Robotski pajki, prepotene baterije in živi beton: 8 tehnologij prihodnosti, ki že obstajajo
Miscellanea / / July 25, 2023
1. Nekroarahnoboti
Video fragment: Univerza Rice
Včasih so lahko nove tehnologije izjemno zanimive in hkrati tako srhljive, kot da se vse dogaja v grozljivki.
Inženirji univerze Rice so se naučili mrtve pajke spremenite v grabljive robote. Vodja projekta Daniel Preston z inženirske šole George Brown je ugotovil, da pajki tudi po smrti ohranijo strukturo telesa, ki je idealna za zajemanje različnih predmetov.
Pajki uporabljajo hidravliko za premikanje okončin. V njihovem cefalotoraksu (prosomi) je posebna komora, ki se krči ali širi, kar vodi do transfuzije krvi (hemolimfe). Pri zmanjšanem pritisku so noge pokrčene, pri povečanem pa nepokrčene.
Znanstvenikom je mrtvega pajka volka uspelo doseči, da je premaknil okončine tako, da so mu v prosomo zabodli iglo. "Necrorobot" je uspešno grabil in premikal stvari, vključno s tiskanimi vezji in njihovimi sorodniki.
Mrtvi pajek je dvignil približno 130 % lastne teže, včasih pa tudi veliko več.
Ob tem je tisočkrat zaporedoma uspešno pokrčil in iztegnil okončine, preden so se zlomile. Raziskovalci
vezati gre za dehidracijo sklepov. In verjamejo, da je omejitev mogoče premagati, če so noge prekrite s trpežnimi polimeri.Morda se boste vprašali: zakaj učiti mrtve pajke, da grabijo predmete? No, obeti za "nekrorobote" so odlični. Opravljajo lahko manjša dela, kot je sestavljanje elektronike, ubijanje škodljivcev ali so celo uporabni v medicini. Glede na to, da so sami pajki biorazgradljivi, je »nekrorobotika« tudi okolju prijazna.
Morda se bo v prihodnosti izkazalo, da se trupla, večja od teh, spremenijo v robote pajki. Seveda vse to spominja na zaplet Frankensteina Mary Shelley, a brez skrbi. V resnici mrtvim ne bo mar.
2. peščene baterije
Obnovljivi viri energije so pogosto kritizirani zaradi dejstva, da proizvedene električne energije ni mogoče shraniti. Shranjevanje premoga ali bencina ni težko, za razliko od energije, ki jo proizvajajo vetrnice in sončne celice. Seveda obstajajo baterije, vendar je litij zanje drag vir in poleg tega strupen.
Težavo lahko reši razvoj finskih inženirjev iz Polar Night Energy. našel način shranjevanja energije dobesedno v pesek. Vzeli so jekleno posodo velikosti 4×7 m in jo napolnili s 100 tonami peska, nato pa za segrevanje uporabili vetrno in sončno energijo.
Rezultat je toplotna ali, kot jo imenujemo tudi termoelektrična baterija.
Načelo njegovega delovanja temelji o termoelektričnem učinku, ki se pojavi pri temperaturni razliki v različnih plasteh delovne tekočine baterije. Pesek ali druga podobna hladilna tekočina se segreje na visoko temperaturo, nato se toplota prenese skozi termoelektrični moduli, ki vsebujejo polprevodniške materiale, ki ustvarjajo elektriko trenutno.
Takšne baterije so zelo učinkovit način shranjevanja odvečne električne energije, njihova izdelava pa je izjemno poceni. To bo omogočilo popolnejšo uporabo obnovljivih virov energije in rešilo problem njene neenakomerne proizvodnje.
Kot lahko vidite, ni nujno, da so tehnologije, ki lahko izboljšajo prihodnost človeštva, zapletene. Nekateri od njih so precej preprosti, a zelo učinkoviti.
3. vesoljski katapult
Delček videoposnetka: SpinLaunch
Medtem ko Elon Musk poskuša iz dobrih starih raketnih motorjev iztisniti najboljše zmogljivosti, ljudje pri SpinLaunchu odločila pojdite na bolj izviren način in vrzite tovor v orbito s pomočjo vesoljskega katapulta. In že imajo delujoč prototip, ki je bil testiran.
