Chemiker haben beim Umschreiben von Lehrbüchern eine jahrhundertealte Regel gebrochen | Wissenschafts- und Technologiewoche

Zusammengestellt von Zhou Shuyi und Wang Xiang

CO2-Emissionen von Privatjets steigen rasant

Einer neuen Studie zufolge haben die Zahl der Privatjets, die Anzahl der Flüge und die zurückgelegten Kilometer in den vergangenen Jahren dramatisch zugenommen, was zu einem sprunghaften Anstieg der Kohlendioxidemissionen geführt hat. Die jährlichen CO2-Emissionen von Privatjets stiegen zwischen 2019 und 2023 um 46 %. Allein im Jahr 2023 stieß die private Luftfahrtindustrie mehr als 15,6 Millionen Tonnen CO2 aus. Die Analyse zeigte auch, dass manche Personen, die häufig Privatjets nutzen, im Jahr fast 500-mal mehr Kohlendioxid produzieren können als der Durchschnittsmensch.

Privatjets gehören zu den energieintensivsten Fortbewegungsmitteln und werden nur von etwa 0,003 % der Weltbevölkerung genutzt. „Die Kohlendioxidemissionen eines großen Privatjets pro Stunde entsprechen den Kohlendioxidemissionen eines normalen Menschen in einem Jahr“, sagte Stefan Gössling, Autor der Studie an der Linnaeus-Universität in Schweden. Es gibt jedoch keine genauen Daten über die tatsächliche Größe der privaten Luftfahrtindustrie und ihrer CO2-Emissionen.

Die Studie erfasst alle 4,3 Millionen direkten Privatflüge zwischen Städten. Die Linienstärke gibt die Anzahl der Flüge im Auswertungszeitraum an, wobei dickere Linien auf mehr Flüge hinweisen. | Kommunikation Erde & Umwelt

Die Forscher analysierten Flugdaten von 18.655.789 Flügen von 25.993 registrierten Privatflugzeugen (Typ Business Jet) zwischen 2019 und 2023, was den überwiegenden Großteil der privaten Luftfahrtbranche abdeckt. Sie kombinierten den nominalen Treibstoffverbrauch von 72 Flugzeugmodellen mit Flugdauer und Flugbahn, um die CO2-Emissionen jedes Fluges zu berechnen. Die Ergebnisse zeigen, dass die Zahl der Privatflugzeuge von 2019 bis 2023 um 28,4 % gestiegen ist; Die gesamten Kohlendioxidemissionen stiegen von 10,7 Millionen Tonnen auf 15,6 Millionen Tonnen, was einer Zunahme von 46 % entspricht. Fast 50 % der Flüge sind kürzer als 500 Kilometer und jeder Flug verursacht durchschnittlich etwa 3,6 Tonnen Kohlendioxid-Emissionen.

Bei bestimmten internationalen Ereignissen, wie etwa der 28. Klimakonferenz der Vereinten Nationen (COP28) und der FIFA-Weltmeisterschaft 2022, wird es zu Emissionsspitzen kommen. Die Autoren weisen darauf hin, dass die Zahl privater Flüge bei großen internationalen Veranstaltungen deutlich zunimmt, wie etwa bei der COP28, bei der 4.800 Tonnen CO2 durch 644 private Flüge freigesetzt wurden, während bei der FIFA-Weltmeisterschaft 2022 14.700 Tonnen CO2 durch 1.846 private Flüge freigesetzt wurden. Darüber hinaus produzierten die größten Einzelemittenten im Jahr 2023 rund 2.400 Tonnen CO2. Dies ist fast das 500-fache der durchschnittlichen Einzelemissionen im Jahr 2020 (4,5 Tonnen CO2). Die private Luftfahrtindustrie konzentriert sich auf die Vereinigten Staaten; 68,7 % aller Privatflugzeuge sind in den Vereinigten Staaten registriert.

Experten zufolge macht die private Luftfahrt zwar nur einen kleinen Teil der kommerziellen Luftfahrt aus, neue Forschungsergebnisse zeigen jedoch, wie viel Schaden sie dem Planeten zufügt. Die Autoren sind der Ansicht, dass der Anstieg der weltweiten Kohlendioxidemissionen von Privatflugzeugen „nicht nachhaltig“ sei und dass strengere Vorschriften diesen Trend abschwächen könnten. in Zukunft werden sie auch andere Nicht-CO2-Emissionen der Luftfahrtindustrie wie Methan und Schwefeldioxid genauer untersuchen. Das zugehörige Dokument wurde am 7. November in Communications Earth & Environment veröffentlicht.

