Robottihämähäkit, hikoilevat paristot ja elävä betoni: 8 jo olemassa olevaa tulevaisuuden teknologiaa
Miscellanea / / July 25, 2023
1. Necroarachnobots
Videofragmentti: Rice University
Joskus uudet teknologiat voivat olla erittäin kiehtovia ja samalla niin kammottavia, kuin kaikki tapahtuisi kauhuelokuvassa.
Rice Universityn insinöörit oppinut muuta kuolleet hämähäkit tarttumisroboteiksi. Projektin johtaja Daniel Preston George Brown School of Engineeringistä havaitsi, että hämähäkkeillä on jopa kuoleman jälkeen kehon rakenne, joka on ihanteellinen erilaisten esineiden vangitsemiseen.
Hämähäkit käyttävät hydrauliikkaa raajojensa liikuttamiseen. Heidän kefalotoraksissaan (prosomassa) on erityinen kammio, joka joko supistuu tai laajenee, mikä johtaa verensiirtoon (hemolymfi). Kun painetta lasketaan, jalat taipuvat, kun sitä lisätään, ne eivät taipu.
Tutkijat ovat onnistuneet saamaan kuolleen susihämähäkin liikuttamaan raajojaan työntämällä neula sen prosomaan. "Necrorobot" nappasi ja siirsi onnistuneesti tavaroita, mukaan lukien piirilevyt ja niiden sukulaiset.
Kuollut hämähäkki nosti noin 130% omasta painostaan ja joskus paljon enemmän.
Samaan aikaan hän onnistuneesti taivutti ja ojensi raajojaan tuhat kertaa peräkkäin ennen kuin ne murtuivat. Tutkijat sitoa se on nivelten kuivumista. Ja he uskovat, että on mahdollista voittaa rajoitus, jos jalat on päällystetty kestävillä polymeereillä.
Saatat kysyä: miksi opettaa kuolleita hämähäkkejä tarttumaan esineisiin? No, "nekrorobottien" näkymät ovat loistavat. He voivat tehdä pieniä töitä, kuten elektroniikan kokoamista, tuholaisten tappamista tai jopa olla hyödyllisiä lääketieteessä. Koska hämähäkit itse ovat biohajoavia, "nekrorobotiikka" on myös ympäristöystävällistä.
Ehkä tulevaisuudessa siitä tulee robotteja, jotka ovat suurempia kuin ne hämähäkkejä. Tietenkin kaikki tämä muistuttaa Mary Shelleyn Frankensteinin juonen, mutta älä huoli. Todellisuudessa kuolleet eivät välitä.
2. hiekka paristot
Uusiutuvaa energiaa arvostellaan usein siitä, ettei sen tuottamaa sähköä voida varastoida. Hiilen tai bensiinin varastointi ei ole vaikeaa, toisin kuin tuulimyllyjen ja aurinkopaneelien tuottaman energian. Tietysti on paristoja, mutta litium on niille kallis resurssi ja lisäksi myrkyllinen.
Polar Night Energyn suomalaisten insinöörien kehittäminen voi ratkaista ongelman. löytyi tapa varastoida energiaa kirjaimellisesti hiekkaan. He ottivat 4 × 7 metrin teräskontin ja täyttivät sen 100 tonnilla hiekkaa ja käyttivät sitten tuuli- ja aurinkoenergiaa sen lämmittämiseen.
Tuloksena on lämpö- tai, kuten sitä myös kutsutaan, lämpösähköinen akku.
Sen toimintaperiaate perustuu lämpösähköisestä vaikutuksesta, joka tapahtuu, kun lämpötilaero akun käyttönesteen eri kerroksissa. Hiekka tai muu vastaava jäähdytysneste kuumennetaan korkeaan lämpötilaan, jonka jälkeen lämpö siirtyy läpi puolijohdemateriaaleja sisältävät lämpösähköiset moduulit, jotka tuottavat sähköä nykyinen.
Tällaiset akut ovat erittäin tehokas tapa varastoida ylimääräistä sähköä, ja ne ovat erittäin halpoja valmistaa. Tämä mahdollistaa uusiutuvien energialähteiden tehokkaamman käytön ja ratkaisee sen epätasaisen tuotannon ongelman.
Kuten näette, ihmiskunnan tulevaisuutta parantavien teknologioiden ei tarvitse olla monimutkaisia. Jotkut niistä ovat melko yksinkertaisia, mutta erittäin tehokkaita.
3. avaruuskatapultti
Videonpätkä: SpinLaunch
Kun Elon Musk yrittää puristaa parhaan suorituskyvyn vanhoista hyvistä rakettimoottoreista, SpinLaunchin ihmiset päättänyt mene alkuperäisemmällä tavalla ja heitä lasti kiertoradalle avaruuskatapultin avulla. Ja heillä on jo toimiva prototyyppi, joka on testattu.