Namesto zgorevanja tradicionalnih kemičnih goriv SpinLaunch izstreljuje predmete v vesolje z uporabo kinetične energije. To pomeni, da preprosto traja vrti in vrže satelit v belo svetlobo kot lep peni. Potem mora še uporabiti kemične motorje za stabilizacijo orbite. Toda možnost priti v vesolje, ne da bi morali zgraditi ogromno raketo, je še vedno impresivna.
SpinLaunch trdi, da njihov sistem zniža stroške goriva in infrastrukture za izstrelitve za faktor 10. Zagotovite prostor na vsakem dvorišču.
Res je, da mora biti za izstrelitev satelita razpršen centrifuga do hitrosti 8.000 km / h in doživlja preobremenitve 10.000 G. Seveda taka stvar katapultira človeka v orbito samo v tekočem stanju - potnike bo dobesedno pljusknilo na prvo vesoljsko. Toda z neživimi obremenitvami se bo spopadel z udarcem.
4. Poten superkondenzator
Ali niste naveličani nenehnega polnjenja telefona, pametne ure, slušalk in drugih pripomočkov? Strokovnjaki z Inženirske šole Jamesa Watta na Univerzi v Glasgowu so se odločili, da se enkrat za vselej spopadejo s tem problemom. Razvili so nov tip fleksibilnega superkondenzatorja, v katerem je zamenjan elektrolit iz običajnih baterij Potem.
Ko poliestrska celulozna tkanina absorbira človeško telesno tekočino, pozitivne in negativne ione znoja komunicirati s površino polimera, ki jo pokriva, in povzročijo elektrokemično reakcijo, ki ustvarja energijo. Pametni tekstilni superkondenzator je mogoče popolnoma napolniti, če absorbira le 20 mikrolitrov tekočine. In je povsem sposoben prenesti 4000 ciklov polnjenja in praznjenja.
Predstavljajte si, da vam za polnjenje ni več treba sneti fitnes zapestnice – nadenite si jo in nosite.
In če je tak polimer vtkan v pulover, potem bo to mogoče tek napaja tudi vaš pametni telefon. Toda takšne baterije imajo pomembnejšo aplikacijo - lahko se uporabljajo v srčnih spodbujevalnikih, senzorjih sledenje vitalnih znakov in druge nosljive medicinske naprave, ki zahtevajo neprekinjeno prehrana.
Človeški znoj kot delovno telo baterije je obetaven tudi zato, ker je okolju prijazen. Za razliko od istega strupenega litija, ga lahko polijete po sebi, kolikor želite.
5. "Živi" beton
Načeloma samozdravilni beton ni nova tehnologija. Obstajajo materiali, ki lahko popravilo mikroskopske razpoke, ki preprečujejo njihovo širjenje in preprečujejo prodiranje vlage in vpliv agresivnih okolij. Običajno so v sestavo samozdravilnega betona dodane mikrokapsule s popravljalnimi sredstvi ali vlakna, ki se ob stiku z vodo strdijo.
Toda znanstveniki z univerze Colorado v Boulderju so se odločili iti dlje in ustvarili dobesedno "živi gradbeni materiali" (živi gradbeni materiali, LBM). Narejena je iz hidrogela in peska, ki jima je dodana fotosintezna cianobakterija Synechococcus. Ko se v strukturi tega materiala pojavijo razpoke, cianobakterije začnejo proces biomineralizacije in dobesedno zdravijo poškodbe.
Znanstveniki verjamejo, da je njihov "beton z bakterije"vam bo omogočila ustvarjanje struktur, ki bodo lahko ne le same "zacelile" razpoke, ampak tudi absorbirale nevarne toksine iz zraka in celo svetile na ukaz. Kako vam je všeč možnost naselitve v "živi" hiši?
6. odstranjevalec ogljika
Trenutno je ključna naloga zmanjšanja CO2 v atmosferi planeta delujejo naši zeleni prijatelji, drevesa, s pomočjo tehnologije fotosinteze, dokazane v milijardah let. Nov razvoj lahko njihovo težko nalogo olajša tako, da absorbira več ogljikovega dioksida in zasede manjše območje.
Švicarsko podjetje Climeworks sprožil na Islandiji je Orca največja tovarna za zajemanje in shranjevanje ogljika na svetu, ki uporablja tehnologijo, imenovano DAC (Direct Air Capture). Načelo je izjemno preprosto: rastlina posrka zrak okoli sebe in ga nato filtrira. Tako kot doma klima, prav ogromno.
