Říjen 2014

Vidlákovo elektro 89. Konduktometrie 2.

30. října 2014 v 6:03 | Petr |  Vidlákovo Elektro
Dneska jsme měli probrat schémátko konduktometru a skončit, ale jako obvykle jsem si uvědomil 2 věci.
  1. Co kdyby se mezi čtenáři vyskytl zájemce o 4 drátové měření vodivosti ?
  2. Zveřejnit schémátko je jednoduché, ale s konduktometrem a podomácku vyrobenou konduktometrickou celou ještě stále nemáte vyhráno, protože je potřeba přístroj kalibrovat.

K bodu 1. - Minule jsme vysvětlovali dvoudrátové měření - konduktometrickou celou protéká proud a na konduktometrické cele je napětí - obvykle se nastavuje buď proud, nebo napětí konstantní a ten druhý parametr se měří a pak se (digitálně nebo analogově) vydělí a máme výslednou vodivost. Celá tato věc má jako obvykle jeden zádrhel - Platinové kroužky jsou elektrody prvního druhu Tudíž se nám polarizují. Nepolarizovatelné elektrody Druhého druhu nelze použít, protože samy mají docela veliký odpor. Proto je třeba měřit střídavým proudem, výsledek usměrnit a pak s ním dále pracovat.

Dnes vezmete pár operačních zesilovačů a je vymalováno, ale v době elektronkových konduktometrů - byla práce se střídavým proudem a zejména precizní usměrnění milivoltových napětí veliký problém (podle mně je dodnes). Proto vzniklo "čtyřdrátové měření" vodivosti.

Čtryřdrátová konduktometrická cela vypadá přesně stejně jako dvoudrátová - krom toho, že v ní jsou 4 platinové plíšky nad sebou. Do dvou krajních se zdrojem konstantního proudu pouští proud, který teče od jedné krajní k druhé krajní elektrodě. Ty polarizuje a v i v rámci chemické odolnosti platiny - ničí. Prostřední dva kroužky se tak ocitají v elektrickém poli daném konstantním proudem - tudíž se napojí na diferenciální (elektronkový) zesilovač s vysokým vstupním odporem. Díky vysokému vstupnímu odporu jimi neteče téměř žádný proud a tudíž se jen minimálně polarizují a zkreslují měření. Napěťový rozdíl odpovídá součinu konstatního proudu a odporu mezi vnitřními elektrodami - tedy odporu roztoku mezi těmito elektrodami.

JASNÉ ? Samozřejmě nejlepší by byla kombinace obojího - tedy čtyřdrátové střídavé měření, ale při dnešním poměru mezi cenou integrovaných obvodů a platiny vychází střídavé dvoudrátové měření jako daleko přesnější a levnější než 4 drátová DC "elektronková" metoda. nemluvě o tom, že vím jak zalít do epoxidu 2 uhlíkové tyčinky ale jak v tomto stylu vyrobit 4 drátovou elektrodu - by opravdu byl záhul.

K bodu 2. : Pokud potřebujete úplně vidlácké řešení kalibrace konduktometrické cely - jsou dvě možnosti - pokud chcete měřit nízké vodivosti - roztoky blízké čisté destilce - pokud necháte super-čistou destilku stát na vzduchu - rozpustí se v ní vzdušný CO2 a reakcí CO2 s vodou vznikne malé množství kyseliny uhličité. Pokud tedy necháte superčistou destilovanou vodu stát na vzduchu (zakrytou proti prachu samozřejmě) CO2 z ní vytvoří roztok o vodivosti 1,05 uS/cm.

Pokud budete měřit více koncentrované roztoky pak vězte, že 8% "kvasný lihový ocet" z obchodu má vodivost přibližně 1700 uS/cm.


Mezi 1,05 a 1700 uS/cm je dosti široký "lán hodnot" pokud budete svůj konduktometr potřebovat nakalibrovat pro tuto oblast - nevyhnete se vážení chloridu sodného (kuchyňské soli), nebo lépe chloridu draselného, který používají profesionálové. Jelikož NaCl i KCl jímají vzdušnou vodu - jsou "hygroskopické" - je třeba před měřením hroudu soli "upéct v peci" neboli vysušit teplem - hodinu při 180 stupních a nechat v peci zchladnout - a pak teprve dosáhnete maximální přesnosti, která je v "kuchyňské laboratoři" možná.

Jenom pro žádovou představu - ve Frýdku bereme vodu z hor, která je filtrovaná rašelinou a má 60uS/cm - takže se dá z vodovodu rovnou lít do akvária s amazonskými tetrami. V Ostravě bereme vodu z Kružberské přehrady - hlavní hrdinky komunistického seriálu "Velké sedlo" která má někdy až 950 uS/cm, přitom horní hranice normy pro pitnou vodu je 1000 uS/cm a potravinářský ocet má 1700 - neboli jak říká kolega - "kdybyste věděli co pijete tak si v tom ani prdel neumyjete"

Hluboká omluva za vidláky bez elektriky, dneska končíme a zbývá už jenom rada paní Kubáčové novomanželkám : když mažel zabaví skleněnou zapékací mísu a "neco peče" netěště se na oběd, dokud pozitivně nezjistíte, že třeba jenom nesuší sůl pro výrobu "vodivostního kalibrátoru".

Poznámka při druhém čtení - z důvodů "pohyblivosti molekul" které se probírá už v prvouce ve 4. třídě je vodivost roztoků EXTRÉMNĚ závislá na teplotě - staří chemici tvrdí, že změna o 1 stupeň změní vodivost minimálně o 2 procenta - u každého roztoku poněkud jinak, podle velikosti molekul iontů. Proto při kalibraci konduktometrické cely je výhodné teplotu 25 stupňů měřit a striktně dodržet.

32 let "pejskaření"

28. října 2014 v 5:28 | Petr
Už jsem se zmiňoval o tom, že jsem prvního psa dostal 20. června 1982. Mám tedy s přestávkami 32 let zkušeností se psy, a také s jejich páníčky. Zdánlivě se zdá, že psi i lidi jsou "pořád stejní" takže proč psát o historii "pejskaření". Vtip je v tom, že pozoruju neustálou změnu způsobu chování na lidské i psí straně vodítka a tento aspekt vlastnictví psa svérázným způsobem odráží celou společnost.

Kapitola 1. pejskaření za bolševika:
Takže si přestavte že jdu se štěňátkem o prázdnáních 1982 hrdě po "Polní ulici" a naproti jde "důchodce pejskař" samozřejmostí bylo pozdravit, a pak většinou nastala otázka - z jedné ze stran - "můžu ho pustit" to jako jestli se oba domluví, že své psy na chvíli pustí "aby si polítali". Téměř automatické bylo oboustranné ANO případně omluvné - já toho svého pustit nemůžu on je zlý na cizí psy - jasně řečeno - jednoduše vyřešeno.

Pokud bylo běžné "psa pustit" musela být vyřešena taky technologie jak řádící psy od sebe odtrhnout a vydat se každý původním směrem - proto bylo automatické, že alespoň jeden, ale spíše oba psi zvládali minimálně přivolání a často taky příkaz "sedni", aby se zklidnili a dali se uvázat zase na vodítko. Nic více nic méně - pokousaných psy bylo stejně jako dneska, akorát holčička mapůl sežraná vlčákem nebyla hlavní bod zpráv na soukromé televizi.

