توالت ممکن است خطر ابتلا به بواسیر را به طرز چشمگیری افزایش دهد.

    بواسیر چیست؟

    از نظر فنی، همه بواسیر دارند. این اصطلاح بیولوژیکی برای ساختارهای عروقی در رکتوم است که مانند بالشتک عمل می‌کنند تا به کنترل و عبور مدفوع کمک کنند. با این حال، “بواسیر” معمولاً به وضعیتی اشاره دارد که زمانی رخ می‌دهد که این رگ‌ها شروع به متورم شدن می‌کنند و اغلب منجر به درد جسمی و خونریزی می‌شوند. مطالعات قبلی تخمین می‌زنند که بواسیر حدود ۴.۴ درصد از جمعیت ایالات متحده را تحت تأثیر قرار می‌دهد و آن را به یکی از تشخیص‌های پیشرو در بیماری‌های دستگاه گوارش سرپایی تبدیل می‌کند.

    بواسیر اغلب از طریق ترکیبی از دارو، تغییر رژیم غذایی و تغییرات سبک زندگی درمان می‌شود، اگرچه موارد شدیدتر ممکن است در نهایت نیاز به جراحی داشته باشند. صرف نظر از این، تقریباً چهار میلیون مراجعه به پزشک و اورژانس مرتبط با بواسیر هر ساله گزارش می‌شود که منجر به بیش از ۸۰۰ میلیون دلار هزینه مراقبت‌های بهداشتی می‌شود.

    علیرغم شیوع آنها، علل دقیق بواسیر هنوز به خوبی شناخته نشده است. نظریه غالب این است که آنها ناشی از زوال بافت نگهدارنده بالشتک‌های مقعدی هستند. این زوال اغلب با بلند کردن اجسام سنگین، زور زدن هنگام دفع مدفوع و نشستن طولانی مدت مرتبط است.

    رفتار نامناسب در دستشویی

    در طول ۲۰ سال گذشته، یک دستگاه واحد به طور واضح مدت زمانی را که اکثر مردم در حالت نشسته می‌گذرانند، افزایش داده است.

    تریشا پاسریچا، متخصص گوارش و یکی از نویسندگان این مطالعه از دانشکده پزشکی هاروارد، در بیانیه‌ای گفت: “ما هنوز در حال کشف راه‌های زیادی هستیم که تلفن‌های هوشمند و شیوه زندگی مدرن ما بر سلامت ما تأثیر می‌گذارند.این امکان وجود دارد که نحوه و مکان استفاده از آنها – مانند زمانی که در دستشویی هستیم – می‌تواند عواقب ناخواسته‌ای داشته باشد.”

    برای آزمایش این نظریه، پاسریچا و همکارانش بر مطالعه‌ای بر روی ۱۲۵ بزرگسال که اخیراً غربالگری کولونوسکوپی انجام داده بودند، نظارت کردند. بیماران از نظر سبک زندگی روزانه و سنت‌های توالت رفتن مورد بررسی قرار گرفتند، در حالی که متخصصان آندوسکوپی متعاقباً آنها را از نظر بواسیر ارزیابی کردند. از بین این داوطلبان، ۶۶ درصد گزارش دادند که هنگام استفاده از تلفن هوشمند، در دستشویی وقت می‌گذرانند. پس از در نظر گرفتن تأثیرات بالقوه بواسیر مانند سن، عادات ورزشی و مصرف فیبر، محققان تشخیص دادند که افرادی که به این زمان استفاده از صفحه نمایش متکی بودند، ۴۶ درصد بیشتر از افرادی که از این دستگاه‌ها استفاده نمی‌کردند، در معرض خطر ابتلا به مشکلات بواسیر بودند.

    پاسریچا افزود: “هنگام استفاده از تلفن‌های هوشمند، به راحتی می‌توان زمان را از دست داد – برنامه‌های محبوب کاملاً برای همین منظور طراحی شده‌اند.”

