:: Physikalsche Kleinigkeiten ::
Biophysik

:: 18.11.04 ::, Permalink
Wackel nicht so
Das Gleichgewichtsorgan - sozusagen der 6. Sinn - sitzt im Ohr. Der Teil, der uns sagt ob wir unseren Kopf drehen, besteht aus drei gebogenen Röhren. Durch sie kann man zum Beispiel diese Schrift hier weiter lesen, auch wenn man den Kopf vor dem Bildschirm hin- und herbewegt. Wenn ein anderer aber am Bildschirm wackelt kann man nichts mehr erkennen. Erstaunlich ist, daß die drei Röhren bei allen Wirbeltieren in etwa gleich groß sind - von der Maus bis zum Elefanten. Ein amerikanischer Physiker hat nun herausgefunden, wieso. Er hat ausgerechnet, wie die Empfindlichkeit der Röhren von den Dimensionen der Röhren abhängt. Das Ergebnis war, daß die Röhren so wie sie sind, ziemlich optimal sind. D.h. der Optimierungsprozeß der Evolution war auch hier recht erfolgreich. ( Phys. Rev. Lett. 93 (2004) 198106 )


:: 2.8.04 ::, Permalink
Neutronentomographie
Gemeinhin werden frei herum fliegende Neutronen als gefährlich angesehen - und das ja auch nicht ganz zu unrecht. Auf die Idee zu kommen, Neutronen in der medizinischen Diagnostik anzuwenden, muß man daher auch erst mal kommen. Neutronen haben aber einige Vorteile, die sie prinzipiell für medizinische Untersuchungen interessant machen. Eine ist, daß man durch Kernreaktionen von hochenergetischen Neutronen die chemischen Elemente unterscheiden kann. Eine andere ist, daß die Neutronen ansonsten ziemlich ungehindert durch das Gewebe durchfliegen. Als Anwendung käme z. B. die Krebsfrüherkennung in Frage, da in Tumorzellen sich bestimmte Elemente anreichern. Amerikanische Medizinphysiker haben nun erste Testexperimente gemacht, bei denen sie dreidimensionale Bilder von Kupfer und Eisenstreifen gemacht haben. Für die Praxis muß natürlich die Frage geklärt werden, ob diese Neutronen-Stimulierte-Neutronen-Computertomographie mehr nützt als schadet. Erste Abschätzungen zeigen aber, daß die radioaktive Strahlendosis bei einer Untersuchung mit der neuen Methode geringer ausfällt, als bei herkömmlichen Röntgenuntersuchungen. (Floyd et al., in Vorbereitung)


:: 9.6.04 ::, Permalink
Elefant im Porzellanladen
Elefanten erzeugen Erdbebenwellen, wenn sie miteinander reden. Es war bereits bekannt, daß Elefanten mit Infraschall kommunizieren - sie 'rumpeln'. Diese extrem tiefen Töne kann der Mensch nicht mehr hören. Wissenschaftler aus Stanford haben nun herausgefunden, daß Elefanten dabei Erbebenwellen, sogenannte Rayleigh-Wellen, erzeugen. Die Reichweite dieser Rayleighwellen ist sogar noch größer als die des Infraschall, so daß man vermuten könnte, daß die Elefanten die Erdbebenwellen ebenfalls wahrnehmen und für ihre Kommunikation nutzen. (Geophysical Research Letters 31 (2004) L11602 )


:: 26.11.03 ::, Permalink
Ionen-Plasma lässt Zell-Plasma kalt
Ein Plasma aus ionisierten Atomen wurde zum ersten mal zur gezielten Manipulation von Zellen eingesetzt. Niederländische Wissenschaftler haben mit einer Wolfram-Nadel, an dessen Spitze ein Plasma erzeugt wurde, Zellen dazu gebracht sich gezielt aus einem Zellverband zu lösen. Mögliche Anwendungen wären die Wundheilung, aber auch - mit etwas höherer Leistung - die gezielte Zerstörung von Bakterien. (J. Phys. D: Appl. Phys. 36 (2003) 2908 )


:: 6.11.03 ::, Permalink
Physik des Schleims
Gele sind sehr interessante Studienobjekte in der Polymerphysik. Die Natur gibt hier viele Beispiele, wie man Gele mit maßgeschneiderten Eigenschaften herstellen kann. Zum Beispiel vom Inger (Schleimaal). Das ist ein wurmähnlicher Fisch, der Schleim ausstoßen kann, um Feinde abzuwehren. Dieser Schleim wird, wenn er mit Meerwasser in Berührung kommt, ziemlich zäh. Im Gegensatz zu "normalem" Schleim von anderen Tieren ist die Zähigkeit dieses Schleims aber relativ temperaturunabhängig. Grund genug die neusten Erkenntnisse darüber bei der 75. Tagung der amerikanischen Rheologischen Gesellschaft (Rheologie ist die Lehre der Fließeigenschaften) vorzutragen.