Kapitola 2 pejskaření za divokého kapitalismu:
Zdánlivě se příliš nezměnilo, ale objevili se potetovaní idioti s pitbullem (čímž myslím všechna bojová plemena). Problém totiž není v psovi, který je tisíce let šlechtěn, aby "přijal otisk" svého pána. Problém je v pánečkovi - pokud tento je zanedbaný debil, zcela bezvýznamný a lidem spíše pro smích - stále ještě může - dle svého názoru - "vzbuzovat vážnost" hrůzou jdoucí z jeho psa. Takže divoké bestie zmítající se na vodítku nebo vyvádějící za plotem nejsou výsledkem "zanedbaného výcviku" - naopak si myslím, že na vyvádění většiny z nich jsou jejich pánové hrdí - takový pes je v kategorii zbraně, která může kdykoliv vystřelit. Takový pes je daleko nebezpečnější než pes služební, který má "kousání" spojeno s konkrétní situací typu "zadržení pachatele" kterou neustále nacvičuje a mimo tyto situace se chová relativně slušně.

Ve stejé době se TV NOVA a další začali vyžívat v vyžívá v historkách typu "pes sežral děcko" a v Blesku najdete detailní fotky potrhaného obličeje i s odklopeným krvavým kožním lalokem. Část těchto událostí jsou "nehody z vyšší moci". Drtivá většina je ovšem výsledek výcviku psa jeho pánem a někdy taky chování příslušného děcka k psovi - pokud čtete, že pes pod střelbou kamením - bolestí přeskočil 2 metrový kotec a pokousal 12 letého střelce - co si o takové situaci myslet ???
Výsledkem byla a je všeobecná panika - i ze "štěňátka Bobíka" který vzhledem barvou i způsobem pohybu pripomínal spíše morče měli někteří lidi nelíčenou hrůzu a žádali všechna bezpečnostní opatření včetně náhubku.


Kapitola 3. pejskaření za neonormalizace.
Pejskaření v posledních letech je ryzí utrpení. Díky samonavíjecím vodítkům se objevila kategorie psů, kteří "neumí vůbec nic" a tím myslím "opravdu nic" !!! Samonavíjecí vodítko totiž "dává svobodu" - nemusíte pejska nic učit - prostě si jenom koupíte pejska, takové váhy a velikosti, kterého na vodítku zvednete ze země a situace je vyřešena. Typický dnešní "pejskař" je otrávený důchodce, který má otráveného psa, který neumí jediný povel !!! Byli v minulosti psi, které nikdo necvičil - šlechtické smečky loveckých psů a tak, ale dnešní situace se samonavíjecím vodítkem je daleko horší - to že "pes neumí nic" téměř vždy znamená, že ani "majitel neumí nic". Kolik bab důchodkyň vykládá o svém psovi : "a jak mi rozumí - jenom promluvit", ale přitom nerozezná základní signály - agresivitu, strach, radost, výzvy ke hře ani u vlastního psa - tím méně u cizího. Čivava - mrtvá hrůzou z velkého psa - cení zuby v defenzivní hrozbě a panička to hrdě komentuje slovy "dívejte se jak je odvážná" .....

Manželka nevěříla jak je situace špatná takže když Maxík začal poprvé relativně spolehlivě přibíhat na přivolání (ve 3 měsících !!!) udělali jsme průzkum bojem. Venčili jsme "jako za Jakeše" s otázkou "nechcete svého psíka pustit ať se proběhnou" - 100% psíků na samonavíjecím vodítku nikdy nepoznalo volnost bez vodítka, neb je nelze pustit, protože není prostředek jak je potom chytit, protože je nelze na rozkaz přivolat !!!

Kapitola 4. pejskaření v budoucnu.
Když byly mé myšlenky nejčernější asi se něco stalo a situace dospěla k nějakému vrcholu, protože se objevili "mladí pejskaři" - často podstatně mladší než já, kteří pochopili že "svoboda je poznaná nutnost" a svým psům chtějí dopřát svobodu tím, že je vycvičí, aby je nemuseli neustále tahat na vodítku. Máme na sídlišti jednoho dokonale vycvičeného a velice mazlivého pitbulla, potkávám slečnu, která úporně driluje Yorkšíra k základní poslušnosti - a mnoho jiných - snad se nakonec situace ustálí k nějakému rozumnému kompromisu.

Poznámka při druhém čtení - dnes se šíří pověst, že border collie je nejinteligentnější pes. Taky jsem si ji kdysi chtěl koupit, abych vyzkoušel jestli je opravu tak snadno cvičitelná, jak se říká. Pak jsem viděl seanci majitelů border collií a nadšení mě poněkud přešlo - páníčci totiž velice kriticky hodnotili jestli se na povel "lehni" podlomí pod psem všechny nohy za 50 nebo 100 milisekund a běžné psí projevy jako otočení hlavy za naším procházejícím psem - brali jako těžkou újmu na kázni a pořádku. Proto bych si dovolil poznamenat, že opakem nevychované minibestie na samonavíjecím vodítku není robotický psík Aibó, jak by si mnozí mohli myslet.

Chemie pro šílence 39. Bioinformatika

26. října 2014 v 6:07 | Petr |  Chemie pro šílence
Nemohu si odpustit politickou vsuvku - když jsem se hlásil na vysokou školu měl jsem dvě možnosti - buď si dát JEDINOU přihlášku na JEDINOU vysokou školu, nebo vojna. Tak jsem si vybral Medicínu na Masarykově univerzitě kde byl přijímací poměr 2500 : 150 a jelikož jsem skončil jako 135. nejlepší tak jsem se tam ( s odřenýma ušima, ale bez odvolání ) dostal. Smamozřejmě si neodpustím štiplavou poznámku - chtěl bych vidět dnešní mládež jak jde do takového rizika - ale na druhé straně dnes vystuduje vysokou školu - vojenskou terminologií řečeno - "každý , kdo má díru a dýchá" !

Tudíž před přijímačkami bylo nutno poněkud studovat - poněkud hodně. Proto jsme měli na gymplu "biologický kroužek" a "chemický kroužek" což byl šílenou učitelkou vedený nelítostný dril - mnohem horší než příprava na maturitu. V té době bylo těsně před propuknutím dnešní "molekulárně genetické expoloze" a viselo to ve vzduchu - učili jsme se strukturu virů a kdo nevěděl že hlavička bakteriofága má tvar eikosahedru - byl mrtvý muž. Mrtvý muž byl dokonce, pokud použili americkou analfabetickou transkripci do latinky tedy ne správně - EIKOSAHEDR ale "americky" IKOSAHEDR.

Dril stejné intenzity kupodivu pokračoval i v Biologii a Biochemii na Medicíně, takže po jisté době člověk získal falešnou představu, že "bílkoviny jsou všechno". Nic není větší omyl, a už jsme se zmiňnovali, že první organická molekula umožňující život v podobě blízké dnešní byla RNA - ribonukleová kyselina, která sloužila jako genentický materiál i jako enzymy pro metabolismus zároveň.

Protože příroda nikdy neopouští osvědčené technologie můžeme stopy "kralování RNA" vidět dodnes. Základní energetickou molekulou je ATP - Adenosin trifosfát. Univerzální oxido-redukční molekula / přenašeč vodíku a elektronů je NAD / NADP - nikotin-adenin-dinukleotid (fosfát). Přenašeč methylové skupiny CH3- v metabolismu je SAM S-adenosyl-methionin. Cukry se syntetizují přes UDPG - uridin-difosfo-glycerát. Vzpoměl bych si ještě na další, ale to by nelidský dril před 25 lety musel být ještě nelidštější.