    توالت

    نتایج این نظرسنجی این موضوع را به وضوح روشن کرد: ۳۷ درصد از کاربران تلفن‌های هوشمند بیش از پنج دقیقه را در یک زمان در دستشویی گذراندند، در حالی که به سختی هفت درصد از افراد غیر استفاده‌کننده همین را گزارش کردند. به طور کلی، مردم ترجیح می‌دادند اخبار را بخوانند و رسانه‌های اجتماعی خود را در حالی که در دستشویی هستند، چک کنند.

    اصلاً تعجب‌آور نیست

    پاول جانسون، متخصص جراحی سرطان در موسسه سرطان متدیست در ممفیس، تنسی، می‌گوید از نتایج این مطالعه شوکه نشده است.

    او می‌گوید: “اصلاً تعجب‌آور نیست که به نظر می‌رسد بین استفاده بیش از حد از تلفن همراه روی توالت و تشدید بواسیر همبستگی وجود دارد. هنگام استفاده از تلفن همراه روی توالت، زمان به راحتی از دست می‌رود. با این حال، گذراندن بیش از 10 تا 15 دقیقه روی توالت می‌تواند فشار رکتوم را افزایش داده و باعث تورم رگ‌ها شود که ممکن است بواسیر را بدتر کند.”

    جانسون علاوه بر گذاشتن تلفن همراه در خارج از دستشویی، می‌گوید که هیدراته ماندن و تمرکز روی یک رژیم غذایی پرفیبر (25 تا 30 گرم در روز) از بهترین راه‌ها برای جلوگیری از مشکلات بواسیر هستند.

    او توضیح می‌دهد: “وظیفه اصلی روده بزرگ جذب مجدد آب است، بنابراین اگر به خوبی هیدراته نباشید، بدن شما سعی می‌کند تا حد امکان آب را از مدفوع شما قبل از دفع خارج کند که منجر به مدفوع سفت می‌شود که باعث ایجاد فشار و احتمالاً بواسیر علامت‌دار می‌شود.”

    بهتر است احتیاط کنید تا پشیمان شوید

    پاسریچا با اشاره به حجم نمونه نسبتاً کوچک مطالعه اولیه، در مورد نتیجه‌گیری قطعی در حال حاضر هشدار داد. این تیم قصد دارد این موضوع را بیشتر بررسی کند، احتمالاً با ردیابی بیماران در دوره‌های زمانی طولانی‌تر، و همچنین آزمایش راه‌هایی برای محدود کردن استفاده از تلفن هوشمند.

    در این میان، پاسریچا و جانسون هر دو پیشنهادهای ساده‌ای برای دفعه بعدی که طبیعت اقتضا می‌کند، داشتند.

    پاسریچا گفت: “ما باید این موضوع را بیشتر بررسی کنیم، اما پیشنهاد بی‌خطری است که وقتی نیاز به اجابت مزاج دارید، گوشی هوشمند را بیرون از دستشویی بگذارید. اگر بیشتر طول می‌کشد، از خودتان بپرسید چرا. آیا به این دلیل بود که اجابت مزاج واقعاً خیلی سخت بود، یا به این دلیل بود که تمرکز من جای دیگری بود؟”

    جانسون می‌افزاید: “حمام، به ویژه توالت، مکانی برای اجابت مزاج سریع و کارآمد است. هرگونه حواس‌پرتی باید بیرون گذاشته شود.”

  • وصله پوستی کشسان، فشار خون را در حد بیمارستان کنترل می‌کند

    طبق گزارش سازمان بهداشت جهانی، فشار خون بالا بیش از ۱.۳ میلیارد نفر در سراسر جهان را تحت تأثیر قرار می‌دهد، با این حال تنها حدود یک نفر از هر پنج نفر آن را به طور مؤثر مدیریت می‌کند.

    این بیماری که اغلب “قاتل خاموش” نامیده می‌شود، خطر بیماری قلبی، سکته مغزی و سایر مشکلات جدی سلامتی را افزایش می‌دهد. نظارت منظم بسیار مهم است، اما دستگاه‌های رایج در این زمینه ناکارآمد هستند.

    مانیتورهای معمولی مبتنی بر کاف، حجیم هستند، نیاز به باد شدن دارند و فقط یک بار فشار خون را اندازه‌گیری می‌کنند. آنها می‌توانند برای استفاده روزانه ناراحت کننده باشند و در صورت قرار دادن نادرست یا استفاده در هنگام استرس بیمار، ممکن است نتایج نادرستی ارائه دهند.

