Článek
Nezávislá skupina vědkyň a vědců z českých i zahraničních výzkumných institucí odpovídá na vaše dotazy. Některé odpovědi pak sdílí i na sociálních sítích Facebook, Twitter, Instagram, Threads a zde na Médiu.
Dotaz
Někde jsem viděl objev, kde byli vědci schopni manipulovat s buňkou pomocí dvou světelných paprsků umístěných do kříže. Pokud paprsek má takovou energii, je teoreticky možné, aby paprsek přenesl například molekuly CO2, jakožto skleníkového plynu, a vystřelit je do vesmíru?
Minutová odpověď
- Laserová pinzeta opravdu existuje a používá se v laboratorní praxi.
- Je teoreticky možné odpalovat CO₂ do vesmíru laserem.
- Realizace takového projektu by ale byla problematická a nepraktická.
Odpověď
Tento objev se jmenuje optická pinzeta (optical tweezers, laser tweezers [1]) a opravdu se poměrně běžně používá v laboratořích. Dokonce za objev této metody byla udělena Nobelova cena za fyziku [2].
Světelný svazek je proud fotonů, částic elektromagnetické síly. Laser má největší intenzitu, tedy hustotu fotonů, uprostřed světelného svazku a dochází k posouvání objektu směrem doprostřed. Toto ale funguje jen pro opravdu malé objekty – menší než milimetry, vyvinutá síla je v řádu pikonewtonů [3]. Na takovéto využití laserů ale potřebujete velmi přesně zaměřené svazky. V laboratorním podání jde v podstatě o upravený mikroskop, přístroj velký jako větší stolní počítač.
Přenos CO₂ do vesmíru je teoreticky možný, ale…
Přenos CO₂ do vesmíru pomocí laseru je dle mého názoru teoreticky možný, ale velmi nepraktický z následujících důvodů. Jak jsem již řekl, lasery musí být přesně zaměřené, a to není na dlouhé vzdálenosti jednoduché.
Dalším praktickým problémem je, že CO₂ je plyn. V laboratoři se optická pinzeta používá na manipulaci částí buněk nebo jiných mikroskopických objektů, které jsou přisedlé k podkladu, nebo navázané na nějakou buněčnou strukturu, jako je membrána. Molekuly plynu se ale velmi rychle chaoticky pohybují sem a tam. Jejich zaměření by tak bylo velmi obtížné, museli bychom pálit na slepo a doufat, že něco trefíme, což je přesně tak neefektivní, jak to zní.
Přestože by bylo možné molekuly ve vzduchu do určité míry selektovat, je pravděpodobné, že bychom spolu s CO₂ odváděli i molekuly vody (ve formě vodní páry) z atmosféry.
Energeticky náročná hračka
Také je nutné zmínit, že lasery jsou energeticky náročné hračky. Na jejich výrobu a provoz se spotřebuje hodně energie. Při výrobě energie vzniká často CO₂. Těžko se odhadují přesná čísla, ale myslím si, že by při tomto postupu vznikalo mnohem více CO₂, než kolik bychom ho vystřelili do vesmíru.
Lepší je zachytávání
I kdyby tento postup fungoval, nebylo by to ideální. CO₂ má svou důležitou roli v ekosystému a pokud bychom se ho začali nenávratně zbavovat tímto způsobem, nakonec bychom vytvořili větší problém v budoucnosti. Z tohoto důvodu se proto provádí výzkum různých metod záchytu atmosférického CO₂, který nám umožní ho uložit v nějaké formě na Zemi [4].
Za Zeptej se vědce odpovídal Vojta
Mgr. Vojtěch Dolejš; Ústav molekulární biologie (ZMBH), Univerzita v Heidelbergu, Zoologický ústav, Technologický institut v Karlsruhe (KIT)
Odborná revize: Ing. Lukáš Pekárek; Helmholtz Institute for RNA-based Infection research, Würzburg, Německo a Mgr. Barbora Fordey, Digitální a přístrojová optika, Univerzita Palackého v Olomouci (nyní na mateřské dovolené)
Zdroje
[1] https://en.wikipedia.org/wiki/Optical_tweezers
[2] https://www.nobelprize.org/prizes/physics/2018/summary/
[3] https://www.nature.com/articles/s43586-021-00021-6
[4] https://doi.org/10.1016/j.cogsc.2019.10.002
Zeptej se vědce
Projekt Zeptej se vědce se snaží zprostředkovat kontakt mezi vědeckou a nevědeckou veřejností. Máte-li na vědce nějaký dotaz, zeptejte se nás na Facebooku, Twitteru nebo Instagramu. Líbí se vám naše příspěvky? Podpořit nás můžete na https://donio.cz/naucme-vedce-vypravet