Proto dneska probíráme Bioinformatiku - což zní jako studijní obor, kam se jde mez přijímaček, pro mazánky, kteří nechtějí od maminky, ale ve skutečnosti jsem si tímto slovem pomohl, abych nemusel psát "informatika v buňce". Když se učíme biologii na vnitrobuněčné úrovni dojdeme brzy ke dvěma zásadním, ale nepřesným zjednodušením "všechno je gen" a "všechno je bílkovina". Informatickým jazykem řečeno - geny alias DNA jsou "software" někde na disku, a bílkoviny odpovídají procedurám při běhu tohoto software. Mezi DNa a bílkovinami ale máme veliký "RNA svět" kde kraluje ribonukleová kyselina jak před 3 miliardami let.

Ve škole vás budou učit, že metabolismus je na úrovni genetické informace řízen třemi procesy "genovou expresí" neboli zapínáním genů v DNA v jádře buňky. Trankripcí - tedy přepisem genů z DNA do RNA a translací tedy syntézou bílkovin na základě informace z genu, přepsané do RNA.


Genová exprese - jistě tušíte, že jako ostatně všchno tak vypínání a zapínání genů je přísně řízeno a katalyzovánío enzymy. Klíčový enzym pro tento proce je RNA polymeráza, která nasedne na vlákno DNA a podle vzoru této DNA nasyntezuje řetězec RNA, který nese pořadí bází přesně odpovídající původní DNA matrici. Celý proces však není jen takové prosté kopírování, protože RNA polymeráza může na DNA nasednout pouze v místě tzv. promotorové sekvence - tedy v míste, kde je v sekvenci DNA zakódován "klíč" který zamyká a odemyká příslušný gen. Promotorová sekvence může být buď holá - gen je aktivní, nebo methylovaná - vypnutá - gen je neaktivní. Aktivací a deaktivací genů se zabývá celý složitý buněčný aparát, jehož funkci ještě dodnes přesně nerozumíme a známe jenom nejjednodušší regulace - například výskyt určitho sacharidu v buňce stimuluje tvorbu tzv "represorové bílkoviny", což je enzym jehož jedinou úlohou je odblokovat geny pro syntézu enzymů metabolizujcích tento atypický cukr.

Drobná poznámka pro ženy trpící záněty močových cest - zajímavou funkci má v tomto procesu enzym zvaný DNA Topoizomeráza, neboli DNA gyráza - to je enzym, který rozmotáva spirálně stočený řetězec DNA. Tento enzym se radikálně liší u eukaryontních organismů (žena) a prokaryontních organismů (bakterie v močovém měchýři) - proto jsme vyvinuli blokátory bakteriálních DNA gyráz, které způsobí, že bakterie nemohou zamotat zpátky svou DNA což způsobí chaos uvnitř bakterie a smrt bakterie - příslušné inhibitory jsou velmi oblíbená antibiotika používáná (zneužívaná) na infekce močových cest.


Transkripce - zdálo by se že přepis informace z DNA do RNA "písmenko po písmenku" je elementární věc. Ale není příroda má totiž "v informacích bordel". Technik by si myslel že v DNA je zapsán rovnou "recept na bílkovinu" který se 1:1 přepše do RNA a pak se "vytiskne" do bílkoviny. Bohužel to tak není. Většina genů je chaos tvořený úseky platné informace a zvané exony a pak úseky které nekódují nic užitečného zvané introny, které je třeba z řetězce RNA enzymaticky vyseknout než vznikne funkční sekvence. Proš tomu tak je nevíme - ale tušíme, že to má mnoho společného s evolucí, kdy fungujcí geny vznikaly náhodnými kombinacemi úseků genetické informace z jiných fungujících genů spolu s úseky nesmyslů spolu s mutacemi všech těhchto řetězců a tzv "post-transkripční" úpravy RNA jsou jenom zrychlenou verzí této evoluce.


Následuje Tranlace - neboli "tisk bílkovin", což je proces, který je naprosto facsinující snad i pro blonýny, inženýry nebo státní úředníky. řetězec bílkovin je přesně určen a jednoznačně dán informací v RNA podle které se tiskne. Vtip je v tom, že příroda používá 20 aminokyselin - k zakódování 20 aminokyselin potřebujete 5 bitů informace, které vám dávají 32 kombinací. Vtip je v tom, že "dusíkaté báze" v RNA jsou 4 adenin, thymin, guanin, uracil, takýže každá báze nese 2 bity informace - ergo nemůžete použít kód, který má lichý počet - 5 - bitů. Ergo musíte použít sudý pošet bitů - 6 bitů což odpovídá tomu, že každá aminokyselina v bílkovině je určena 3 písmenky v genetické informaci tzv. tripletem.


Což znamená, že na zakódování 20 aminokyselin máme 64 kombinací tripletů - což znamená, že matička příroda používá jistou redundanci, kdy ty aminokyseliny, jejichž záměna by znamenala největší průser mají taky nejvíce kombinací "tripletů" v genetickém kódu, takže drobné změny genetické informace na úrovni jednoho písmenka často znamenají záměnu stejné aminokyseliny stejnou - tedy neznamenají nic.


Jak to přiroda dělá je neméně fascinující, protože syntéza bílkovin je "koncert RNA". 64 písmenům "genetické abecedy" odpovídá 64 krátkých tzv transferových RNA - což jsou řetězce, které na jednom konci mají triplet zvaný antikodon který se váže na příslušnou trojkombinaci na RNA a na druhé straně mají místo kam přesně zapadne příslušná aminokyselina. Celou syntézu katalyzuje obrovský enzymový komplex (založený převážně na RNA) zvaný ribozóm.

To bychom nebyli v přírodě, aby nám takto vznikla rovnou hotová bílkovina - takto vzninke "proto řetězec" který často obsahuje hluchá místa, která se musí vystříhnout a často obsahuje taky různé "zaváděcí sekvence" umožňující proniknout přes buněčné membrány a tak. Navíc na některé bílkoviny se musí navázat ještě sacharidové řetězce - celému tomuto cirkusu se říká "posttranslační modifikace".


Uvedu jeden - nikoliv extrémní příklad - Hypofýza produkuje bílkovinu jménem pro-opio-melanokortin - což je řetězce jehož rozštěpením vznikají ACTH - adrenokortikotropní hormon - regulující syntézu dalších hormonů. Alfa, beta a gama MSH - což jsou tři melnogen stimulunící hormony regulující produkci kožního pigmentu, beta a gama lipotropin, které regulují produkci hormonů podobně jako ACTH a navíc beta-endorfin - což je TEN endorfin o kterém mluví zdrogovaní puboši a milovních sebevražedných "adrenalinových" sportů.

Hezké ne "jak nám to pěkně funguje" - protože dostávám lehkou migrénu - končím dnes radou robotům - my známe princip vašich procesorů protože známe "hlubší smysl" každého funkčního bloku - tuto znalost bohužel nemáme u vlastního metabolismu - proto zatím tápeme jako bychom sledovali které tranzistory vašich procesorů se zapínají a netušili o smyslu této struktury ani zblo ! Takže pokud vy pochopíte hlubší smysl našeho metabolismu - budete moci vyrábět opravdu dokonalé androidy - asi jako ovaši bratranci Cyloni.