    چنین محدودیت‌هایی، ردیابی مداوم فشار خون را در طول فعالیت‌های عادی، ورزش یا خواب دشوار می‌کند. یک تیم تحقیقاتی از دانشگاه ملی سئول (SNU) معتقد است که پاسخی برای این سوال دارد. این گروه به رهبری پروفسور سونگ هوان کو از آزمایشگاه الکترونیک نرم پوشیدنی در بخش مهندسی مکانیک، یک پچ الکترونیکی نرم و قابل نصب روی پوست ایجاد کرده‌اند که می‌تواند فشار خون را در زمان واقعی ردیابی کند.

    فراتر از کاف

    این پچ مانند یک بانداژ به پوست متصل می‌شود و فشار خون را با استفاده از اصولی متفاوت از کاف‌ها اندازه‌گیری می‌کند. این پچ، تأخیر جزئی بین سیگنال‌های الکتریکی از قلب که تقریباً فوراً به مچ دست می‌رسند و پالس مکانیکی که با عبور خون از شریان‌ها کسری دیرتر می‌رسد را ثبت می‌کند.

    این تأخیر با افزایش فشار خون کوتاه و با کاهش آن طولانی‌تر می‌شود. ثبت این حرکات ظریف پوست نیاز به یک حسگر بسیار حساس و انعطاف‌پذیر داشت. این تیم به فلز مایع روی آورد که در دمای اتاق سیال باقی می‌ماند، الکتریسیته را به خوبی هدایت می‌کند و خاصیت ارتجاعی مشابه پوست دارد.

    با این حال، کشش سطحی بالای آن، شکل‌دهی آن را به مدارهای دقیق دشوار می‌کند. برای غلبه بر این مشکل، محققان از “ذوب لیزری” استفاده کردند، فرآیندی که ذرات فلز مایع را با پرتو لیزر به هم جوش می‌دهد. این به آنها اجازه داد تا مدارهای ظریف و انعطاف‌پذیر را دقیقاً در جایی که نیاز است بدون مواد شیمیایی اضافی ترسیم کنند.

    فشار خون

    بادوام و دقیق

    پچ نهایی می‌تواند تا هفت برابر طول اولیه خود کشیده شود و بیش از 10000 چرخه کشش را بدون از دست دادن عملکرد تحمل کند. در آزمایش‌ها، این دستگاه تغییرات سریع فشار خون را قبل و بعد از ورزش به طور دقیق ردیابی کرد و عملکرد بهتری نسبت به یک کاف استاندارد داشت.

    کو می‌گوید این کار، این ایده را که فشار خون فقط باید یک بار در روز در یک محیط بالینی اندازه‌گیری شود، به چالش می‌کشد. او معتقد است که این فناوری می‌تواند برای نظارت بر مراقبت‌های ویژه، ایمنی محل کار و ردیابی سلامت شخصی تطبیق داده شود.

    این پچ می‌تواند به ویژه برای بیماران مبتلا به فشار خون بالا مفید باشد و آنها را قادر می‌سازد تا وضعیت خود را در هر زمان و هر مکان پیگیری کنند. همچنین می‌تواند با نظارت بر نحوه واکنش فشار خون به تمرین، به ورزشکاران و علاقه‌مندان به تناسب اندام کمک کند.

    جونگ جائه پارک و سانگوو هونگ، نویسندگان مشترک این مقاله، در حال کار بر روی ادغام پچ با مواد جدید، ارتباطات بی‌سیم و تجزیه و تحلیل مبتنی بر هوش مصنوعی هستند. هدف این است که این فناوری کاربردی‌تر و به طور گسترده در دسترس قرار گیرد.

    دانشگاه ملی سنگاپور (SNU) انتظار دارد که این نوآوری، تغییر به سمت مراقبت‌های بهداشتی هوشمند را تسریع کند، جایی که افراد می‌توانند به جای تکیه صرف بر ویزیت‌های بیمارستان، از بیماری‌ها جلوگیری کرده و سلامت خود را در زندگی روزمره مدیریت کنند.

