Păianjeni robot, baterii transpirate și beton viu: 8 tehnologii viitoare care există deja
Miscelaneu / / July 25, 2023
1. Necroarahnoboți
Fragment video: Universitatea Rice
Uneori, noile tehnologii pot fi extrem de intrigante și în același timp atât de înfiorătoare, de parcă totul s-ar întâmpla într-un film de groază.
Ingineri de la Universitatea Rice am învățat transforma păianjenii morți în roboți de apucare. Șeful proiectului, Daniel Preston de la Școala de Inginerie George Brown, a constatat că și după moarte, păianjenii păstrează o structură a corpului care este ideală pentru capturarea diferitelor obiecte.
Păianjenii folosesc sistemul hidraulic pentru a-și mișca membrele. În cefalotoraxul lor (prosoma) există o cameră specială care fie se contractă, fie se extinde, ceea ce duce la transfuzie de sânge (hemolimfă). Când presiunea este redusă, picioarele sunt îndoite; când este crescută, sunt neîndoite.
Oamenii de știință au reușit să convingă un păianjen lup mort să-și miște membrele prin introducerea unui ac în prosomă. „Necrorobot” a prins și a mutat cu succes lucruri, inclusiv plăci de circuite imprimate și rudele acestora.
Un păianjen mort a ridicat aproximativ 130% din propria greutate și, uneori, mult mai mult.
În același timp, și-a flexat cu succes și și-a extins membrele de o mie de ori la rând înainte ca acestea să se rupă. Cercetători lega este deshidratarea articulațiilor. Și ei cred că este posibil să depășim limitarea dacă picioarele sunt acoperite cu polimeri durabili.
Vă puteți întreba: de ce să înveți păianjenii morți să apuce obiecte? Ei bine, perspectivele pentru „necroroboți” sunt mari. Ei pot face lucrări mici, cum ar fi asamblarea electronicelor, uciderea dăunătorilor sau chiar folosirea în medicină. Având în vedere că păianjenii înșiși sunt biodegradabili, „necrorobotica” este și ecologică.
Poate că în viitor se va transforma în roboți cadavre mai mari decât acelea păianjeni. Desigur, toate acestea amintesc de complotul Frankenstein al lui Mary Shelley, dar nu vă faceți griji. În realitate, morților nu le va păsa.
2. baterii de nisip
Energia regenerabilă este adesea criticată pentru faptul că electricitatea pe care o generează nu poate fi stocată. Depozitarea cărbunelui sau a benzinei nu este dificilă, spre deosebire de energia pe care o generează morile de vânt și panourile solare. Desigur, există baterii, dar litiul este o resursă scumpă pentru ei și, în plus, toxică.
Dezvoltarea inginerilor finlandezi de la Polar Night Energy poate rezolva problema. găsite o modalitate de a stoca energia literalmente în nisip. Au luat un container de oțel de 4×7 m și l-au umplut cu 100 de tone de nisip, apoi au folosit energia eoliană și solară pentru a-l încălzi.
Rezultatul este o baterie termică sau, așa cum se mai numește, o baterie termoelectrică.
Principiul funcționării acestuia bazat asupra efectului termoelectric, care apare atunci când diferența de temperatură în diferite straturi ale fluidului de lucru al bateriei. Nisip sau alt lichid de răcire similar este încălzit la o temperatură ridicată, apoi căldura este transferată module termoelectrice care conțin materiale semiconductoare, care generează electricitate actual.
Astfel de baterii sunt o modalitate foarte eficientă de a stoca excesul de electricitate și sunt extrem de ieftine de fabricat. Acest lucru va face posibilă utilizarea mai completă a surselor de energie regenerabilă și va rezolva problema producției sale inegale.
După cum puteți vedea, tehnologiile care pot îmbunătăți viitorul umanității nu trebuie să fie complexe. Unele dintre ele sunt destul de simple, dar foarte eficiente.
3. catapulta spatiala
Fragment video: SpinLaunch
În timp ce Elon Musk încearcă să obțină cea mai bună performanță din motoarele vechi de rachete bune, cei de la SpinLaunch hotărât mergeți într-un mod mai original și aruncați marfa pe orbită folosind o catapultă spațială. Și au deja un prototip funcțional care a fost testat.