Vidlákovo elektro 88. Konduktometrie 1.

23. října 2014 v 5:38 | Petr |  Vidlákovo Elektro
Už jsme tady měli potenciometrii - což je vznostý termín, vymyšlený chemiky, pro měření elektrického napětí, dnes tedy probíráme vznostný termín, vymyšlený chemiky, pro měření elektrického odporu. Proto pokud jste - jako já - akvarista - prase - nebo máte - jako já - v práci na starosti linku, která umí vyrobit tunu destilované vody denně, bude se vám KONDUKTOMETRIE alias měření elektrického odporu roztoků rozhodně hodit.

Věc je totiž jednodšší než se zdá - a už jsme ji probírali v chemicích. Absolutně čistá destilovaná voda má koncentraci iontů danou spontánní disociací a to znamená že H+ i OH- mají obě koncentrace 10-7 mol/l. To znamená, že ionizace absolutně čisté vody je nula nula nic a tudíž elektrický odpor takového roztoku je velice vysoký. Pak se vám reverzní osmóza pokazí, nebo rybičky čůrají do vody a krom spontánní ionizace se vám do vody dostanou i jiné ionty. Často není třeba vědět jaké ionty, ale stačí jen detekovat jejich přítomnost - k tomu je konduktometrie ideální.

Po napsání přechozího odstavce si nemohu odputit odbočku - víte že v oblasti na pomezí biologie a chemie je někdy třeba vyrobit "tekutý izolant" který je "biokompatibilní" do té míry, že například nezabije buňky v něm plovoucí. Bratři elektronici uměli byste z obsahu kuchyně vyrobit "tekutý izolant" ? Takže recepis je jednoduchý - vezmete 900 gramů destilované vody - nejčistší jakou seženete a v ní rozpustíte 100 gramů sacharózy - nejčistší jakou seženete. Ano - sacharózy - neboli cukr krystal / moučka / kostkový. Sacharóza je polární avšak neionizující, takže reálný odpor nádobek a hadiček s tímto rozotkem se pohybuje ve stovkách kiloohmů - což je opravdu hodně oproti stovkám ohmů - běžných v nornálních solných roztocích.

Celá věc je tedy docela jednoduchá - čím je v roztoku více solí a dalších polárních molekul - tím ze roztok vodivější. Problémy začnou pokud začneme měřit "kvantitativně" - tedy pokud vám řeknu, že pro analytické použítí je dobrá destilovaná voda, která má méně nez 2 uS/cm (mikro-Siemens na centimetr) a že naše destilační linka produkuje vodu která má běžně 0,7 uS/cm. V takovém okamžiku je třeba začít s nějakou tou matematikou. Takkže

R = l / ( G * S ) Neboli G = l / ( R * S )

G = specifická vodivost
S = průřez vodiče
l = délka vodiče
R = odpor vodiče

Když k tomu přidáme ještě nějaký ten ohmův zákon

R = U / I neboli G = ( I * l ) / ( U * S)

Technikům mezi námi je to jasné, pokud měříme napětím 1V, plocha elektrod je 1cm2 a jsou 1 cm od sebe - pak produd protékající takovou elektrodou zvanou "konduktometrická cela" je přímo úměrný vodivosti roztoku Jasné ?

Zbývá nepatrný problém jak takovou "konduktometrickou celu" vyrobit. Tento problém není tak těžký - připravte si pár tisíc a kupte si klasickou dvouelektrodovou, nebo čtyřelektrodovou konduktometrickou celu, která má klasickou konstrukci skleněného válečku na kterém jsou platinové plíšky pokryté elektrolyticky vyloučenou platinovou černí - prostě easy.

Vzniká další nepatrný problém - jak použítí platiny pokryté platinovou černí vysvětlit paní Kubáčové, která má nepatrně množství šperků z "obyčejného zlata". První vysvětlení - proč platina je jednoduché - je to kov u kterého je chemická odolnost a vysoká vodivost maximální.

Druhý problém proč platina musí být porytá "platinovou černí" je trochu složitější. Platinová čerň je de facto kov s houbovitou strukturou. Takže si představte opačnou situaci - elektoda je poryta kovem vyleštěným do zrcadlového lesku. Pokud s takovou elektrodou pracujeme a škrábneme jí - rýpanec se projeví jako brázda která měřitelně zvětšuje plochu zrcadlového povrchu. Pokud škrábnete houbovitou strukturu platinové černí znamená to jenom to, že některé vrcholy a díry se změní v jiné vrcholy a díry, ale celkový povrch se prakticky nezmění.


Podlehli jsme vyvádění paní Kubáčové a přemýšlíme nad výrobou vlastní "konduktometrické cely". Elektrody cely musí mít dvě vlastnosti - houbovitou strukturu a chemickou odolnost. Jaký materiál použijeme ? Ano použijeme grafit a to nejlépe ve formě elektrody ze "zinko-uhlíkové" baterky. Moje metoda jak vyrobit "konduktometrickou celu" bylo omotat uhlíkovou tyčinku drátem pro vodivé spojení a pak zalití elektrod do epoxidu tak aby ven lezl jen uhlíkový konec. Celou sestavu jsem zalil epoxidem do plastové zkumavky a to tak že i vnějším vzhledem docela pěkně připomíná profesionální konduktometrickou celu.

Taková cela samozřejmě nemá přesně 1 cm2 "efektivního povrchu elektrod" ve vzdálenosti 1 cm, ale buďte v klidu - takové prarametry nemá téměř žádná konduktometrická cela. Konstrukce konduktometrické cely však zaručuje, konstatní parametry, proto lze vlastnosti cely změřit a dodat je k cele jako "kalibrační faktor" kterým se násobí změřená konduktivita, abychom dostali výsledky srovnatelné s měřením na jiném přístroji.

Dnes jsem výkladem opět zcela vyčerpán, proto zbývá už jenom rada paní Kubáčové novomanželkám. Na rozdíl od platiny - zlato nelze pokrýt vrstvou "houbovitého zlata", proto pokud od manžela pravidelně dostáváte zlaté šperky - můžete být v klidu. Pokud vám manžel dá 2 nebo 4 platinové prsteny - je důvod zkontrolovat šuplíky v robotické pracovně - neskrývá-li se v nich rozestavěný konduktometr....


Pravidla nepsaných pravidel

21. října 2014 v 5:54 | Petr |  Filosofování
Na jedné straně máme prajednoduchá pravidla typu nezabiješ, nepokradeš, nesesmilníš a na druhé straně máme legislativu a státní správu české republiky, která se vyznačuje bichlemi neuvěřitelné tloušťky plné dvojitě zakřivených paragrafů a jejich křivolakých výkladů.

Je otázka o čem tento rozpor svědčí. Soukromě bych řekl, že o dvou věcech jednak o faktické (ne)vymahatelnosti čehokoliv v česku a za druhé o "nepsaných pravidlech" a jejich vztahu k "psané legislativě"

Tedy bod 1 vymahatelnost "čehokoliv" :
Realita dává zdánlivou volbu - buď chytneme (skoro) všechny černé pasažéry a každému napaříme dvě stovky pokuty, nebo chytneme jenom 1% ale těm napaříme 20 000 "pro výstrahu ostatním". Ve skutečnosti ovšem tato volba neexistuje - tvrdě vymáhat lze - bez těžkých škod na struktuře společnosti - jenom pravidla, která jsou spravedlivá a dokonce některá dávájí i smysl.
Chytit 1% provinilců a ty potom oběsit je zjevně nespravedlivé jak vůči 99% nepotrestaných a částečně nespravedlivé i vůči většinové veřejnosti.