Singles haben ein um 80 Prozent höheres Risiko für Depressionen als Verheiratete

Eine am 4. November in Nature Human Behaviour veröffentlichte Studie analysierte Daten von mehr als 100.000 Teilnehmern aus sieben Ländern und kam zu dem Ergebnis, dass unverheiratete Menschen ein um 80 Prozent höheres Risiko haben, depressive Symptome zu entwickeln, als verheiratete. Die Studie ergab außerdem, dass unverheiratete Menschen mit höherem Bildungsniveau und Männer einem höheren Risiko einer Depression ausgesetzt sind.

Depressionen sind ein globales Problem der öffentlichen Gesundheit; etwa 5 % der Erwachsenen weltweit leiden an einer schweren Depression. Obwohl frühere Studien gezeigt haben, dass eine Heirat das Depressionsrisiko senken kann, konzentrierten sich diese Studien typischerweise auf ein einzelnes Land (meist ein westliches Land), die Ergebnisse variieren oft von Land zu Land und die Wechselwirkung zwischen dem Familienstand und anderen Faktoren wie sozioökonomischem Status, Alter und Bildungsniveau ist nicht klar.

Die Forscher sammelten individuelle Daten von 106.556 Teilnehmern aus sieben Ländern (den Vereinigten Staaten, dem Vereinigten Königreich, Mexiko, Irland, Südkorea, China und Indonesien) und beobachteten 20.865 von ihnen vier bis 18 Jahre lang, um das Risiko depressiver Symptome bei verheirateten und unverheirateten Personen zu analysieren und zu vergleichen. Die Ergebnisse zeigten, dass das Risiko einer Depression bei unverheirateten Personen um 79 % höher war als bei verheirateten Personen. Bei geschiedenen oder getrennt lebenden Personen ist das Risiko einer Depression um 99 % höher als bei verheirateten Personen, und bei verwitweten Personen ist das Risiko um 64 % höher als bei verheirateten Personen. Darüber hinaus ist das Risiko einer Depression unter unverheirateten Menschen in westlichen Ländern (einschließlich der Vereinigten Staaten, des Vereinigten Königreichs und Irlands) im Vergleich zu östlichen Ländern (einschließlich Südkorea, China und Indonesien) relativ höher. Unverheiratete Männer haben ein höheres Risiko für Depressionen als unverheiratete Frauen, und Personen mit einem höheren Bildungsniveau haben ein höheres Risiko für Depressionen als Personen mit einem niedrigeren Bildungsniveau.

Die Studie legt nahe, dass verheiratete Paare einem geringeren Risiko einer Depression ausgesetzt sind, möglicherweise weil sich die Paare gegenseitig sozial unterstützen können und über bessere finanzielle Mittel verfügen, was sich positiv auf das Glück beider Partner auswirkt. Dass unverheiratete Menschen mit höherem Bildungsniveau einem höheren Risiko ausgesetzt sind, depressive Symptome zu entwickeln, kann auf den Druck traditioneller Ehekonzepte, das mangelnde Verständnis der Gesellschaft und die mangelnde finanzielle Unterstützung durch den Ehepartner zurückzuführen sein. Das Streben nach beruflichem Erfolg, finanzieller Stabilität und beruflicher Anerkennung kann auch zusätzlichen psychischen Druck mit sich bringen.

Die Studie untersuchte auch den Zusammenhang zwischen Rauchen und Trinken und dem Depressionsrisiko bei Alleinstehenden. Rauch- und Trinkverhalten werden mit einem Depressionsrisiko in Verbindung gebracht, aufgrund unterschiedlicher physiologischer und kultureller Merkmale variieren die entsprechenden Ergebnisse jedoch erheblich zwischen den verschiedenen Ländern. So war beispielsweise Alkohol in Südkorea ein Faktor, der das Depressionsrisiko bei Singles erhöhte, in den USA oder Irland hingegen nicht. Die Studie ergab außerdem, dass Zigaretten das Depressionsrisiko bei unverheirateten Menschen in China um 43,8 % und in Mexiko um 22,1 % erhöhen.

Die Autoren wiesen auch darauf hin, dass die Studie Einschränkungen aufwies: Die Daten stammten eher aus Selbstauskunftsfragebögen als aus klinischen Depressionsdiagnosen, und alle in der Studie analysierten Paare waren heterosexuell.