  • ناسا: سیاره کوتوله سرس زمانی میزبان حیات بوده است

    در نگاه اول، سیاره کوتوله سرس به سختی می‌تواند الهام‌بخش رویاهای حیات بیگانه باشد. این سیاره که در کمربند سیارکی بین مریخ و مشتری در گردش است، دنیایی سرد و خاکستری، آسیب‌دیده و ترک‌خورده است. دمای سطح آن بین منفی ۹۳ درجه سانتیگراد تا منفی ۳۳ درجه سانتیگراد متغیر است. هیچ جوی وجود ندارد و لکه‌های سفید درخشان آن نشانه‌هایی از حیات نیستند – بلکه نمکی هستند که احتمالاً از آب نمک‌های باستانی که زمانی به سطح نفوذ کرده‌اند، به جا مانده‌اند.

    اما در یک مطالعه جدید که در ۲۰ آگوست منتشر شد، محققان دیدگاهی کاملاً متفاوت از گذشته باستانی سرس ارائه می‌دهند. آنها استدلال می‌کنند که در زیر پوسته یخی، ممکن است زمانی اقیانوسی وجود داشته باشد که از درون توسط ضربان مداوم یک قلب رادیواکتیو گرم می‌شد. این هسته می‌توانسته برای صدها میلیون سال قادر به تولید انرژی شیمیایی باشد. شاید برای حفظ حیات کافی باشد.

    قلب گرم یک دنیای سرد

    این ایده که سرس زمانی اقیانوسی زیرسطحی داشته، چیز جدیدی نیست. ماموریت داون ناسا که از سال ۲۰۱۵ تا ۲۰۱۸ به دور این سیاره کوتوله می‌چرخید، شواهدی از یک مخزن آب شور باستانی که زیر پوسته‌ای از یخ پنهان شده بود، آشکار کرد. همچنین مولکول‌های آلی مبتنی بر کربن – یکی از مواد کلیدی برای حیات – و رسوبات نمکی درخشان پراکنده در سطح را پیدا کرد که نشان می‌دهد زمانی مایع به سمت بالا نفوذ کرده است.

    آنچه تحقیقات جدید اضافه می‌کند، قطعه آخر پازل سکونت‌پذیری است: یک منبع انرژی داخلی بادوام.

    سم کورویل، دانشمند سیاره‌ای در دانشگاه ایالتی آریزونا و نویسنده اصلی این مطالعه جدید، گفت: “در زمین، وقتی آب گرم از اعماق زمین با اقیانوس مخلوط می‌شود، نتیجه اغلب یک بوفه برای میکروب‌ها است – ضیافتی از انرژی شیمیایی. بنابراین اگر بتوانیم تعیین کنیم که آیا اقیانوس سرس در گذشته جریانی از سیال گرمابی داشته است یا خیر، می‌تواند پیامدهای بزرگی داشته باشد.”

    برای بررسی این موضوع، کورویل و همکارانش مدلی ساختند که تکامل داخلی سرس را در طول میلیاردها سال شبیه‌سازی می‌کند. هدف آنها این بود که مشخص کنند آیا هسته سنگی آن تا به حال به اندازه کافی داغ شده است که واکنش‌های دگرگونی – واکنش‌هایی که گازهایی مانند هیدروژن و دی اکسید کربن را به آب اطراف آزاد می‌کنند – را آغاز کند. این مولکول‌ها می‌توانند واکنش‌های اکسایش-کاهش را هدایت کنند و انرژی شیمیایی را برای میکروب‌های فرضی فراهم کنند.

    پاسخ مثبت بود. مدل آنها نشان داد که بین حدود ۵۰۰ میلیون تا ۲ میلیارد سال پس از تشکیل سرس (تقریباً ۴ میلیارد سال پیش)، هسته آن احتمالاً به ۸۰۰ کلوین (حدود ۵۲۷ درجه سانتیگراد) رسیده است. این دما به اندازه کافی داغ بوده است که مواد معدنی موجود در هسته آن را بپزد، ترکیبات فرار را به اقیانوس زیرسطحی آزاد کند و شیب‌های اکسایش-کاهش را ایجاد کند.

