Roboti pauci, znojne baterije i živi beton: 8 budućih tehnologija koje već postoje
Miscelanea / / July 25, 2023
1. Nekroarahnoboti
Video fragment: Sveučilište Rice
Ponekad nove tehnologije mogu biti iznimno intrigantne, au isto vrijeme toliko jezive, kao da se sve događa u nekom horor filmu.
Inženjeri Sveučilišta Rice sam naučio pretvorite mrtve pauke u robote koji grabe. Voditelj projekta, Daniel Preston s George Brown School of Engineering, otkrio je da pauci čak i nakon smrti zadržavaju strukturu tijela koja je idealna za hvatanje raznih predmeta.
Pauci koriste hidrauliku za pomicanje udova. U njihovom cefalotoraksu (prosomi) nalazi se posebna komorica koja se skuplja ili širi, što dovodi do transfuzije krvi (hemolimfe). Kada je pritisak smanjen, noge su savijene, kada je povećan, one su nesavijene.
Znanstvenici su uspjeli natjerati mrtvog pauka vuka da pokreće udove zabadajući mu iglu u prosomu. "Necrorobot" je uspješno grabio i pomicao stvari, uključujući tiskane ploče i njihove srodnike.
Mrtav pauk podigao je oko 130% vlastite težine, a ponekad i mnogo više.
Istodobno je uspješno savio i ispružio svoje udove tisuću puta zaredom prije nego što su se slomili. Istraživači
vezati to je dehidracija zglobova. I vjeruju da je moguće prevladati ograničenje ako su noge prekrivene izdržljivim polimerima.Možda se pitate: zašto učiti mrtve pauke da hvataju predmete? Pa, izgledi za "necrorobot" su veliki. Mogu obavljati male poslove poput sastavljanja elektronike, ubijanja štetočina ili čak biti korisni u medicini. S obzirom da su sami pauci biorazgradivi, "nekrorobotika" je i ekološki prihvatljiva.
Možda će se u budućnosti pokazati da se u robote pretvaraju mrtva tijela veća od onih pauci. Naravno, sve ovo podsjeća na radnju Frankensteina Mary Shelley, ali ne brinite. U stvarnosti, mrtvi neće mariti.
2. pješčane baterije
Obnovljivi izvori energije često se kritiziraju zbog činjenice da se električna energija koju proizvode ne može pohraniti. Skladištenje ugljena ili benzina nije teško, za razliku od energije koju proizvode vjetrenjače i solarni paneli. Naravno, postoje baterije, ali litij je za njih skup resurs, a uz to i otrovan.
Razvoj finskih inženjera iz Polar Night Energy može riješiti problem. pronađeno način skladištenja energije doslovno u pijesku. Uzeli su čelični kontejner dimenzija 4×7 m i napunili ga sa 100 tona pijeska, a zatim su ga zagrijali pomoću vjetra i sunčeve energije.
Rezultat je toplinska ili, kako se još naziva, termoelektrična baterija.
Načelo njegovog rada temeljen na termoelektrični učinak, koji se javlja kada razlika u temperaturi u različitim slojevima radne tekućine baterije. Pijesak ili druga slična rashladna tekućina zagrijava se na visoku temperaturu, zatim se toplina prenosi termoelektrični moduli koji sadrže poluvodičke materijale koji stvaraju električnu energiju Trenutno.
Takve baterije su vrlo učinkovit način skladištenja viška električne energije, a njihova proizvodnja je izuzetno jeftina. Time će se omogućiti potpunije korištenje obnovljivih izvora energije i riješiti problem njezine neravnomjerne proizvodnje.
Kao što vidite, tehnologije koje mogu poboljšati budućnost čovječanstva ne moraju biti složene. Neki od njih su prilično jednostavni, ali vrlo učinkoviti.
3. svemirski katapult
Video isječak: SpinLaunch
Dok Elon Musk pokušava iscijediti najbolje performanse iz dobrih starih raketnih motora, ljudi iz SpinLauncha odlučio idite na originalniji način i bacite teret u orbitu pomoću svemirskog katapulta. I već imaju radni prototip koji je testiran.
Umjesto izgaranja tradicionalnih kemijskih goriva, SpinLaunch lansira objekte u svemir koristeći kinetičku energiju. Odnosno, jednostavno je potrebno vrti se i baca satelit u bijelo svjetlo poput lijepog novčića. Zatim još mora koristiti kemijske motore za stabilizaciju orbite. Ali mogućnost odlaska u svemir bez potrebe za gradnjom ogromne rakete još uvijek je impresivna.