Perinteisten kemiallisten polttoaineiden polttamisen sijaan SpinLaunch laukaisee esineitä avaruuteen liike-energialla. Eli se yksinkertaisesti kestää pyörii ja heittää satelliitin valkoiseen valoon kuin kaunis penni. Sitten hänen on vielä käytettävä kemiallisia moottoreita kiertoradan vakauttamiseksi. Mutta avaruuteen pääseminen ilman valtavan raketin rakentamista on silti vaikuttavaa.
SpinLaunch väittää, että heidän järjestelmänsä leikkaa laukaisujen polttoaine- ja infrastruktuurikustannuksia kymmenkertaiseksi. Annat vapaata tilaa joka pihalla.
On totta, että satelliitin laukaisemiseksi se on hajallaan sentrifugi jopa 8 000 km/h nopeuteen, ja se kokee 10 000 G: n ylikuormituksia. Luonnollisesti tällainen asia katapultoidaan ihmisen kiertoradalle vain nestemäisessä tilassa - se kirjaimellisesti roiskuttaa matkustajia ensimmäiseen avaruuteen. Mutta se selviää elottomista kuormista räjähdysmäisesti.
4. Hikinen superkondensaattori
Etkö ole kyllästynyt puhelimen, älykellon, kuulokkeiden ja muiden laitteiden lataamiseen jatkuvasti? Glasgow'n yliopiston James Watt School of Engineeringin asiantuntijat päättivät käsitellä tätä ongelmaa lopullisesti. He ovat kehittäneet uudentyyppisen joustavan superkondensaattorin, jossa tavanomaisten akkujen elektrolyytti korvataan Sitten.
Kun polyesteriselluloosakangas imee ihmiskehon nestettä, hien positiiviset ja negatiiviset ionit olla vuorovaikutuksessa polymeerin pinnan peittämän sitä ja aiheuttaa sähkökemiallisen reaktion, joka tuottaa energiaa. Älykäs tekstiilisuperkondensaattori voidaan ladata täyteen imemällä vain 20 mikrolitraa nestettä. Ja se kestää melkoisesti 4000 lataus- ja purkausjaksoa.
Kuvittele, että sinun ei enää tarvitse ottaa kuntoranneketta pois, jotta voit laittaa sen lataukseen – pue se päälle ja käytä sitä.
Ja jos tällainen polymeeri kudotaan collegepaitaan, se on mahdollista lenkkeily virtaa myös älypuhelimeesi. Mutta tällaisilla akuilla on tärkeämpi sovellus - niitä voidaan käyttää sydämentahdistimissa, antureissa elintoimintojen seuranta ja muut jatkuvaa käyttöä vaativat puettavat lääketieteelliset laitteet ravitsemus.
Ihmisen hiki akun työkappaleena on myös lupaava, koska se on ympäristöystävällinen. Toisin kuin samaa myrkyllistä litiumia, voit kaataa sitä itsellesi niin paljon kuin haluat.
5. "Elävä" betoni
Periaatteessa itsestään paraneva betoni ei ole uusi tekniikka. On materiaaleja, jotka voivat korjaus mikroskooppiset halkeamat, jotka estävät niiden laajenemisen ja estävät kosteuden tunkeutumisen ja aggressiivisten ympäristöjen vaikutuksen. Yleensä itse paranevan betonin koostumukseen lisätään korjausaineita tai kuituja sisältäviä mikrokapseleita, jotka kovettuvat joutuessaan kosketuksiin veden kanssa.
Mutta tutkijat Coloradon yliopistosta Boulderista päättivät mennä pidemmälle ja luotu kirjaimellisesti "elävät rakennusmateriaalit" (elävät rakennusmateriaalit, LBM). Se on valmistettu hydrogeelistä ja hiekasta, joita on täydennetty fotosynteettisellä syanobakteerilla Synechococcus. Kun tämän materiaalin rakenteeseen ilmestyy halkeamia, syanobakteerit aloittavat biomineralisaatioprosessin, kirjaimellisesti parantaen vaurioita.
Tiedemiehet uskovat, että heidän "konkreettisia bakteerit"Antaa sinun luoda rakenteita, jotka eivät voi vain "parantaa" halkeamia itsestään, vaan myös imevät vaarallisia myrkkyjä ilmasta ja jopa hehkuvat käskystä. Mitä pidät mahdollisuudesta asettua "asuvaan" taloon?
6. hiilenpoistoaine
Tällä hetkellä tärkeä tehtävä on vähentää hiilidioksidia2 planeetan ilmakehässä vihreät ystävämme, puut, toimivat miljardeja vuosia todistetun fotosynteesitekniikan avulla. Uusi kehitys voi helpottaa heidän vaikeaa tehtäväänsä sitomalla enemmän hiilidioksidia ja viemällä pienemmän alueen.
Sveitsiläinen yritys Climeworks käynnistetty Islannissa Orca on maailman suurin hiilidioksidin talteenotto- ja varastointilaitos, joka käyttää DAC-tekniikkaa (Direct Air Capture). Periaate on erittäin yksinkertainen: kasvi imee ympärillään olevaa ilmaa ja suodattaa sen sitten. Ihan kuin kotona ilmastointilaite, aivan valtava.