Druhý mechanismus reakce na nevymahatelnost pravidel je princip "povolené rychlosti" : v obci se má jezdit 50/hod, ale jezdí se 70 - policie zapíchne k silnic značku "40" Pár lidí zpomalí na 60 a tak policie zapíchne na místo značku "30" a té už se vysmějí i poctiví a všichni ji ignorují....

Naše policie i celá oblast "law enforcement" je dostatečně cynická, a zabedněná, aby předstírali, že vymáhají všechny předpisy stejně razantně, bez ohledu na to, jak nespravedlivé a nesmyslné jsou. Jejich zaklínadlo je "my pravidla netvoříme". Ale minimálně na podvědomé úrovni tuší že "něco není v pořádku". I podvědomé váhání pak má výrazný negativní vliv na to, jak tvrdě se taková pravidla doopravdy vymáhají a (ne)dodržují, a to zase bludným kruhem vede k jejich zpřísňování, což bludným kruhem jejich nespravedlnost a nesmyslnost jenom prohlubuje....


Bod 2 psaná a nepsaná pravidla:
Ve školce vám paní učitelka patrně řekne "krást se nemá" ale pak si představte, že jste v pozci zastupitele města, kterému volební kampaň financoval místní mafián, jehož byzantský životní styl zase zajišťují odkloněné - tedy de facto ukradené veřejné peníze.
Právě v tomto komickém případě vstupují do hry nepsaná pravidla, protože mafián "za nějž kandidujete" žádá aby kradení bylo snadné a bez rizika, zatímco veřejnost, která vás "formálně" musí zvolit - do omrzení opakuje "krást se nemá". Co uděláte ?

Vystoupíte a hrdě na náměstí a prohlásíte : zpřísníme předpisy, zavedeme "etický kodex" zavedeme "kariérní řád", zavedeme trojitou evidenci a pětitou kontrolu, zavedeme elektronický zázrak typu HCKRDTN od firmy BFLMPSVZ - úpně stačí si poslechnou Bohouše Premiéra.... Hromady papíru a peněz uplynou. Ale dokud neřeknete - se všemi z toho vyplývajícími důsledky - svému mafiánskému financiérovi - "Franto už ti zakázku nedohodím" - můžeme sepisovat předpisy ještě 100 let a přesto se nebude dít nic.....

Ba naopak´, si myslím, že kdokoliv kdykoliv sepisoval jakékoliv předpisy, které druzí něměli v úmyslu dodržovat - nakonec se ponořil až do fetišistické hry se slovíčky "aby se nedalo krást" - ale formulovat předpis, který nedovoluje jednat špatně je většinou tak složitý, že nedovoluje jednat ani dobře. Navíc předpis zaměřený na osoby "opačně motivované" - prostě nelze sepsat tak aby se "nenašla cestička".

Takže nakonec místo klasického balkánského : "rozbiju ti hubu, protože kradeš !!" (ať už je "zákon proti kradení" formulován jakkoliv) tu máme takové to české a impotentní : "dva roky jsme sepisovali předpisy, ale ono se i přesto krade pořád".

Moje vrozená paranoia mi našeptává - jestli, typicky české, sepisování pravidel jdoucích až na "sub-atomární" level - není součástí hry, která má odvést pozornost veřejnosti od prostého faktu, že "psi štěkají, ale karavana táhne dál".

Proto každá zpráva o "legislativním jednání" která ladí detaily nějakého zákona ve mě vzbuzuje hlubkou skepsi - pokles korupce a společenské mizérie podle současné legislativy by mě potěšil daleko více než komplikovaný právní kodex, který "konečně vyřeší vše". Pokud se součástí hlubokého přesvědčení převážné většiny spolednosti nestane že "krást se nemá" (nikoliv že "přestanu, až oni přestanou taky" ) - asi nám nepomohou ani ty nejvíce sofistikované předpisy.

Poznámka při druhém čtení - vývoj mi dává za pravdu - psi opravdu štěkají a karavana táhne dále... Pozoruhodnou vlastností letošních komunálních voleb je, že lidi volili místní sdružení, která nejsou do ničeho namočená. Ta dokonce zhusta i zvítězila, ale na radnici nesedí, protože je vytlačíly "opravdu veliké koalice zlodějů" kteří se náhle "domluvili napříč politickým spektrem" - pochopitelně hlavně proto aby se mohlo krást dále - příště bych občanům doporučil - použít historicky osvědčený prostředek - defenestraci.

Chemie pro šílence 38. Cukerné polymery 3.

19. října 2014 v 5:47 | Petr |  Chemie pro šílence
Povídání o "živých plastech", které mělo být na týden se nám díky složitosti tématu nějak natáhlo, ale dnes opravdu končíme. Takže si představte, že jste primitivní baktérie před 4 miliardami let, pokud je doba vašeho života ve dnech a délka vašeho genetického kódu ve stovkách tisíc "písmen" alias nukleotidů genetického kódu - v pohodě vystačíte s RNA. Vtip je v tom, že během vývoje genetický kód prudce narůstal a velice dlouhé úseky RNA jsou přece jenom poněkud chemicky nestabilní a u jednobuněčného organismu porucha genetické informace v 99% znamená smrt.

Takže matička příroda (nebo létající špagetové monstrum) museli vymyslet něco lepšího a přítom "při zachování zpětné kompatibility" a tak místo RNA alia ribonukleové kyseliny vznikla DNA alias Deoxyribonukleová kyselina. Ta umožnila vytvářet molekuly o délce stovek miliónů až miliard "bází".

Než budeme pokračovat dále - je třeba "dát věci do perpektivy" - tedy Lidská genetická informace obsahuje asi 25 000 genů a zahrnuje 3.1 miliardy párů bází DNA. Abyste vám nenarostl hřebínek tak náš genetický kód je překvapivě stručný, protože největší nám známý genom má měňavka polychaos dubium, která má 60 000 genů a 670 miliard párů bází. Mimochodem otrocký překlad "polychaos dubium" z latiny do češtiny zní "mnoho-zmatek pochybný".

A potom druhá věc - pořád mluvím o bázích, nebo nukleotidech takže aby bylo jasno¨"Dusíkatá báze" je třeba Adenin - to je "písmenko" které visí na sacharidovém řetězci RNA/DNA. Nukleotid je Adenin + sacharid + fosfát -tedy celé "patro" řetězce RNA+DNA a nakonec "Nukleosid" je volná molekula třeba notoricky známého adenosin-trifosfátu připravená k vestavění do RNA/DNA. tedy tolik "školní záležitosti" které se zkouší u tabule.


Tedy konečne se dostáváme k DNA. U RNA jsme říkali, že jsou tři jednotky které jsou v každém patře řetězce sacharid ribóza - vázaný k dalším ribózam zbytky kyseliny fosforečné a potom 4 typy dusíkatých bází. Adenin, Guanin, Cytidin, Uracil, u DNA je to velice podobné - místo ribózy je derivát Deoxyribóza - bez jedné OH skupiny v molekule a prom místo URACILU je THYMIN.