Der weltweit erste Satellit mit Holzschale wird gestartet

Das Space Wood Research Laboratory der Universität Kyoto in Japan gab am 5. November bekannt, dass der weltweit erste von der Institution entwickelte künstliche Satellit mit Holzschale „LignoSat“ am Abend des 4. November (Eastern Time) an Bord eines Frachtraumschiffs des US-Unternehmens SpaceX ins All gestartet sei.

LignoSat ist nach dem lateinischen Wort für Holz (Ligno) benannt | STR/JIJI PRESS/AFP

Das Labor und die japanische Sumitomo Forestry Corporation starteten im April 2020 das „Space Wood Project“ und die Entwicklung dieses Satelliten mit Holzschale dauerte etwa vier Jahre. Es handelt sich den Berichten zufolge um einen ultrakleinen Satelliten mit Würfelform, einer Seitenlänge von 10 cm und einem Gewicht von etwa 1 kg. Viele Teile des Satelliten bestehen aus einem Baum namens „Japanische Magnolie“ und haben auf ihrer Oberfläche Solarmodule. Es wird etwa einen Monat nach seiner Ankunft auf der Internationalen Raumstation aus dem japanischen Modul „Hope“ freigegeben. Der Satellit wird Spannungsänderungen, Temperaturänderungen und andere Aspekte der Holzstruktur im Weltraum messen und die Daten an die Universität Kyoto übermitteln.

Es wird berichtet, dass kleine künstliche Satelliten derzeit normalerweise in die Erdatmosphäre fallen und verglühen, nachdem sie ihre Mission erfüllt haben. Metallsatelliten enthalten oft mehr Aluminium, wodurch beim Verbrennen große Mengen Aluminiumoxidpartikel entstehen, die negative Auswirkungen auf die Umwelt und die drahtlose Kommunikation haben. Da Holz vollständig in der Atmosphäre verbrannt werden kann, dürften diese negativen Auswirkungen dadurch verringert werden. Die Forscher fügten hinzu, dass Holz in einer Vakuumumgebung weder brennt noch verrottet und daher haltbarer ist als auf der Erde.

43 Versuchsaffen entkommen aus einem medizinischen Forschungsinstitut in den USA

Nach Angaben der amerikanischen Columbia Broadcasting Corporation (CBS) sind am 6. November Ortszeit 43 Versuchsaffen aus einem medizinischen Forschungsinstitut namens „Alpha Origin“ in Yemassee im US-Bundesstaat South Carolina entkommen. Die örtliche Polizei sagte, dass es sich bei den entflohenen Affen allesamt um weibliche Rhesusaffen mit einem Gewicht von etwa 7 Pfund (ca. 3,18 Kilogramm) handele. Diese Gruppe weiblicher Affen ist „sehr jung“ und wurde aufgrund ihres Alters noch nie für Experimente in Forschungseinrichtungen verwendet. „Keine Infektion, kein Schaden“ – und „praktisch kein Risiko“ für die Öffentlichkeit. Die Polizei forderte die Anwohner jedoch dringend auf, ihre Türen abzuschließen und sich den Tieren unter keinen Umständen zu nähern.

Die Affen entkamen, weil ein neuer Mitarbeiter von Alpha Origins es „nicht geschafft hatte, das Gehege vollständig zu schließen“. „Es waren damals 50 Affen, und nur 7 sind nicht weggelaufen.“ Die Polizei unterstützt derzeit das Forschungsinstitut bei der Suche nach diesen Affen. Die Polizei sagte, sie habe Fallen aufgestellt und Wärmebildkameras eingesetzt, um die Affen zu orten und einzufangen. An diesem Tag habe sie ihre Spuren in einem Waldstück in der Nähe der Behörde gefunden. Die Mitarbeiter von Alpha Origin versuchen, die Affen mit Futter zurückzulocken, um sicherzustellen, dass sie sicher gefangen werden.

Alpha Origin bietet Berichten zufolge weltweit „Produkte für nicht-menschliche Primaten und biologische Forschungsdienstleistungen“ an, darunter klinische Studien, darunter auch Forschungen zu fortschreitenden Gehirnerkrankungen. Vor acht Jahren entkamen 19 Affen aus Alpha Origin und wurden etwa sechs Stunden später gefangen.