    سرس

     

    یک ضیافت زیرزمینی، سپس یک انجماد

    انرژی شیمیایی از این نوع چیزی است که حیات را در اطراف دریچه‌های هیدروترمال روی زمین حفظ می‌کند. در این محیط‌های عمیق دریا، میکروب‌ها از انرژی تولید شده توسط تعامل بین مایعات داغ و غنی از مواد معدنی و آب سرد اقیانوس تغذیه می‌کنند. در سرس، شرایط مشابهی می‌توانست در گذشته وجود داشته باشد.

    مایعاتی که از اعماق زمین می‌جوشیدند، هیدروژن و دی‌اکسید کربن را حمل می‌کردند – مواد ایده‌آل برای متان‌زایی، فرآیندی که برخی میکروب‌ها برای تبدیل این مولکول‌ها به متان و انرژی از آن استفاده می‌کنند. در واقع، تیم کورویل محاسبه کرد که یک کیلوگرم مایع منافذ عمیق می‌توانسته تا ۳ تریلیون سلول میکروبی را در خود جای دهد.

    نویسندگان در این مقاله می‌نویسند: “مایعات منافذ عمیق سرس در مقایسه با اقیانوس، غلظت بالاتری از H₂ و CO₂ خواهند داشت. بنابراین، قابل سکونت‌ترین دوره سرس در طول دگرگونی، بین ۰.۵ تا ۲ گیگا سال پس از تشکیل، بوده است.” (گیا سال = گیگا سال، یک میلیارد سال)

    اما این پنجره اکنون بسته شده است. ایزوتوپ‌های رادیواکتیوی که زمانی این گرمایش داخلی را تأمین می‌کردند – مانند آلومینیوم-۲۶ و پتاسیم-۴۰ – مدت‌هاست که از بین رفته‌اند. اقیانوس زیرسطحی، که زمانی به طور بالقوه سرشار از انرژی بود، به یک توده سرد و شور تبدیل شده است. دما به زیر حد مجاز برای حیات زمینی شناخته شده کاهش یافته است.

    همانطور که نویسندگان بیان می‌کنند: “اقیانوس سرس احتمالاً به یک آب نمک سرد و غلیظ با منابع انرژی کمتر تبدیل شده است، که احتمال سکونت در آن را در حال حاضر کمتر می‌کند.”

    نه فقط سرس

    پیامدهای این مطالعه فراتر از یک سیاره کوتوله است. سرس حدود ۹۴۰ کیلومتر عرض دارد – کوچک از نظر استانداردهای سیاره‌ای، اما برای بسیاری از اجرام یخی در منظومه شمسی ما معمول است. بسیاری از این اجرام، مانند قمرهای اورانوس و برخی از قمرهای کوچکتر زحل، اندازه و ترکیب مشابهی دارند.

    جو اورورک، نویسنده همکار و دانشمند سیاره‌ای در دانشگاه ایالتی آریزونا، در مصاحبه‌ای گفت: “اگر سرس در گذشته قابل سکونت بوده است، احتمالاً ده‌ها سیارک و قمر وجود دارد که آنها نیز در گذشته قابل سکونت بوده‌اند.”

    این امر جستجوی سکونت‌پذیری گذشته را فراتر از نام‌های بزرگی مانند اروپا یا انسلادوس گسترش می‌دهد. این قمرها هنوز هم گرمایش جزر و مدی دارند که توسط کشش گرانشی میزبان‌های سیاره‌ای عظیم آنها ایجاد می‌شود. اما سرس، که تنها در کمربند سیارکی است، صرفاً به گرمای درون خود متکی بود.

    چه چیزی می‌تواند در آینده اتفاق بیفتد؟

    سرس اکنون کاملاً ساکت است. هیچ نشانه‌ای از فعالیت هیدروترمال امروزی نشان نمی‌دهد و اقیانوس باستانی آن عمدتاً یخ زده است. اما کار دانشمندان هنوز تمام نشده است.

