Prošle godine znanstvenici su uspjeli stvoriti kisik na Marsu: uređaj veličine mikrovalne pećnice priključen na rover Perseverance pretvorio je ugljični dioksid u 10 minuta kisika za disanje. A sada fizičari tvrde da su osmislili način kako će elektronske zrake u plazma reaktoru iskoristiti za stvaranje daleko više kisika u potencijalno manjem pakiranju.

Uređaj bi mogao proizvesti oko 14 grama kisika po satu; dovoljno za 28 minuta disanja, izvijestili su znanstvenici u časopisu Journal of Applied Physics. Dakako, prethodno bi trebalo riješiti neke praktične probleme. Naime, za rad na Marsu, plazma uređaj trebao bi prijenosni izvor energije i mjesto za pohranjivanje kisika koji stvara.

Energija iz vlage u zraku

istraživači Nacionalnog sveučilišta u Singapuru razvili su uređaj koji može generirati električnu energiju iskorištavanjem vlage iz zraka. Izrađen je od tankog sloja tkanine, tanke svega 0,3 mm, morske soli, karbonske tinte i posebnog gela koji upija vodu, a pomoću njega moglo bi se napajati elektroničke senzore i uređaje za pohranu podataka. 

Električna energija stvara se kad se ioni morske soli odvajaju dok se voda apsorbira u vlažnom području. Slobodne ione s pozitivnim nabojem apsorbiraju negativno nabijene nanočestice ugljika. To uzrokuje promjene na površini tkanine, stvarajući električno polje preko nje. Ove promjene na površini također daju tkanini mogućnost skladištenja električne energije za kasniju upotrebu.

Uređaj je pokazao visoku fleksibilnost i izdržao je stres od uvijanja, valjanja i savijanja; istraživači su to dokazali savijanjem tkanine u origami dizalicu što nije utjecalo na njegovu ukupnu izvedbu.

Materijali koji osjećaju vlastite pokrete

Istraživači MIT-a razvili su metodu za 3D ispis materijala s podesivim mehaničkim svojstvima koja mogu osjetiti kako se kreću i komuniciraju s okolinom. Ove senzorske strukture stvorene su pomoću samo jednog materijala i ispisa na 3D pisaču. 

Istraživači su u 3D ispisani rešetkasti materijal ugradili mreže kanala ispunjenih zrakom. Mjerenjem kako se tlak mijenja unutar ovih kanala kada se struktura stisne, savije ili rasteže, inženjeri mogu dobiti povratne informacije o tome kako se materijal kreće. Ovi rešetkasti materijali sastoje se od pojedinačnih stanica u ponavljajućem uzorku. 

Ova bi se tehnika jednog dana mogla koristiti za stvaranje fleksibilnih mekanih robota s ugrađenim senzorima koji im omogućuju da razumiju svoje pokrete. Mogla bi se iskoristiti i za izradu nosivih pametnih uređaja, poput prilagođenih tenisica koje daju povratne informacije o tome kako tlo utječe na stopalo.

Beton od starih guma i šljunka

Istraživači Kraljevskog instituta za tehnologiju u Melbourneu (RMIT) zamijenili su klasičnu metodu izrade betona sastojcima poput starih automobilskih guma. Novi, zeleniji i lakši beton, jamči značajno smanjenje troškova proizvodnje i transporta. 

Proces proizvodnje betona od racikliranih materijala opisan je u studiji koju objavljuje časopis Resources, Conservation & Recycling. Napredak se temelji na revolucionarnom izumu kolega sa Sveučilišta RMIT i njihobvih kolega sa Sveučilišta u Shenzhenu.

Informacijske tehnologije sljedeće generacije

Znanstvenici Nacionalnog laboratorija Oak Ridge (ORNL) američkog Ministarstva energetike iskoristili su raspršenje neutrona kako bi utvrdili može li atomska struktura određenog materijala biti domaćin novom stanju materije, spiralnoj spinskoj tekućini (spiral spin liquid). Otkrili su prvi 2D sustav koji ugošćuje spiralnu spinsku tekućinu prateći malene magnetske momente poznate kao "spinovi" na rešetki saća slojevitog željeznog trikloridnog magneta.

Ovo otkriće predstavlja testnu podlogu za buduće studije fizikalnih fenomena koji bi mogli potaknuti informacijske tehnologije sljedeće generacije: fraktone i skyrmione. 