EU-Agentur: 2024 wird das heißeste Jahr seit Beginn der Wetteraufzeichnungen

Der Copernicus Climate Change Service, die Klimaüberwachungsagentur der Europäischen Union, erklärte am 7. November, dass Temperaturdaten aus den ersten zehn Monaten des Jahres 2024 zeigten, dass dieses Jahr das heißeste Jahr seit Beginn der Aufzeichnungen im Jahr 1850 sein werde.

Der Copernicus Climate Change Service veröffentlichte am selben Tag eine Pressemitteilung, in der es hieß, die globale Durchschnittstemperatur in den ersten zehn Monaten des Jahres 2024 sei 0,71 Grad Celsius höher gewesen als die Durchschnittstemperatur im gleichen Zeitraum von 1991 bis 2020 (der höchste jemals gemessene Wert) und 0,16 Grad Celsius höher als im gleichen Zeitraum 2023. Es ist so gut wie sicher, dass 2024 das heißeste Jahr seit Beginn der Wetteraufzeichnungen sein wird, sofern die Durchschnittstemperatur für den Rest des Jahres nicht auf nahe 0 °C sinkt.

Die Agentur prognostiziert, dass die durchschnittliche Jahrestemperatur im Jahr 2024 1,5 Grad Celsius oder sogar mehr als 1,55 Grad Celsius über dem vorindustriellen Temperaturniveau zwischen 1850 und 1900 liegen wird.

Die Überwachungsdaten der Agentur zeigten auch, dass der vergangene Oktober nach dem Oktober 2023 der zweitheißeste Oktober der Welt war. Die Durchschnittstemperatur betrug 15,25 Grad Celsius, 0,8 Grad Celsius mehr als die Durchschnittstemperatur im Oktober von 1991 bis 2020 und 1,65 Grad Celsius mehr als das vorindustrielle Niveau.

Darüber hinaus kam es im Oktober weltweit zu mehreren extremen Klimaereignissen, darunter starke Regenfälle, die in Spanien schwere Überschwemmungen verursachten, bei denen mehr als 200 Menschen ums Leben kamen; Die Hurrikane Helene und Milton erreichten nacheinander Florida und andere Orte in den Vereinigten Staaten. (Nachrichtenagentur Xinhua)

Schon fünf Minuten zusätzliche Bewegung am Tag können Ihren Blutdruck senken

Bereits fünf Minuten Bewegung am Tag, etwa Treppensteigen oder Radfahren, können den Blutdruck senken und die Gesundheit verbessern, wie eine neue Studie nahelegt.

Bei Hypertonie handelt es sich um einen hohen Blutdruck (140/90 mmHg oder höher), der das Herz, das Gehirn, die Nieren und andere Organe des Menschen gefährden und das Risiko anderer Erkrankungen erhöhen kann. Es handelt sich um die häufigste Ursache für vorzeitigen Tod. Weltweit leiden etwa 1,28 Milliarden Erwachsene an Bluthochdruck. Da die Symptome schwer zu erkennen sind, sind sich 46 % der Erwachsenen mit Bluthochdruck nicht bewusst, dass sie an dieser Krankheit leiden.

Unsplash/CC0 Public Domain

Die Forscher sammelten Daten von 14.761 Teilnehmern aus fünf Ländern, um die Beziehung zwischen täglichen Aktivitäten und Blutdruckwerten zu analysieren. Die Teilnehmer trugen Beschleunigungsmesser, um ihre Aktivität den ganzen Tag über zu überwachen. Die Studie unterteilte die täglichen Aktivitäten in sechs Kategorien: Schlafen, Sitzen, langsames Gehen (langsamer als 100 Schritte pro Minute), zügiges Gehen, Stehen und relativ anstrengende körperliche Betätigung (wie Laufen, Radfahren oder Treppensteigen). Die Daten zeigten, dass die Teilnehmer durchschnittlich 7 Stunden pro Tag schliefen, 10 Stunden saßen, 3 Stunden standen, 1 Stunde langsam gingen, 1 Stunde zügig gingen und nur 16 Minuten relativ intensive körperliche Betätigung ausübten.

Statistische Analysen zeigten, dass zusätzliche 5 Minuten Bewegung pro Tag als Ersatz für andere Ruhezustände den systolischen Blutdruck um 0,68 mmHg und den diastolischen Blutdruck um 0,54 mmHg senken können. Auf Bevölkerungsebene entspricht eine Senkung des systolischen Blutdrucks um 2 mmHg und des diastolischen Blutdrucks um 1 mmHg einer Verringerung des Risikos für Herz-Kreislauf-Erkrankungen um etwa 10 %. Die Studie kam zu dem Schluss, dass bereits 20 bis 27 Minuten zusätzliches Training pro Tag zu „klinisch signifikanten“ Verbesserungen führen könnten.