În loc să ardă combustibili chimici tradiționali, SpinLaunch lansează obiecte în spațiu folosind energia cinetică. Adică pur și simplu este nevoie se învârte și aruncă satelitul în lumina albă ca un bănuț drăguț. Apoi mai trebuie să folosească motoare chimice pentru a stabiliza orbita. Dar a putea ajunge în spațiu fără a fi nevoie să construiți o rachetă uriașă este încă impresionant.
SpinLaunch susține că sistemul lor reduce costurile cu combustibilul și infrastructura pentru lansări cu un factor de 10. Oferiți spațiu disponibil în fiecare curte.
Adevărat, pentru a lansa un satelit, acesta trebuie să fie dispersat centrifugare până la o viteză de 8.000 km/h și se confruntă cu supraîncărcări de 10.000 G. Desigur, un astfel de lucru catapultează o persoană pe orbită numai în stare lichidă - va stropi literalmente pasagerii pe primul spațial. Dar va face față sarcinilor neînsuflețite cu un bang.
4. Supercondensator transpirat
Nu v-ați săturat să vă încărcați telefonul, ceasul inteligent, căștile și alte gadget-uri tot timpul? Specialiștii de la Școala de Inginerie James Watt de la Universitatea din Glasgow au decis să se ocupe de această problemă odată pentru totdeauna. Ei au dezvoltat un nou tip de supercondensator flexibil în care electrolitul de la bateriile convenționale este înlocuit Apoi.
Atunci când țesătura din poliester celuloză absoarbe fluidele corpului uman, ionii pozitivi și negativi ai transpirației interacționa cu suprafața polimerului care îl acoperă și provoacă o reacție electrochimică care generează energie. Un supercondensator textil inteligent poate fi încărcat complet absorbind doar 20 de microlitri de lichid. Și este destul de capabil să reziste la 4.000 de cicluri de încărcare și descărcare.
Imaginați-vă că nu mai trebuie să vă scoateți brățara de fitness pentru a o pune la încărcare - puneți-o și purtați-o.
Și dacă un astfel de polimer este țesut într-un hanorac, atunci va fi posibil jogging de asemenea, alimentați-vă smartphone-ul. Dar astfel de baterii au o aplicație mai importantă - pot fi folosite în stimulatoare cardiace, senzori urmărirea semnelor vitale și alte dispozitive medicale purtătoare care necesită continuu nutriție.
Transpirația umană ca corp de lucru al unei baterii este, de asemenea, promițătoare, deoarece este ecologică. Spre deosebire de același litiu toxic, îl poți vărsa asupra ta atât cât vrei.
5. Betonul „viu”.
În principiu, betonul cu auto-vindecare nu este o tehnologie nouă. Există materiale care pot reparație fisuri microscopice, impiedicand expansiunea lor si impiedicand patrunderea umezelii si impactul mediului agresiv. De obicei, la compoziția betonului cu auto-vindecare se adaugă microcapsule cu agenți de reparare sau fibre, care se întăresc la contactul cu apa.
Dar oamenii de știință de la Universitatea din Colorado din Boulder au decis să meargă mai departe și creată literal „materiale de construcții vii” (materiale de construcții vii, LBM). Este realizat din hidrogel și nisip, care au fost suplimentate cu cianobacterii fotosintetice Synechococcus. Când apar fisuri în structura acestui material, cianobacteriile încep procesul de biomineralizare, vindecând literalmente daunele.
Oamenii de știință cred că lor „beton cu bacterii„vă va permite să creați structuri care nu numai că pot „vindeca” fisurile de la sine, ci și pot absorbi toxinele periculoase din aer și chiar strălucesc la comandă. Cum îți place perspectiva de a te stabili într-o casă „vie”?
6. îndepărtator de carbon
În acest moment, sarcina vitală de a reduce CO2 în atmosfera planetei, prietenii noștri verzi, copacii, performează cu ajutorul tehnologiei de fotosinteză dovedită de miliarde de ani. Noile dezvoltări le pot ușura misiunea dificilă, absorbind mai mult dioxid de carbon și ocupând o suprafață mai mică.
Compania elvețiană Climeworks lansat în Islanda, Orca este cea mai mare fabrică de captare și stocare a carbonului din lume, folosind o tehnologie numită DAC (Direct Air Capture). Principiul este extrem de simplu: planta aspiră aerul din jurul ei, apoi îl filtrează. Exact ca acasă aer condiționat, doar uriaș.