"Materijali koji sadrže spiralne spinske tekućine posebno su uzbudljivi zbog njihovog potencijala da se koriste za stvaranje kvantnih spinskih tekućina, spinskih tekstura i fraktonskih ekscitacija", rekao je Shang Gao, voditelj studije objavljene u Physical Review Letters.

Nadogradnja minijaturnog mikroskopa

Tvorci minijaturnog mikroskopa s UCLA-e koji se može montirati na glave laboratorijskih životinja kako bi pružio pogled na unutarnje funkcioniranje mozga primili su 4 milijuna dolara potpore za razvoj sljedeće generacije "miniskopa".  

Miniskop omogućuje istraživačima proučavanje moždanih funkcija kod životinja koje slobodno istražuju svoj okoliš i pomaže otkriti nove uvide u društveno ponašanje, pamćenje i neurološka stanja. Visok 2,5 centimetra i težak manje od 4 grama, zakači se za baznu ploču ugrađenu na vrh životinjske glave i bilježi neuronsku aktivnost. Podaci se zatim tankom žicom šalju u računalo na analizu.

Novi miniskop izrađivat će slike puno veće rezolucije od prethodnih verzija i omogućiti istraživačima da vide finu strukturu veza u mozgu, a ne samo tijela stanica. Bit će dovoljno lagan da ga može nositi miš i imat će veće vidno polje od bilo kojeg sličnog mikroskopa.

Efikasnije vjetroelektrane

Modeliranjem uvjeta cijele vjetroelektrane, a ne pojedinačnih turbina, moglo bi se izvući više energije iz postojećih instalacija, pokazalo je istraživanje objavljeno u časopisu Nature Energy. Povećanje proizvodnje energije iz određene instalacije može se činiti skromnim: ukupno oko 1,2 posto i 3 posto za optimalne brzine vjetra. Ali algoritam se može primijeniti na bilo kojoj vjetroelektrani.

Kad bi se to povećanje energije primijenilo na sve postojeće svjetske vjetroelektrane, to bi bilo jednako dodavanju više od 3600 novih vjetroturbina, ili dovoljno za napajanje oko tri milijuna domova, a ukupni dobitak za proizvođače energije iznosio bi gotovo milijardu dolara godišnje, kažu istraživači. A sve to praktički bez ikakvih troškova.

Molekula koja potiče rast kose

Signalna molekula SCUBE3 koju su otkrili istraživači Kalifornijskog sveučilišta u Irvineu https://uci.edu/ mogla bi liječiti androgensku alopeciju, prevladavajući tip gubitka kose kod žena i muškaraca. Istraživanje, objavljeno u časopisu Developmental Cell, otkrilo je točan mehanizam kojim stanice dermalne papile potiču razvoj dlaka. 

Da bi miševi i ljudi učinkovito razvili dlake, stanice dermalne papile moraju proizvoditi kemikalije za aktiviranje. Stanice dermalne papile ne funkcioniraju kod ljudi s androgenom alopecijom, drastično smanjujući tipično obilne kemikalije koje aktiviraju. Za ovu studiju stvoren je model miša s prekomjernom dlakavošću i hiperaktiviranim stanicama dermalne papile. Ovaj model pomoći će istraživačima da saznaju više o regulaciji rasta kose.

Testovi su potvrdili da SCUBE3 aktivira rast kose u ljudskim folikulima. Istraživači su mikroinjektirali SCUBE3 u mišju kožu u kojoj su transplantirani folikuli ljudskog vlasišta, potičući novi rast i u uspavanim ljudskim i okolnim mišjim folikulima.

Zvukom i elektrostimulacijom protiv kronične boli

Električna stimulacija tijela u kombinaciji sa zvukom aktivira somatosenzorni ili "taktilni" korteks mozga pa bi se mogla koristiti kao terapija u liječenju kronične boli i drugih senzornih poremećaja. Neinvazivna tehnika testirana je na životinjama, a u bliskoj budućnosti planirana su i klinička ispitivanja na ljudima.

Istraživanje je proveo tim Sveučilišta Twin Cities u Minnesoti, a rad je objavljen u časopisu Journal of Neural Engineering.

Istraživači su koristili stimulaciju iglom no slični rezultati mogu se postići korištenjem TENS uređaja za električnu stimulaciju. Rezultati ispitivanja trebali bi dovesti do terapije za kroničnu bol koja je sigurnija i pristupačnija od liječenja lijekovima, a istraživači ovaj "multimodalni" pristup namjeravaju proširiti na liječenje različitih neuroloških stanja i spojiti s glazbenom terapijom.