Den Forschern zufolge unterstreicht die neue Studie, dass bereits geringe Mengen täglicher körperlicher Betätigung den Blutdruck verbessern können. Die gute Nachricht ist, dass Sie unabhängig von Ihren sportlichen Fähigkeiten nicht lange trainieren müssen, um Ihren Blutdruck positiv zu beeinflussen. … Vom Treppensteigen bis zu einer kurzen Radtour sind das alles einfache Dinge, die Sie jeden Tag tun können.

Chemiker brechen eine jahrhundertealte Regel, indem sie Lehrbücher umschreiben

Chemiker haben Bretts Regel, die „Chemiker ein Jahrhundert lang gefesselt“ hatte, außer Kraft gesetzt und zum ersten Mal eine Klasse von Molekülen geschaffen, die man zuvor für instabil und daher nicht existent gehalten hatte. Damit wurde ein neuer Weg für die Synthese potenzieller Medikamente eröffnet. Craig Williams, Chemiker an der University of Queensland in Australien, bezeichnete die Forschung als „bahnbrechenden Beitrag“.

Bei der Breit-Regel handelt es sich um eine empirische Beobachtung in der organischen Chemie, die erstmals vor 100 Jahren vom deutschen Chemiker Julius Breit vorgeschlagen wurde. Sie besagt, dass die Brückenkopfposition (also die Stelle, an der zwei Ringe verbunden sind) in einer überbrückten Ringverbindung keine Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindung enthalten kann, es sei denn, der Ring ist groß genug. Dies liegt hauptsächlich daran, dass in kleinen und mittleren Ringen (weniger als acht Glieder) die Doppelbindungen an den Brückenköpfen einer Ringspannung, insbesondere einer Winkelspannung, unterliegen. Anti-Brett-Olefine (ABO) mit Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindungen an der Brückenkopfposition haben stark verzerrte geometrische Strukturen, was ihre Erzeugung schwierig macht. Zudem sind sie im Allgemeinen instabil und zersetzen sich leicht.

Das Norbornen-Isomer auf der rechten Seite ist „Anti-Brett“ und weist eine stark verzerrte Doppelbindungsgeometrie auf.

Den Forschern gelang die Synthese von Trans-Brett-Olefinen durch die Behandlung von siliziumbasierten (Pseudo-)Halogeniden mit einer Fluorquelle, um eine mildere Eliminierungsreaktion auszulösen. Da sie sehr instabil sind, führte das Forschungsteam auch Fänger ein, um diese Trans-Brett-Olefine zu stabilisieren und so Verbindungen zu bilden, die isoliert werden können. Im Gegensatz zu typischen Alkenen sind trans-Brett-Alkene chirale Verbindungen. Die Forscher synthetisierten und erfassten ein enantiomerenangereichertes Trans-Brett-Olefin, das als unkonventioneller molekularer Baustein für enantiomerenangereicherte Verbindungen dienen kann und einen hohen praktischen Wert für die Entwicklung neuer Medikamente hat.

Zubereitungsprinzip

Li Chuangchuang, Professor an der Southern University of Science and Technology in China, sagte, die Methode könne verwendet werden, um innovative Synthesewege für andere anspruchsvolle Moleküle zu erforschen, wie etwa das Chemotherapeutikum Paclitaxel. „Es ist ein wertvoller und zuverlässiger Ansatz.“

Es ist erwähnenswert, dass frühe Berechnungen zeigten, dass Trans-Brett-Olefine überhaupt nicht existieren könnten, spätere Berechnungen jedoch das Gegenteil zeigten. Wenn andere Menschen nicht an das Böse geglaubt hätten, wäre es durchaus möglich gewesen, dass sie dieses Ergebnis einige Jahre früher erreicht hätten. „Wir sollten nicht in einer Routine feststecken – und selbst wenn wir Regeln haben, sollten wir uns immer daran erinnern, dass es sich dabei nur um Richtlinien und nicht um eiserne Gesetze handelt“, sagte Neil Garg von der University of California in Los Angeles, einer der Autoren der Studie, die am 1. November in Science erschien. „Wenn wir sogenannte unüberwindbare Regeln aufstellen, eliminieren wir die Kreativität.“

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