Robotpókok, izzadt elemek és élő beton: 8 már létező jövőbeli technológia

1. Necroarachnobots

Videórészlet: Rice University

Néha az új technológiák rendkívül érdekfeszítőek és egyben olyan hátborzongatóak lehetnek, mintha minden egy horrorfilmben történne.

A Rice Egyetem mérnökei tanultak az elhullott pókokat markolórobotokká változtatja. A projekt vezetője, Daniel Preston, a George Brown School of Engineering munkatársa megállapította, hogy a pókok haláluk után is megtartják testfelépítésüket, amely ideális különféle tárgyak megörökítésére.

A pókok hidraulikát használnak végtagjaik mozgatásához. A fejmellükben (proszómájukban) van egy speciális kamra, amely összehúzódik vagy kitágul, ami vérátömlesztéshez (hemolimfához) vezet. Ha a nyomás csökken, a lábak hajlottak, ha növelik, akkor nem hajlik meg.

A tudósoknak sikerült rávenniük egy döglött farkaspókot, hogy mozgassa a végtagjait úgy, hogy tűt szúrtak a proszómájába. A "Necrorobot" sikeresen megragadta és áthelyezte a dolgokat, beleértve a nyomtatott áramköri lapokat és hozzátartozóikat is.

Egy döglött pók saját súlyának körülbelül 130%-át emelte fel, és néha sokkal többet is.

Ugyanakkor sikeresen egymás után ezerszer hajlította meg és nyújtotta ki a végtagjait, mielőtt azok eltörtek. Kutatók kötni ez az ízületek kiszáradása. És úgy vélik, hogy a korlátok leküzdhetők, ha a lábakat tartós polimerekkel borítják.

Felmerülhet a kérdés: miért tanítjuk meg a döglött pókokat tárgyakat ragadni? Nos, a "nekrorobotok" kilátásai nagyszerűek. Kisebb munkákat végezhetnek, például elektronikát szerelnek össze, kártevőket pusztítanak el, vagy akár az orvostudományban is hasznosak lehetnek. Tekintettel arra, hogy maguk a pókok biológiailag lebomlanak, a "nekrorobotika" is környezetbarát.

Talán a jövőben kiderül, hogy azoknál nagyobb robotok holttestei lesznek pókok. Persze mindez Mary Shelley Frankensteinjének cselekményére emlékeztet, de ne aggódj. Valójában a halottak nem törődnek vele.

2. homok akkumulátorok

A megújuló energiát gyakran kritizálják amiatt, hogy az általa megtermelt villamos energia nem tárolható. A szén vagy a benzin tárolása nem nehéz, ellentétben a szélmalmok és napelemek által termelt energiával. Természetesen vannak akkumulátorok, de a lítium drága erőforrás számukra, ráadásul mérgező.

A Polar Night Energy finn mérnökeinek fejlesztése megoldhatja a problémát. megtalált egy módja annak, hogy az energiát szó szerint a homokban tároljuk. Fogtak egy 4×7 méteres acéltartályt és megtöltöttek 100 tonna homokkal, majd szél- és napenergiával felmelegítették.

Az eredmény egy termikus vagy más néven termoelektromos akkumulátor.

Működésének elve alapján a termoelektromos hatásról, amely akkor jelentkezik, ha az akkumulátor munkaközegének különböző rétegeiben a hőmérséklet-különbség. Homok vagy más hasonló hűtőfolyadékot magas hőmérsékletre melegítenek, majd a hőt átadják félvezető anyagokat tartalmazó termoelektromos modulok, amelyek elektromosságot generálnak jelenlegi.

Az ilyen akkumulátorok nagyon hatékony módot jelentenek a felesleges villamos energia tárolására, és rendkívül olcsó a gyártásuk. Ez lehetővé teszi a megújuló energiaforrások teljesebb kihasználását és megoldja az egyenetlen termelés problémáját.

Mint látható, az emberiség jövőjét javító technológiáknak nem kell bonyolultaknak lenniük. Némelyikük meglehetősen egyszerű, de nagyon hatékony.

3. űrkatapult

Videórészlet: SpinLaunch

Míg Elon Musk a legjobb teljesítményt próbálja kicsikarni a jó öreg rakétamotorokból, a SpinLaunch emberei határozott eredetibb módon menjen, és dobjon rakományt pályára egy űrkatapult segítségével. És már van egy működő prototípusuk, amelyet teszteltek.