:: 3.6.03 ::, Permalink
Wespen-Kühlschrank
Israelische Wissenschaftler haben die Temperatur von Hornissen (Vespa orientalis) untersucht und festgestellt, daß sie erstaunlicherweise ein paar Grad kälter als die der Umgebung sein kann. Hornissen können nicht schwitzen, müssen sich also anders abkühlen. Aber wie? Die Erklärung, die die Forscher gefunden haben, liegt in der Schichtstruktur der Hornissenhaut begründet. Diese wirkt wie ein Thermoelektrisches Kühlelement. Die dafür notwendige elektrische Spannung kann in der Hornissenhaut auch erzeugt werden, da Hornissen, wie man bereits früher festgestellt hat, sozusagen eingebaute Solarzellen haben. (Phys. Rev. Lett. 90 (2003) 218102)
Infrarot-Bild von betäubten Hornissen. Links: warme (weiß), rechts: kalte (violett) Hornissen.


:: 13.5.03 ::, Permalink
Insulin-Kristalle
Auch aus riesigen organischen Molekülen, wie Proteinen, kann man schöne Kristalle machen. Bei Insulin konnte jetzt das Wachstum an einer sogenannten Schraubenversetzung beobachtet werden. Bei Insulin führt die Schraubenversetzung zu einem richtig schönen Wachstum, was viele andere Materialien nicht machen. Daraus kann man wichtige Rückschlüsse auf das Wachstum von organischen Einkristallen ziehen. (O. Gliko, et al., Phys. Rev. Lett., im Druck)




:: 30.4.03 ::, Permalink
Biophysik
Bakterien abzutöten ist gar nicht so einfach. Die kleinen Viecher sind ziemlich zäh. Eine neue Methode, um z.B. medizinische Geräte zu sterilisieren, wurde von Forschern der Universitäten in Virginia und San Diego realisiert: Ein kaltes Plasma, erzeugt durch eine Wechselspannung von einigen Kilovolt, tötet zuverlässig die Bakterien durch die entstehende UV-Strahlung. Die freien Radikale und die frei herumfliegenden Ladungen erledigen den Rest. (Laroussi et al., New. J. Phys., im Druck)


:: 22.4.2003 ::, Permalink
Aerodynamik der Drosophila
Fliegen mir der Hand im Flug fangen ist ziemlich schwer. Aber, wie machen die das, so schnell auszuweichen? Durch Beobachtungen an der Fruchtfliege haben Forscher der ETH Zürich und des Caltech jetzt festgestellt, daß die possierlichen Tierchen bei ihren Wendemanövern hauptsächlich gegen die Trägheit und nicht etwa gegen die Luftreibung ankämpfen müssen. Diese Ergebnisse sind natürlich wichtig für die Bioniker, die Roboterfliegen bauen. (Science 300 (2003) 495)



:: 16.4.2003 ::, Permalink
Protein-Physik
Warum kreiselt nur das gekochte Ei? Diese Frage beantwort Thomas de Padova im ersten Teil einer neuen Rubrik der Wissenschafts- und Forschungsseiten desTagesspiegel: AHA!



:: 2.4.2003 ::, Permalink
Sichel-Zellen-Anämie
Die Sichelzellen-Anämie ist eine Erbkrankheit, bei der harte Sichelzellen statt weicher roter Blutkörperchen gebildet werden. Die Verhärtung kommt durch die Verdrillung eines Zusammenschluß von meist sieben Hämoglobin-Doppelsträngen. Den Mechanismus der Verdrillung und Verhärtung konnten jetzt ein Team von englischen und amerikanischen Forschern mit einem einfachen mechanischen Modell verstehen. Damit konnten sie Vorschläge für mögliche Behandlungsstrategien machen, die z.B. darauf abzielen, die verdrillten Hämoglobin-Fasern zu destabilisieren. (Phys. Rev. Lett. 90 (2003) 128103)



:: 4.4.2003 ::, Permalink
Sonnen-Chirugie
Nein, das ist keine esoterische Behandlungsmethode, sondern die Idee, statt teurer Laser das billige Sonnenlicht in der Chirurgie zu verwenden. Für viele chirurgische Eingriffe mit Lasern ist einzig die hohe Lichtintensität des Lasers wichtig. Die kann man aber auch mit Sonnenlicht erzeugen. Israelische Forscher haben ein Gerät entwickelt, bei dem das Sonnenlicht gebündelt wird und durch Lichtleitfasern in den Operationssaal gelangt. Die erste Operation bestand darin, ein Loch eine "frische Hühnchen-Leber vom Fleischer" zu brennen. (J. Appl. Phys. 93 (2003) 4843)