SpinLaunch tvrdi da njihov sustav smanjuje troškove goriva i infrastrukture za lansiranja za faktor 10. Dajete slobodan prostor u svakom dvorištu.
Istina, da bi se lansirao satelit, on mora biti raspršen centrifuga do brzine od 8.000 km/h, a doživljava preopterećenja od 10.000 G. Naravno, takva stvar katapultira osobu u orbitu samo u tekućem stanju - doslovno će poprskati putnike na prvom svemirskom. Ali s neživim će se teretima nositi s praskom.
4. Znojni superkondenzator
Nije li vam dosta stalnog punjenja telefona, pametnog sata, slušalica i ostalih gadgeta? Stručnjaci sa James Watt School of Engineering na Sveučilištu u Glasgowu odlučili su se jednom zauvijek pozabaviti ovim problemom. Razvili su novu vrstu fleksibilnog superkondenzatora u kojem je zamijenjen elektrolit iz konvencionalnih baterija Zatim.
Kada tkanina od poliesterske celuloze upija tekućinu ljudskog tijela, pozitivne i negativne ione znoja međusobno komunicirati s površinom polimera koja ga prekriva i uzrokuju elektrokemijsku reakciju koja stvara energiju. Pametni tekstilni superkondenzator može se u potpunosti napuniti apsorbiranjem samo 20 mikrolitara tekućine. I prilično je sposoban izdržati 4000 ciklusa punjenja i pražnjenja.
Zamislite da više ne trebate skidati fitness narukvicu da biste je stavili na punjenje – stavite je i nosite.
A ako je takav polimer utkan u majicu, tada će to biti moguće trčanje također napaja vaš pametni telefon. No, takve baterije imaju važniju primjenu – mogu se koristiti u pacemakerima, senzorima praćenje vitalnih znakova i drugih nosivih medicinskih uređaja koji zahtijevaju kontinuirano prehrana.
Ljudski znoj kao radno tijelo baterije također obećava jer je ekološki prihvatljiv. Za razliku od istog otrovnog litija, možete ga prolijevati po sebi koliko god želite.
5. "Živi" beton
U principu, samozacjeljujući beton nije nova tehnologija. Postoje materijali koji mogu popravak mikroskopske pukotine, sprječavajući njihovo širenje i sprječavajući prodor vlage i utjecaj agresivnih okolina. Obično se u sastav samozacjeljujućeg betona dodaju mikrokapsule s reparaturnim sredstvima ili vlaknima koja u dodiru s vodom stvrdnjavaju.
No znanstvenici sa Sveučilišta Colorado u Boulderu odlučili su ići dalje i stvorio doslovno "živi građevinski materijali" (živi građevinski materijali, LBM). Napravljen je od hidrogela i pijeska, koji su dopunjeni fotosintetskom cijanobakterijom Synechococcus. Kada se u strukturi ovog materijala pojave pukotine, cijanobakterije započinju proces biomineralizacije, doslovno zacjeljujući oštećenje.
Znanstvenici vjeruju da je njihov "beton sa bakterije"omogućit će vam stvaranje struktura koje ne samo da mogu same "zaliječiti" pukotine, već i apsorbirati opasne toksine iz zraka, pa čak i svijetliti na naredbu. Kako vam se sviđa mogućnost naseljavanja u "živu" kuću?
6. sredstvo za uklanjanje ugljika
Trenutačno je ključni zadatak smanjenja CO2 u atmosferi planeta, naši zeleni prijatelji, drveće, djeluju uz pomoć tehnologije fotosinteze dokazane milijardama godina. Nova dostignuća mogu olakšati njihovu tešku misiju apsorbirajući više ugljičnog dioksida i zauzimajući manje površine.
Švicarska tvrtka Climeworks pokrenut na Islandu, Orca je najveće svjetsko postrojenje za hvatanje i skladištenje ugljika, koje koristi tehnologiju zvanu DAC (Direct Air Capture). Princip je krajnje jednostavan: biljka usisava zrak oko sebe, a zatim ga filtrira. Baš kao doma klima uređaj, jednostavno ogroman.