A hagyományos vegyi tüzelőanyagok elégetése helyett a SpinLaunch kinetikus energiát használva bocsát ki tárgyakat az űrbe. Vagyis egyszerűen kell forog és szép fillérként a fehér fénybe hajítja a műholdat. Ezután még vegyi hajtóműveket kell használnia a pálya stabilizálására. De még mindig lenyűgöző, hogy az űrbe juthatunk anélkül, hogy hatalmas rakétát kellene építeni.

A SpinLaunch azt állítja, hogy rendszerük 10-szeresére csökkenti az üzemanyag- és infrastrukturális költségeket. Minden udvarban szabad helyet biztosít.

Igaz, ahhoz, hogy egy műholdat fel lehessen indítani, szét kell oszlatni centrifuga 8 000 km/h sebességig, és 10 000 G túlterhelést tapasztal. Természetesen egy ilyen dolog csak folyékony állapotban katapultálja az embert pályára - szó szerint az első űrre fröcsköli az utasokat. De nagy lendülettel megbirkózik az élettelen terhelésekkel.

4. Izzadt szuperkondenzátor

Nem unod, hogy állandóan töltöd a telefonodat, okosórádat, fejhallgatódat és egyéb kütyüdet? A Glasgow-i Egyetem James Watt Mérnöki Karának szakemberei úgy döntöttek, hogy egyszer és mindenkorra foglalkoznak ezzel a problémával. Új típusú rugalmas szuperkondenzátort fejlesztettek ki, amelyben a hagyományos akkumulátorokból származó elektrolitot helyettesítik Akkor.

Amikor a poliészter cellulózszövet felszívja az emberi testfolyadékot, a verejték pozitív és negatív ionjait egymásra hat az azt beborító polimer felületével, és elektrokémiai reakciót váltanak ki, amely energiát termel. Egy intelligens textil szuperkondenzátor akár 20 mikroliter folyadék elnyelésével is teljesen feltölthető. És eléggé képes ellenállni 4000 töltési és kisütési ciklusnak.

Képzelje el, hogy többé nem kell levennie a fitnesz karkötőt, hogy feltöltse – vegye fel és viselje.

És ha egy ilyen polimert egy pulóverbe szőnek, akkor ez lehetséges kocogás okostelefonját is táplálja. De az ilyen akkumulátoroknak fontosabb alkalmazásuk van - pacemakerekben, érzékelőkben használhatók életjel-követés és egyéb hordható orvosi eszközök, amelyek folyamatosságot igényelnek táplálás.

Az emberi izzadság, mint az akkumulátor munkateste, azért is ígéretes, mert környezetbarát. Ugyanazzal a mérgező lítiummal ellentétben, annyit önthet magára, amennyit csak akar.

5. "Élő" beton

Az öngyógyító beton elvileg nem új technológia. Vannak olyan anyagok, amelyek képesek javítás mikroszkopikus repedések, amelyek megakadályozzák azok tágulását és megakadályozzák a nedvesség behatolását és az agresszív környezet hatását. Általában az öngyógyító beton összetételéhez javítószereket vagy szálakat tartalmazó mikrokapszulákat adnak, amelyek vízzel érintkezve megkeményednek.

A Boulder-i Colorado Egyetem tudósai azonban úgy döntöttek, hogy tovább mennek, és létre szó szerint "élő építőanyagok" (élő építőanyagok, LBM). Hidrogélből és homokból készül, melyeket Synechococcus fotoszintetikus cianobaktériumokkal egészítettek ki. Amikor repedések jelennek meg ennek az anyagnak a szerkezetében, a cianobaktériumok megkezdik a biomineralizáció folyamatát, szó szerint gyógyítva a károkat.

A tudósok úgy vélik, hogy „betonozzák a baktériumok"lehetővé teszi olyan szerkezetek létrehozását, amelyek nemcsak önmagukban képesek "begyógyítani" a repedéseket, hanem felszívják a veszélyes méreganyagokat a levegőből, és akár parancsra világítanak. Hogy tetszik, hogy "élő" házban telepedhet le?

6. széneltávolító

Jelenleg a CO-csökkentés létfontosságú feladata₂ a bolygó légkörében zöld barátaink, a fák az évmilliárdokon át bevált fotoszintézis technológia segítségével teljesítenek. Az új fejlesztések megkönnyíthetik nehéz küldetésüket azáltal, hogy több szén-dioxidot nyelnek el és kisebb területet foglalnak el.