Gradnja Orce se je začela maja 2020 in je bila zaradi preproste modularne zasnove dokončana v manj kot 15 mesecih. Hkrati je sposoben letno odstraniti 4.000 ton CO iz ozračja.2.
Ogljikov dioksid, ki ga zajame rastlina, se zmeša z vodo in pošlje globoko v zemljo. V nekaj letih je ta CO2 reagira z naravnim bazaltom in se spremeni v trdne karbonatne minerale. Poleg tega je mogoče zbrani ogljikov dioksid predelati in uporabiti za ustvarjanje sintetičnega goriva.
7. 3D tiskanje kosti in organov
3D-tiskanje je izjemno obetavna panoga, ki lahko človeštvu zagotovi vse od poceni hiš do vesoljski motorji. Toda ena najbolj zanimivih aplikacij te tehnologije je ustvarjanje kosti in notranjih organov na 3D tiskalnikih.
Podjetje Ossiform ustvarja individualne proteze različnih kosti iz biokeramike in trikalcijevega fosfata – materialov, katerih lastnosti so podobne lastnostim kostnega tkiva v človeškem telesu. Zdravniki opravijo MRI, da pridobijo informacije o kosti, ki jo nadomeščajo, ki se nato posredujejo v Ossiform. Na podlagi teh informacij podjetje izdela 3D model vsadka, ki je posebej oblikovan za vsakega posameznega pacienta in natančno posnema anatomsko obliko in strukturo prave kosti. Kirurg preveri zasnovo in ko je vsadek 3D natisnjen, ga je mogoče uporabiti med operacijo.
Poleg vsaditve v človeško telo so izdelki Ossiform primerni tudi za usposabljanje kirurgov.
Druga obetavna uporaba 3D tiskalnikov v medicini je tiskanje človeških organov. Tehnologija temelji na uporabi biološko združljivih materialov, kot so biopolimeri in celice, vzete od darovalca, pogosto od pacienta samega.
Poseben tiskalnik plasti ti materiali po strogem vrstnem redu ustvarijo tridimenzionalno strukturo orgel. Nato celice, vgrajene v material, rastejo in absorbirajo polimer ter na njem, kot na okvirju, tvorijo tkiva, organe in včasih cele dele telesa.
Na primer, na ta način nekega dne natisnjen nos. Pritrdili so ga na pacientovo podlaket, tam se je ukoreninila nekaj mesecev, nato pa so ga presadili na obraz.
In celo človeško mrežnico je mogoče 3D natisniti z uporabo matičnih celic. Ta tehnologija razviti znanstveniki z ameriškega Nacionalnega inštituta za oči leta 2022.
8. Okolju prijazen pogreb gob
Prenaseljenost planeta je resen problem, ne samo zato, ker milijarde ljudi potrebuje nekaj za prehrano, ampak tudi zato, ker morajo biti vsi še vedno nekje pokopani. Zemljišča, ki se uporabljajo za pokopališča, ne bodo kmalu primerna za nobeno drugo rabo, saj produkti kadavričnega razpadanja ne omogočajo rasti koristnih rastlin.
Tudi upepelitev ne pride v poštev, saj se za sežig trupel porabi veliko energije. Poleg tega vzdušje izvržen veliko ogljikovega dioksida in celo škodljivega živega srebra – med izhlapevanjem zobnih zalivk.
A izvirna tehnologija »zelenih« pogrebov, ki jo že uporabljajo v ZDA in Veliki Britaniji, omogoča odstranitev trupel brez škode za naravo. Pokojni postavljeno v posebno posodo, kjer poteka kontrolirana razgradnja pod vplivom posebej izbranih gliv in mikroorganizmov. Plesni in glive iz rodu Agaricus se prehranjujejo z organskim materialom, vključno z ostanki. Razgrajujejo beljakovine, ogljikove hidrate in maščobe ter jih spreminjajo v humus in hranila.
Kot rezultat tega procesa nastane gobji kompost, ki ga lahko uporabimo za gnojilo. Ne le, da kompostiranje zmanjša škodljive učinke razpadnih produktov na okolje, prispeva tudi k hitri obnovi rodovitnosti tal.
Preberite tudi🧐
- 5 starodavnih izumov, ki so bili pred svojim časom
- 10 fantastičnih filmskih izumov, ki so se uresničili
- 8 preprostih izumov, ki so spremenili svet do neprepoznavnosti