Construcția lui Orca a început în mai 2020 și a fost finalizată în mai puțin de 15 luni datorită designului său modular simplu. În același timp, este capabil să elimine anual 4.000 de tone de CO din atmosferă.2.
Dioxidul de carbon captat de plantă este amestecat cu apă și trimis adânc în pământ. În câțiva ani, acest CO2 reacționează cu bazalt natural și se transformă în minerale carbonatice solide. În plus, dioxidul de carbon colectat poate fi procesat și utilizat pentru a crea combustibil sintetic.
7. Imprimare 3D a oaselor și organelor
Imprimarea 3D este o industrie extrem de promițătoare, care poate oferi omenirii orice, de la case ieftine până la motoarele spațiale. Dar una dintre cele mai interesante aplicații ale acestei tehnologii este crearea de oase și organe interne pe imprimante 3D.
Compania Ossiform creează proteze individuale din diverse oase din bioceramică și fosfat tricalcic - materiale ale căror proprietăți sunt similare cu cele ale țesutului osos din corpul uman. Medicii efectuează un RMN pentru a obține informații despre osul înlocuit, care este apoi transmis la Ossiform. Pe baza acestor informații, compania creează un model 3D al implantului, care este conceput special pentru fiecare pacient în parte și imită cu exactitate forma anatomică și structura oaselor reale. Chirurgul verifică designul și, odată ce implantul este imprimat 3D, acesta poate fi utilizat în timpul intervenției chirurgicale.
Pe lângă implantarea în corpul uman, produsele Ossiform sunt potrivite și pentru formarea chirurgilor.
O altă utilizare promițătoare a imprimantelor 3D în medicină este tipărirea organelor umane. Tehnologia se bazează pe utilizarea de materiale compatibile biologic, cum ar fi biopolimeri și celule prelevate de la un donator, adesea de la pacientul însuși.
Imprimanta speciala straturi aceste materiale, urmând o ordine strictă, pentru a crea o structură tridimensională a organului. Apoi celulele înglobate în material cresc și absorb polimerul, formând pe acesta, ca pe un cadru, țesuturi, organe și uneori părți întregi ale corpului.
De exemplu, în acest fel într-o zi tipărite nas. L-au atașat de antebrațul pacientului, a prins rădăcini acolo timp de câteva luni, apoi a fost transplantat pe față.
Și chiar și retina umană poate fi imprimată 3D folosind celule stem. Această tehnologie dezvoltat oameni de știință de la Institutul Național al Ochilor din SUA în 2022.
8. Funeralii ecologice cu ciuperci
Suprapopularea planetei este o problemă serioasă, nu numai pentru că miliarde de oameni au nevoie de ceva de hrănit, ci și pentru că toți mai trebuie să fie îngropați undeva. Terenurile folosite pentru cimitire nu vor fi în curând potrivite pentru nicio altă utilizare, deoarece produsele degradării cadaverice nu permit creșterea plantelor utile pe ele.
De asemenea, incinerarea nu este o opțiune, deoarece se cheltuiește multă energie pentru arderea corpurilor. În plus, atmosfera aruncat mult dioxid de carbon și chiar mercur nociv - în timpul evaporării obturațiilor dentare.
Însă tehnologia originală a funeraliilor „verzi”, care este deja folosită în Statele Unite și Marea Britanie, face posibilă eliminarea cadavrelor fără nicio afectare a naturii. Decedat plasat într-un recipient special în care are loc descompunerea controlată sub influența unor ciuperci și microorganisme special selectate. Mucegaiurile și ciupercile din genul Agaricus se hrănesc cu material organic, inclusiv cu resturi. Ele descompun proteinele, carbohidrații și grăsimile, transformându-le în humus și nutrienți.
În urma acestui proces, se formează compost de ciuperci, care poate fi folosit pentru îngrăşământ. Compostarea nu numai că reduce efectele nocive ale produselor de degradare asupra mediului, dar contribuie și la restabilirea rapidă a fertilității solului.
Citeste si🧐
- 5 invenții antice care au fost înaintea timpului lor
- 10 invenții fantastice de filme care au devenit realitate
- 8 invenții simple care au schimbat lumea dincolo de recunoaștere