Svájci Climeworks cég elindított Izlandon az Orca a világ legnagyobb szén-dioxid-leválasztó és -tároló üzeme, amely a DAC (Direct Air Capture) nevű technológiát alkalmazza. Az elv rendkívül egyszerű: a növény magába szívja a körülötte lévő levegőt, majd megszűri. Akárcsak otthon légkondícionáló, csak hatalmas.

Az Orca építése 2020 májusában kezdődött, és az egyszerű moduláris felépítésnek köszönhetően kevesebb mint 15 hónap alatt készült el. Ugyanakkor évente 4000 tonna CO-t képes eltávolítani a légkörből.₂.

A növény által felfogott szén-dioxidot vízzel keverik, és mélyen a földbe juttatják. Néhány éven belül ez a CO₂ reakcióba lép a természetes bazalttal és szilárd karbonát ásványokká alakul. Ezenkívül az összegyűjtött szén-dioxid feldolgozható és felhasználható szintetikus üzemanyag előállítására.

7. Csontok és szervek 3D nyomtatása

A 3D nyomtatás rendkívül ígéretes iparág, amely az olcsó házaktól kezdve bármit képes biztosítani az emberiségnek űrmotorok. De ennek a technológiának az egyik legérdekesebb alkalmazása a csontok és belső szervek létrehozása 3D nyomtatókon.

Ossiform Társaság létrehozza Különböző csontok egyedi protézisei biokerámiából és trikalcium-foszfátból - olyan anyagokból, amelyek tulajdonságai hasonlóak az emberi test csontszövetének tulajdonságaihoz. Az orvosok MRI-t végeznek, hogy információt szerezzenek a kicserélt csontról, amelyet azután továbbítanak az Ossiformnak. Ezen információk alapján a cég elkészíti az implantátum 3D-s modelljét, amely kifejezetten minden egyes páciens számára készült, és pontosan utánozza a valódi csontok anatómiai alakját és szerkezetét. A sebész ellenőrzi a tervezést, és miután az implantátumot 3D-ben nyomtatták, a műtét során használható.

Az Ossiform termékek az emberi szervezetbe történő beültetés mellett a sebészek képzésére is alkalmasak.

A 3D nyomtatók másik ígéretes felhasználási módja az orvostudományban az emberi szervek nyomtatása. A technológia biológiailag kompatibilis anyagok, például biopolimerek és donortól, gyakran magától a pácienstől vett sejtek felhasználásán alapul.

Speciális nyomtató rétegek ezeket az anyagokat szigorú rendet követve az orgona háromdimenziós szerkezetének létrehozására. Ezután az anyagba ágyazott sejtek megnövekednek és felszívják a polimert, szöveteket, szerveket és néha egész testrészeket képezve rajta, akárcsak a kereten.

Például egy napon így nyomtatott orr. Rögzítették a beteg alkarjára, ott pár hónapig gyökeret vert, majd átültették az arcra.

És még az emberi retina is 3D-ben nyomtatható őssejtek segítségével. Ez a technológia fejlett Az Egyesült Államok Nemzeti Szemintézetének tudósai 2022-ben.

8. Környezetbarát gombás temetés

A bolygó túlnépesedése komoly probléma, nemcsak azért, mert emberek milliárdjainak szüksége van valami táplálékra, hanem azért is, mert még mindig el kell temetni őket valahol. A temetőknek szánt területek egyhamar nem lesznek alkalmasak más hasznosításra, mert a temetőpusztulás termékei nem engedik meg rajtuk hasznos növények termesztését.

A hamvasztás sem választható, mivel sok energiát fordítanak a testek elégetésére. Ezen kívül a hangulat kidobták sok szén-dioxid, sőt káros higany is - a fogtömések párolgása során.

De a „zöld” temetések eredeti technológiája, amelyet már az Egyesült Államokban és Nagy-Britanniában is alkalmaznak, lehetővé teszi a holttestek ártalmatlanítását a természet károsítása nélkül. Elhunyt helyezett speciális edénybe, ahol szabályozott bomlás megy végbe speciálisan kiválasztott gombák és mikroorganizmusok hatására. Az Agaricus nemzetséghez tartozó penészgombák és gombák szerves anyagokkal táplálkoznak, beleértve a maradványokat is. Lebontják a fehérjéket, szénhidrátokat és zsírokat, humuszsá és tápanyaggá alakítva azokat.

Ennek eredményeként gombakomposzt képződik, amely felhasználható trágya. A komposztálás nemcsak a bomlástermékek környezetre gyakorolt ​​káros hatásait csökkenti, hanem hozzájárul a talaj termőképességének gyors helyreállításához is.