Izgradnja Orce započela je u svibnju 2020. i dovršena je za manje od 15 mjeseci zahvaljujući jednostavnom modularnom dizajnu. Istodobno, može godišnje ukloniti 4000 tona CO iz atmosfere.2.
Ugljični dioksid koji uhvati biljka miješa se s vodom i šalje duboko u zemlju. U roku od nekoliko godina ovaj CO2 reagira s prirodnim bazaltom i pretvara se u čvrste karbonatne minerale. Osim toga, sakupljeni ugljični dioksid može se preraditi i koristiti za stvaranje sintetičkog goriva.
7. 3D printanje kostiju i organa
3D printanje iznimno je perspektivna industrija koja čovječanstvu može pružiti bilo što, od jeftinih kuća do svemirski motori. Ali jedna od najintrigantnijih primjena ove tehnologije je stvaranje kostiju i unutarnjih organa na 3D printerima.
Tvrtka Ossiform stvara pojedinačne proteze različitih kostiju izrađene od biokeramike i trikalcijevog fosfata – materijala čija su svojstva slična onima koje ima koštano tkivo u ljudskom tijelu. Liječnici izvode magnetsku rezonancu kako bi dobili informacije o kosti koja se nadovezuje, koje se zatim prenose Ossiformu. Na temelju tih informacija tvrtka izrađuje 3D model implantata koji je posebno dizajniran za svakog pojedinog pacijenta i točno oponaša anatomski oblik i strukturu stvarne kosti. Kirurg provjerava dizajn i nakon što je implantat 3D ispisan, može se koristiti tijekom operacije.
Osim za ugradnju u ljudsko tijelo, Ossiform proizvodi su pogodni i za obuku kirurga.
Još jedna obećavajuća upotreba 3D printera u medicini je ispis ljudskih organa. Tehnologija se temelji na korištenju biološki kompatibilnih materijala, poput biopolimera i stanica uzetih od donora, često od samog pacijenta.
Poseban printer slojeva ovi materijali, slijedeći strogi red, stvaraju trodimenzionalnu strukturu orgulja. Tada stanice ugrađene u materijal rastu i upijaju polimer, formirajući na njemu, kao na okviru, tkiva, organe, a ponekad i čitave dijelove tijela.
Na primjer, na ovaj način jednog dana tiskani nos. Pričvrstili su ga na pacijentovu podlakticu, tu se ukorijenio nekoliko mjeseci, a potom je presađen na lice.
Čak se i ljudska mrežnica može 3D ispisati pomoću matičnih stanica. Ova tehnologija razvijena znanstvenici s američkog Nacionalnog instituta za oči 2022.
8. Ekološki pogreb gljiva
Prenapučenost planeta je ozbiljan problem, ne samo zato što milijarde ljudi treba nešto hraniti, već i zato što ih sve još treba negdje pokopati. Zemljišta koja se koriste za groblja neće uskoro biti prikladna za bilo koju drugu namjenu, jer proizvodi kadaverične truleži ne dopuštaju uzgoj korisnih biljaka na njima.
Kremiranje također nije opcija, jer se puno energije troši na spaljivanje tijela. Osim toga, atmosfera izbačena puno ugljičnog dioksida, pa čak i štetne žive - tijekom isparavanja zubnih ispuna.
Ali izvorna tehnologija "zelenih" pogreba, koja se već primjenjuje u Sjedinjenim Državama i Velikoj Britaniji, omogućuje zbrinjavanje tijela bez ikakve štete po prirodu. Pokojnik postavljeni u poseban spremnik gdje se odvija kontrolirana razgradnja pod utjecajem posebno odabranih gljivica i mikroorganizama. Plijesni i gljive iz roda Agaricus hrane se organskim materijalom, uključujući ostatke. Oni razgrađuju bjelančevine, ugljikohidrate i masti, pretvarajući ih u humus i hranjive tvari.
Kao rezultat ovog procesa nastaje kompost od gljiva koji se može koristiti za gnojivo. Ne samo da kompostiranje smanjuje štetne učinke produkata raspadanja na okoliš, ono također pridonosi brzoj obnovi plodnosti tla.
Pročitajte također🧐
- 5 drevnih izuma koji su bili ispred svog vremena
- 10 fantastičnih filmskih izuma koji su postali stvarnost
- 8 jednostavnih izuma koji su promijenili svijet do neprepoznatljivosti