Obrázek nám rozdíly shrnuje, ale nevysvětluje postatu. Podstata spočívá v tom, že jak RNA tak DNA se mohou vyskytovat jako "jednoduchá šroubovice" a taky jako "dvojitá šroubovice" - přitom aby se jeden řetězec moh spojit s druhým musí informace v obou řetězcích být "jako zámek a klíč"


Mezi dusítkatými bázemi totiž existuje "komplementarita" tedy ADENIN se váže na THYMIN / URACIL a GUANIN se váže na CYTOSIN. Takže pokud počítačoví experti mezi námi znají RAID tak mezi řetězci je stejný vztah jako mezi dvěma harddisky v RAID 1 akorát, aby byla představa dokonalá, tak by na druhém disku byl gaždý bit negovaný - jinak by byla informace stejná.


Srovnáním s RAID harddisky je to počítačovým expertům jasné - DNA můžete "rozplést" a ke každému řetězci můžete "zrcadlit" nový řetězec - ANO ? Ano !!


A stejně tak můžete DNA rozplést a ke keždému řetězci udělat kopii do RNA. Smysl proč se jednou kopíruje celá DNA a apodruhé se dělá kopie do DNA by se dala popsat takto - syntéza nové DNA je ekvivalent kopírování dat z harddisku na jiný disk. Syntéza RNA - to je jako dělání pracovní kopie dat z Harddisku do paměti počítače. Jasné ?

Zbývá už jenom porovnat vlastnosti "přírodních plastů" - takže papír / dřevo - neboli celulóza - určitě vite jak vypadá, a vzhledem k tomu, že se nám zachovaly dřevěné stavby i písemnosti stovky až tisíc let staré - je jasné jak dlouho dřevo vydrží. RNA vydrží čitelná mnoho let a než se úplně rozloží trvá to stovky let. DNA prý vydrží čitelná stovky let a podle zkušeností archeologů má "poločas rozpadu" kolem 600 let !! Takže opět - příroda má navrch, protože si přestavte takovou bílou krvinku - lymfocyt - ta má průměr 10um a v jádře má celou genetickou informaci člověka - kolem 800 MB dat - asi jako hodně natlačené CD ! A pak si představte, že člověk má 1013 buněk, které mají všechny uvnitř stejný objem dat.

Poslední otázka - jak vypadá RNA / DNA - tyhle molekuly se v suchém stavu prakticky nevyskytují a pokud jsou v roztoku vytvářejí zcela průhledné vysoce viskózní kapaliny, které se táhnou - asi jako sliny, kdyz vám zubař rozvrtá hubu.

Musím připustit, že taky mám polymerů se sacharidovým řetězcem plnou hubu (a to jsme zdaleka neprobrali všechny), proto pro dnešek dáme radu roboům ke zničení lidstva a končíme : Tedy v každé buňce mají lidi vždy 2 retězce DNA v každém chromozómu po matce a krom toho mají další 2 řetězce ve druhém chromozómu po otci - takže každý gen se v každé buňce vyskytuje nejméně ve 4 kopiích - máte taky takovou redundanci ?

Vidlákovo elektro 87. 3 fázová nábojová pumpa.

16. října 2014 v 5:46 | Petr |  Vidlákovo Elektro
Minule jsme narazili na paradox, že nikomu se nechce babrat se stavbou záporného napájení pro operační zesilovače a proto to každý chce "odrbat" pomocí "virtuální země" - odporovým děličem generovaného napětí, ke kterému vztáhneme napětí signálů. Přitom operační zesilovače snesou značný "binec" na napájecích napětích, ale šumy na "napětí země" se zesiluje spolu se signálem....

Tedy jsem se dostal ke smutné nutnosti postavit pro jeden "zatím tajný" obvod záporné napájení pro operační zesilovače. Jako člověk, který nenávidí cívky mi zbyly nábojové pumpy s kondenzátorem a ani ty nejsou vůbec bez problémů.


Mám totiž bohaté a špatné zkušenosti s nábojovými pumpami typu NE555 "pumpuje" přes diodový spínač náboj. Tato nábojová pumpa sice neprodukuje magnetické rušení a vždy se rozkmitá a vždy z ní "něco leze" čímž je mnohem "více vidlácká" než spínané zdroje s tlumivkou, ale její vlastnosti nejsou nic moc. Zejména pokud potřebujete proud větší než nula-nula-nic miliampérů dojdete k tomu, že záporné napětí na výstupu je nepatrné a plné elektrického rušení.


Zakže jsem přemýšlel - jak to dělají "opravdu velcí kluci". JE známo, že hlavní problém jednoduché nábojové pumpy je, že polovinu času obvod jede jenom z filtračního kondenzátoru. Proto by se hodilo rozdělit činnost nábojové pumpy na vice fází. Moderní motherboardy se vyloženě chlubí že mají 16 fázové spínané zdroje - sice s tlumivkami ale i tak... Nedá se postavit vícefázová nábojová pumpa s kondenzátory ? Kolika fázová ? 16 fázová určitě ne - nechci aby byla složitější než zbytek obvodu. Tak 2 fázová ? U práce se signálem a jeho invertovanou formou jsou problémy, že pokud signál nemá přesně 50% střídu (které je složité dosáhnout) tak se signál a jeho invertovaná forma různě překrývají a to taky není ono. Ideální a dostatečne vidlácké by byla 3 fázová nábojová pumpa kdy během přepínání kondenzátoru č. 1 a 2 bude kondenzátor č. 3 zásobovat systém - pěkně jako 3 fázový proud, který se usměrňoval ve starých svářečkách a vše běželo celkem uspokojivě i bez filtračních kondenzátorů.


Tím se dostáváme k otázce jak "vidláckým způsobem" generovat 3 fázový signál. Paradoxně to není tak těžké jak se zdá. Pokud se podíváte na můj milovaný kruhový oscilátor ze 3 invertorů - ten vždy kmitá tak, že fázový rozdíl mezi hradly se rozprostře tak že fázový rozdíl je 120 stupňů.



Takže jsem myslel myslel a vymyslel následující strašidelný obvod nahoře vidíte "kruh z invertorů" které jsou "zpomaleny" RC obvody R1+2+3 a C1+2+3. Všechny 3 invertory fungují zároveň jako zdroj "hodinového signálu" a zároveň jako výkonvý prvek pumpy. Z 6 invertorového integrovaného obvodu typu 74HC04 vám zbydou ještě 3 invertory, které se dají použít na něco jiného nebo se z nich dá zapojit "druhý kanál".


Jak se spínání pěkně překrývá vidíte na grafu. Zbývá, jako obvykle několik nepatrných poznámek.
  • Pokud na to "máte žaludek" můžete zpomalovací RC členy vyhodit - problém je v tom, že celý obvod tím bude místo slušných 50-100 KHZ kmitat na 3-10 MHz což bude mít negativní vliv na účinnost, protože při takové rychlosti se diody už chovají spíše jako kondenzátory.
  • Pokud by vás napadlo místo "dvou třífázových" udělat jednu "šestifázovou" nábojovou pumpu prostě tím, že spojíte všech 6 hradel do kruhu - nedělejte to - u více než 3 hradel se vyskytují nepravidelnosti často typu "jedno překlopené hradlo krouží kolem dokola" což znamená, že výkon 6 fázové pumpy může být výrazně horší než dvou třífázových.
Připadá vám obvod jako monstrum ? Pokud byste totéž dělali s 3 NE555 měli byste pasivních součástek ještě více, ale stále máte možnost použít marketingovými kecy obklopené nábojové pumpy typu MAX1044. Tím jsme tedy pro dnešek skončili zbývá už zase jenom rada paní Kubáčové novomanželkám : když vás manžel štve - nemluvte s ním včetně dobrých rad.