    تیم پشت این مطالعه جدید می‌گوید اگر بخواهیم تأیید کنیم که آیا سرس زمانی قابل سکونت بوده است یا خیر، باید به عقب برگردیم. یک مأموریت بازگشت نمونه برای جمع‌آوری نمک‌های سطحی می‌تواند اثر انگشت ایزوتوپی به جا مانده از مایعات داخلی عمیق را آشکار کند. این می‌تواند تأیید کند که آیا گازهای غنی از انرژی پیش‌بینی شده در مدل‌ها واقعاً به سطح رسیده‌اند یا خیر.

    بررسی دهه‌ای آکادمی‌های ملی در سال ۲۰۲۲ حتی چنین مأموریتی را تحت عنوان «سرچشمه‌ها، جهان‌ها و حیات» توصیه کرد. در حال حاضر، دانشمندان سرس را جهانی بی‌حاصل می‌دانند که زمانی گذشته‌ای گرم‌تر و فعال‌تر داشته است. فضای داخلی آن ممکن است به اندازه کافی گرم مانده باشد تا از یک اقیانوس عمیق و تاریک پشتیبانی کند – اقیانوسی که مواد اولیه مورد نیاز برای حیات را داشته است. هیچ مدرکی وجود ندارد که نشان دهد حیات در آنجا شکل گرفته است، اما شرایط ممکن است حداقل برای مدتی به آن اجازه داده باشد.

  • قدیمی‌ترین میکروب‌ها سلاح جدیدی برای مبارزه با مقاومت آنتی‌بیوتیکی؟!

    محققان دانشگاه پنسیلوانیا از هوش مصنوعی برای یافتن میکروب‌ هایی که میلیاردها سال روی زمین وجود داشته‌اند، استفاده کرده‌اند که منجر به کشفی پیشگامانه شده است.

    این میکروارگانیسم‌ها آرکیا (Archaea) نامیده می‌شوند و نشانه‌هایی از وجود آنتی‌بیوتیک‌هایی که می‌توانند جان انسان‌ها را نجات دهند، در آنها دیده شده است. محققان از هوش مصنوعی برای کشف ترکیبات جدید در آرکیا استفاده کردند که می‌تواند منجر به ایجاد آنتی‌بیوتیک‌های نسل بعدی شود.

    سزار د لا فوئنته، نویسنده ارشد این مطالعه، گفت که تلاش‌های قبلی برای یافتن آنتی‌بیوتیک‌های جدید عمدتاً بر قارچ‌ها، باکتری‌ها و حیوانات متمرکز بوده است و بر اهمیت این جهت جدید برای مطالعه اشکال حیات باستانی تأکید می‌کند.

    بررسی میکروب‌ ها برای آنتی‌بیوتیک‌ها

    در گذشته، آزمایشگاه د لا فوئنته از مدل‌های هوش مصنوعی برای شناسایی آنتی‌بیوتیک‌ها در منابع مختلف، از DNA موجودات منقرض شده گرفته تا مواد شیمیایی موجود در زهر حیوانات، استفاده کرده است.

    میکروب‌ ها، به ویژه آرکیا، با باکتری‌ها، گیاهان، حیوانات و قارچ‌ها متفاوت هستند. اگرچه وقتی زیر میکروسکوپ مشاهده می‌شوند، شبیه باکتری‌ها هستند، آرکیا از نظر بیوشیمی، غشای سلولی و ژنتیک کلی متفاوت است.

    این تضادها به آنها اجازه می‌دهد تا در بعیدترین مکان‌ها و شرایط، مانند دریچه‌های زیر دریا بسیار گرم، چشمه‌های آب گرم سوزان و سایر شرایط سخت، وجود داشته باشند. آنها به راحتی می‌توانند در فشارهای خردکننده، مواد شیمیایی سمی و دماهای شدید زنده بمانند.

    مارسلو تورس، همکار تحقیقاتی در آزمایشگاه د لا فوئنته و نویسنده اول مشترک مقاله، گفت: “ما به آرکی‌ها جذب شدیم زیرا آنها مجبور بودند دفاع بیوشیمیایی را در محیط‌های غیرمعمول تکامل دهند.”