Orcan rakentaminen aloitettiin toukokuussa 2020, ja se valmistui alle 15 kuukaudessa sen yksinkertaisen modulaarisen rakenteen ansiosta. Samalla se pystyy poistamaan vuosittain 4 000 tonnia hiilidioksidia ilmakehästä.2.
Kasvin vangitsema hiilidioksidi sekoitetaan veteen ja lähetetään syvälle maahan. Muutaman vuoden sisällä tämä CO2 reagoi luonnonbasaltin kanssa ja muuttuu kiinteiksi karbonaattimineraaleiksi. Lisäksi kerätty hiilidioksidi voidaan käsitellä ja käyttää synteettisen polttoaineen valmistamiseen.
7. Luiden ja elinten 3D-tulostus
3D-tulostus on erittäin lupaava toimiala, joka voi tarjota ihmiskunnalle mitä tahansa halvoista taloista avaruusmoottorit. Mutta yksi tämän tekniikan kiehtovimmista sovelluksista on luiden ja sisäelinten luominen 3D-tulostimilla.
Ossiform Company luo biokeramiikasta ja trikalsiumfosfaatista valmistetut eri luiden yksittäiset proteesit - materiaaleja, joiden ominaisuudet ovat samanlaiset kuin ihmiskehon luukudoksella. Lääkärit suorittavat MRI: n saadakseen tietoja korvattavasta luusta, joka lähetetään sitten Ossiformille. Näiden tietojen perusteella yritys luo implantista 3D-mallin, joka on erityisesti suunniteltu kullekin yksittäiselle potilaalle ja joka jäljittelee tarkasti todellisten luiden anatomista muotoa ja rakennetta. Kirurgi tarkistaa suunnittelun, ja kun implantti on 3D-tulostettu, sitä voidaan käyttää leikkauksen aikana.
Ihmiskehoon implantoinnin lisäksi Ossiform-tuotteet sopivat myös kirurgien kouluttamiseen.
Toinen lupaava 3D-tulostimien käyttö lääketieteessä on ihmiselinten tulostaminen. Teknologia perustuu biologisesti yhteensopivien materiaalien, kuten biopolymeerien ja luovuttajalta, usein potilaalta itseltään, otettujen solujen käyttöön.
Erikoistulostin kerroksia nämä materiaalit, noudattaen tiukkaa järjestystä, luoda kolmiulotteinen rakenne urut. Sitten materiaaliin upotetut solut kasvavat ja absorboivat polymeeriä muodostaen sen päälle, kuten runkoon, kudoksia, elimiä ja joskus kokonaisia kehon osia.
Esimerkiksi tällä tavalla yhtenä päivänä painettu nenä. Se kiinnitettiin potilaan kyynärvarteen, siellä se juurtui pari kuukautta ja sitten se siirrettiin kasvoille.
Ja jopa ihmisen verkkokalvo voidaan 3D-tulostaa kantasolujen avulla. Tämä tekniikka kehitetty Yhdysvaltain kansallisen silmäinstituutin tutkijat vuonna 2022.
8. Ympäristöystävälliset sienihautajaiset
Maapallon liikakansoitus on vakava ongelma, ei vain siksi, että miljardit ihmiset tarvitsevat jotakin ruokkiakseen, vaan myös siksi, että heidät kaikki on vielä haudattava jonnekin. Hautausmaat eivät lähiaikoina ole soveltuvia muuhun käyttöön, koska ruumiin lahoamisen tuotteet eivät salli niille kasvattaa hyödyllisiä kasveja.
Polttohautaus ei myöskään ole vaihtoehto, koska paljon energiaa kuluu ruumiiden polttamiseen. Lisäksi tunnelma heitetty ulos paljon hiilidioksidia ja jopa haitallista elohopeaa - hammastäytteiden haihtumisen aikana.
Mutta alkuperäinen "vihreiden" hautajaisten tekniikka, joka on jo käytössä Yhdysvalloissa ja Isossa-Britanniassa, mahdollistaa ruumiiden hävittämisen ilman luontovaurioita. kuollut sijoitettu erityiseen säiliöön, jossa tapahtuu hallittua hajoamista erityisesti valittujen sienten ja mikro-organismien vaikutuksesta. Agaricus-suvun homeet ja sienet ruokkivat orgaanista materiaalia, mukaan lukien jäänteet. Ne hajottavat proteiineja, hiilihydraatteja ja rasvoja ja muuttavat ne humukseksi ja ravintoaineiksi.
Tämän prosessin tuloksena muodostuu sienikompostia, jota voidaan käyttää lannoite. Kompostointi ei ainoastaan vähennä hajoamistuotteiden haitallisia vaikutuksia ympäristöön, vaan se edistää myös maaperän hedelmällisyyden nopeaa palautumista.
Lue myös🧐
- 5 muinaista keksintöä, jotka olivat aikaansa edellä
- 10 fantastista elokuvakeksintöä, jotka toteutuivat
- 8 yksinkertaista keksintöä, jotka muuttivat maailman tuntemattomaan