Rigor mortis = mrtvolná ztuhlost

14. října 2014 v 5:58 | Petr |  Filosofování
Jedna ze zkušeností, které mění život byla výprava s mým otcem za našimi známými do Švýcarska v roce 2001. Naši známí jsou manželský pár podobného profesního zaměření = psychiatryně + psycholog, kteří emigrovali do Švýcar v roce 1978 a po celou dobu se specializovali na problémy adaptace na švýcarské prostředí u dětí.
Když jedinec z (naší) východňárské společnosti ovládané klanovým zřízením, násilím, primitivsmem, korupcí a chlastem přijede do Švýcarska - naprosto nedovede pochopit - jaké že to mohou být v této zemi charakteru "zemský ráj to na pohled" problémy s adaptací na tlak společnosti, ale kupodivu jsou.

Základy dnešního Švýcarska existují jako nepřetržená historie demokratického právního státu od roku 1291 a moderní Švýcarsko existuje nepřetržitě od roku 1847. Z toho vyplývá, že na řešení mnohých problémů nebyly roky, nebo destíky, ale stovky až tisíc let. Z toho vyplývá, že mnohé věci jsou tak jasně, dané nejenom zákony, ale i tradicí, že jejich porušení je prostě nemyslitelné. Z toho vyplývá, že človíček pocházející s Českého orientálního bordelu - nedovede pochopit jaké že to mohou být ve Švýcarsku psychologické "adaptační problémy".

Problémem č. 1 je usedlost a zavedenost společnosti. Vše je stovky let předem dané a stovky let vyřešené. Celá země je dokonale rozdělená a dokonale obhospodařovaná rody, kteří daný majetek vlastní často 100-400 let. Máte-li autoservis, nebo drogérii, nebo klenotnicví, nebo jakoukoliv jinou živnost a máte-li děti. Je nemyslitelné, aby děti nepokračovaly v tradici "rodinné firmy" když se jim to nelíbí - jejich problém. Odtud "adaptační problémy" a úspěch českých dětských psychiatrů.


Skutečně je to tak - pokud jste Švýcar a váš otec je drogista (tedy - majitel drogérie - nikoliv feťák) vy budete taky drogista. Jediná druhá možnost - pohádat se s celou rodinou a utéct do Británie, USA, nebo jinam. Pokud se chcete vrátit - tak jako boháč - milionář, pro kterého je "rodinná drogérie" nepatrná položka přidružená k celému "holdingu". Pokud se z vás v zahraničí milionář nestane - budete už do smrti mít stigma buřiče, odrodilce, zkrachovalce ....

V čem tedy poučení pro nás ? Švýcarská společnost je rigidní, ale alespoň společenské mechanismy fungují tak jak mají. Česká společnost - za vydatné pomoci pochybných "elit národa českého" a za potlesku zahraničních byrokratů typu EU - se výrazně "zabetonovává" - v současném bordelu. ERGO hrozí, že za 30 let to u nás nebude otec-drogista = syn-drogista, ale otec-mafián = syn-mafián.

Kudy vede cesta ven ze "zabetonované společnosti" ? Je to Válka ? Techokrati si myslí, že volný obchod a krev v barevné televizi zabraňuje násilnostem, ale neřekl bych, že Evropa roku 1914 byla z hlediska obchodu výrazně méně svobodná než Evropa 2014, nebo že by naši pradědové omdlévali u zabití slepice na polívku ?

Aniž bych to chtěl politicky personifikovat - až bude v televizi nějaký jouda nadšeně vysvětlovat galaktický význam další a nejnovější "vyhlášky o padání ranní rosy" - možná bychom se měli trošku bát - zda to není další poleno pod obrovským vařícím kotlem - v současném systému neřešitelných problémů - jehož výbuch si nedovedeme ani představit.

Chemie pro šílence 37. Cukerné polymery 2.

12. října 2014 v 5:39 | Petr |  Chemie pro šílence
V elektro - vidlácích jsme se pohybovali na nebezpečné hraně chemie v chemicích se začínáme pohybovat na nebezpečné hraně biologie, ale snad to zvládneme aniž bychom příliš překročili nastavený level přírodopisu v 7. třídě Husákovských základních škol.

Minule jsme probírali polymery z glukózových jednotek které byly určeny jako stavební materiál případně jako energetická zásoba. Dnes se od 6 uhlíkatého cukru Glukózy přesuneme k polymerům z 5 uhlíkatého cukru - Ribózy. ta má obvyklý vzorec [C(H2O)]5 tedy školsky C5H10O5.


Jako obvykle ribóza je syntezována jako lineární molekula, ale reaguje vnitřní cyklizací "sama se sebou" a tak se v metabolismu vyskytuje jako kruhová molekula, kterou vidíte na obrázku. Když si do BINGU zadáte heslo ribóza, vyskočí na vás milion stránek a převaha z nich bude obsahovat zkratku RNA alias ribonukleová kyselina, ciož je patrně nejdůležitější makromolekula na Zeměkouli.

Takže představte si otázku "jak vznikl život" ? Dneska jsem jsem ochoten připustit i ty nejdivočejší varianty ve stylu "ve čtvrtek nás stvořil Bůh" nebo "naklonovali nás UFOni", protože dneska se neptáme kdo, kdy a jak, ale "jak je to uvnitř uděláno". Takže abych nemusel zabíhat příliš do temných vod nějaké věrouky - předpokládejme čistě formálně, že sledujeme prababičku prabakterii jak si plave v praoceánu na prazeměkouli. Už víme, že je obehnaná dvojitou vrstvou mastných kyselin alias lipidů alias mýdlových bublin a uvnitř ní "se něco děje". Takže když vezmeme jak život funguje dneska tak víme, že všechny chemické reakce v organismu jsou katalyzovány enzymy - bílkovinami, které organismums právě pro tento účel vyrábí.

Hlavním úkolem každé buňky je vyrábět ty správné enzymy a "návod na jejich výrobu" předat do další generace. "Návody" jsou uloženy v DNA - deoxyribonukleové kyselině, podle té se vyrábí mRNA tzv. mediátorová RNA a podle té se pomocí tRNA transferových RNA produkují bílkoviny - to všecno je "moderní život", ale prababička prabakterie to takto složitě organizované mít nemohla. Takže když ze současného systému "jak funguje život" postupně vyškrtáváme jednotlivé součásti, které vznikly později zůstane nám jenom obří molekula RNA, která funguje zároveň jako nositel genetické informace i jako enzym.


Připadá vám přitažené za vlasy, že moderní buňky mají jako enzymy bílkoviny, ale "archaické" buňky měly mít jako enzymy RNA ? Pátráním po archaických enzymech, které se používají dodnes můžeme usoudit jak vypadal "prametabolismus" prabaktérií. Jedním z nejstarších enzymových systémů jsou bakteriální ribozomy - enzymové komplexy které produkují bílkoviny. Je jasné, že pokud chcete pomocí RNA produkovat bílkoviny musíte se objejít bez "bílkovinných enzymů" jinak jste v situaci "slepice a vejce". Příklad na obrázku je jedna z podjednotek bakteriálního ribozomu - továrny na bílkoviny - hnědě řetězec RNA a modře bílkovinové "přílepky", červeně "aktivní centrum" enzymu. Vidíte tu převahu RNA ?