    میکروب‌

    هوش مصنوعی چگونه کمک کرد؟

    محققان از یک ابزار هوش مصنوعی به نام APEX که توسط آزمایشگاه د لا فوئنته توسعه داده شده است، برای شناسایی کاندیداهای آنتی‌بیوتیک در زیست‌شناسی باستانی استفاده کردند.

    APEX هزاران پپتید (زنجیره‌های کوتاه اسیدهای آمینه) را با خواص ضد میکروبی شناخته شده تجزیه و تحلیل کرده است. از این رو، می‌تواند احتمال اینکه چگونه یک توالی معین از اسیدهای آمینه احتمالاً اثرات مشابهی خواهد داشت را پیش‌بینی کند.

    محققان با آموزش مجدد APEX 1.1 روی هزاران پپتید اضافی و داده‌های مربوط به باکتری‌های مسئول بیماری‌های انسان، توانایی این ابزار را برای پیش‌بینی اینکه کدام پپتیدها در آرکی‌ها می‌توانند رشد باکتری‌ها را مسدود کنند، افزایش دادند.

    وقتی آنها ۲۳۳ گونه از آرکیا را اسکن کردند، این ابزار بیش از ۱۲۰۰۰ کاندیدای بالقوه آنتی‌بیوتیک را شناسایی کرد. این تیم این مولکول‌ها را «آرکیاآزین» نامیدند.

    تجزیه و تحلیل شیمیایی نشان داد که آرکیاآزین‌ها با پپتیدهای ضدمیکروب‌ ی شناخته‌شده (AMP) متفاوت هستند، به‌ویژه در توزیع بارهای الکتریکی آنها. در مرحله بعدی، محققان ۹۰ آرکیاآزین را برای آزمایش علیه باکتری‌های طبیعی انتخاب کردند.

    فنگپین وان، یکی دیگر از نویسندگان مشترک این مطالعه، گفت: “تلاش برای یافتن آنتی‌بیوتیک‌های جدید، هر مولکول، مانند جستجوی سوزن در انبار کاه است. هوش مصنوعی با شناسایی محل احتمالی سوزن‌ها، روند کار را سرعت می‌بخشد.”

    چگونه آرکیاآزین‌ها با باکتری‌های مقاوم به دارو مبارزه می‌کنند

    آرکیاآزین‌ها به دفاع داخلی یک باکتری حمله می‌کنند و سیگنال‌های الکتریکی را که سلول را زنده نگه می‌دارند، مختل می‌کنند. این در تضاد با سایر AMPهای شناخته‌شده‌ای است که به دفاع خارجی باکتری حمله می‌کنند.

    در مرحله اولیه، ۸۰ آرکی‌آزین علیه یک باکتری بیماری‌زا و مقاوم به دارو آزمایش شدند. ۹۳٪ از آنها فعالیت ضدمیکروبی علیه حداقل یک باکتری داشتند و ۳ مورد از آنها برای آزمایش بیشتر در مدل‌های حیوانی انتخاب شدند.

    چهار روز پس از شروع آزمایش، همه آرکی‌آزین‌ها رشد باکتری مقاوم به دارویی را که اغلب در بیمارستان‌ها به آن مبتلا می‌شوند، متوقف کردند. یکی از سه مورد انتخاب شده، مانند پلی‌میکسین B، یک آنتی‌بیوتیک قدرتمند «آخرین چاره» که در صورت عدم موفقیت سایر داروها استفاده می‌شود، کار کرد.

    برنامه‌هایی برای آینده

    محققان در حال برنامه‌ریزی برای بهبود قابلیت‌های APEX برای پیش‌بینی کاندیداهای آنتی‌بیوتیک بر اساس ساختار آنها هستند. آنها همچنین امیدوارند تأثیر بلندمدت آرکی‌آزین‌ها را درک کنند، با این چشم‌انداز که آنها را به آزمایش‌های بالینی انسانی بیاورند.

    د لا فوئنته گفت: “این تنها آغاز است. آرکی‌آ یکی از قدیمی‌ترین اشکال حیات است و چیزهای زیادی برای آموختن در مورد غلبه بر پاتوژن‌هایی که امروزه با آنها روبرو هستیم، دارد.”