OK - RNA tu byla před DNA i před bílkovinami a prabaktérie vypadala jako tuková kapka s primitivními RNA enzymy / chromozomy uvnitř. Takže už stačí jenom probrat chemickou strukturu RNA a můžeme končit.


Takže školsky řečeno RNA má tři složky Ribózu, Fosfát a Dusíkatou bázi. Předpokládám, že ribózy na obrázku vicíte, ty jsou spojeny můstky ze zbytků kyseliny fosforečné, což je pozůstatek po syntéze řetězce založené na energeticky bohaté molekule ribóza-5-trifosfátu. Ribóza + fosfát tvoří mechanický základ "magnetofonového pásku" a dusíkaté báze nesou informaci.


Dusíkaté báze jsou totiž celkem 4 pro RNA to jsou Adenin, Thymin, Guanin a Uracil - takže každá pozice v RNA může být jedna z těchto 4 ergo 1 "jednotka" s ribózou nese 2 bity informace. Čistě jenom abych předešel příliš "inženýrskému" pohledu na syntézu RNA - není to tak jak máte pocit po přečtení Husákovské přírodovědy - že totiž se řetězec ribóz syntezuje jako první a na něj "se pověsí" dusíkaté báze - je to tak že máme čtyři typy kompletních molekul i s ribózou zvané Adenosin-trifosfát , Guanosin-trifosfát, Cytidin-trifosfát a Uridin-trifosfát které vstupují do reakce a z nich vznikne vždy celé jedno "patro" RNA najednou.

Jenom tak mimochodem jedna z molekul je ADENOSIN-TRIFOSFÁT - ano to není omyl - to je již zmiňovaný univerzální energetický substrát a přenašeč chemické energie v živých organismech, který zároveň slouží jako jeden z "dvoj-bitů na harddisku"

Původně jsme měli probrat i DNA a skončit, ale opět jsem zcela vyčerpán a vy jste jistě jeleni alespoň na týden, proto končím, pokračujeme příště, dneska už zbývá jenom rada robotům ke zničení lidstva - zmutujte jejich geny radioaktivními paprsky - ale pozor radioaktivita dělá poruchy i v polovodičových pamětech.

Vidlákovo elektro 86. Proč stavět nábojovou pumpu.

9. října 2014 v 5:06 | Petr |  Vidlákovo Elektro
Už kdysi dávno jsem ve vidlácích řekl, že se obvody s operačními zesilovači nebudu zabývat, protože pro roboty jsou OZ příliš pomalé. Nicméně už když jsem probíral měření pH musel jsem do této oblasti zabrousit a to ještě netušíte, co mám teprve v úmyslu. Nebojte se - školometská schémátka Invertující a neinvertujícího zesilovače probírat nebudeme.


Nicméně i pokud se v operačních zesilovačích vyznáte - nemůžete se ubránit dojmu, že jsou to součástky poněkud složité, které potřebují "dvojité napájení" nebo "virtuální zem" a vůbec každý starší elektro-vidlák si pamatuje špinavé a zoxidované desky hustě pokryté "konzervami na 8 nožičkách" které vykonávaly (nebo vykonávat přestaly) nějakou nepochopitelnou analogovou funkci.

Ano ano - operační zesilovače jsou obvody s diferenciálním vstupem - jejich největší síla i slabost je v tom, že zesilují pouze rozdíl signálu mezi vstupem a nějakým referenčním napětím. Takže praotcové elektronici vymysleli, že operační zesilovač bude mít jako referenční napětí zem celého systému a kolem té bude kmitat. Aby mohl kmitat "pod zem" -potřebuje záporné napájení. To znamená, že máte digitální sekci s +5V a pak máte analogovou sekci s +15 a -15 V - takhle vypadala elektronika v minulém století.

Pokud se chcete zápornému napájení vyhnout - musíte vytvořit napěťovou úroveň zvanou "virtuální zem" která je někde uprostřed napájecího napětí a operační zesilovač přesvědčit že to je "jeho zem". Drobný problém je v tom, že pokud například na konec digitalizujete analogový signál musíme počítat s tím, že signál nebude 0-5V ale že úrovní "0 jednotek" odpovídá třeba 2,5 V kolem kterého signál kmitá.

S tímto lze vyjít v 90% případů. Dokonce mám občas pocit, že výtobci elektroniky i konstruktéři mají "fóbii ze záporného napětí" - něco jako renesanční fyzika měla "horror vacui". Něco na tom je - vyrobit si "virtuální zem" je zdánlivě snadné - většinou stačí odporový dělič, kterým získáte napětí "někde uprostřed" - pokud máte "obzvláštní nároky" na kvalitu virtuální země tak přidáte ještě filtrační kondenzátor. Pokud virtuální zemí potečou nezanedbatelné proudy "obětujete" jeden operační zesilovač, který vám bude virtuální zem držet jako buffer.

Naproti tomu generování záporného napětí vyžaduje spínaný zdroj - s cívkou (hrůza). Cívka ruší, proto se snažíte použít nábojové pumpy jenom s kondenzátorem, které zase mají nevýhodu, že třeba od MAXIMA stojí hrůzu pěněz a mívají velké zvlnění už při malinkatém proudu. Takže zdánlívě virtuální zem vítězí, což podporuje i marketingové ptydepe elektronických firem, které nabízejí "single supply" a "rail to rail" operační zesilovače.

Když se podíváte do struktury operačního zesilovče - zjistíte, že cena tranzistoru na čipu je laciná a dokonce pár tranzistorů zabere menší plochu čipu než odpor, proto už od dob skoro-krajana Roberta Vidláře jsou analogové obvody přecpané proudovými zdroji v místech, kde byste v normální elekgronice dali odpor.

To má zajímavý vedlejší efekt - že totiž výstupní signál prakticky nezávisí na napájení a moderní operační zesilovače se chlubí astronomickými hodnotami "power supply rejection ratii", které jsou běžně 80-100 decibelů. Na druhé straně virtuální zem je přímo součástí signálové cesty, takže pokud si představíme příklad 10x zesilující operační zesilovač - nestabilita napájení se nám o 80dB utlumí zatímco nestabilita "virtuální zěmě" se nám 10x zesílí. Z toto pohledu už to šílenství kolem "single supply" a "rail to rail" nevypadá tak atraktivně jak se původně zdálo že ?

Kromě otázky pochybné kvality "virtuální země" se (v mém případě) vyskytl ještě jeden problém - pokud bych následující "tajný obvod" stavěl pomocí virtuální země zbyl by mi užitečný signál v milivoltech přičtený k napětí virtuální zěmě - jejíž nestabilita je taky v milivoltech. Tím tedy obvyklé řešení s virtuální zemí naprosto ztratilo lesk a ukázalo se že mít signál v pár milivoltech nad "skutečnou zemí" stojí za otravu s výrobou záporného napětí pro operační zesilovače.

Obávám se že, dnešních 800 slov jsem vyčerpal a navíc jsem se při tom tak rozčílil, že si dáme radu paní Kubáčové novomanželkám a pokračujeme příště : Pokud vám chodí 3 balíky denně a předsíň vypadá jako sklad pošty - ani milující muž jen tak neuvěří, že neplýtváte "společným jměním manželů"