Istraživači Sveučilišta Southern pomakli su granice 3D ispisa; konstruirali su fleksibilne i rastezljive uređaje koji emitiraju svjetlost i mogu se integrirati s mekim robotima. U časopisu Nature objavili su detalje o mekanom robotu koji boju mijenja u skladu s pozadinom. To bi pak, kažu istraživači, trebalo pomoći u razvoju pametnih zaslona, nosive elektronike i umjetne kamuflaže.

Za izradu lakih, fleksibilnih i rastezljivih uređaja istraživači su iskoristili ionski vodljive, elektroluminiscentne i izolacijske tinte prikladne za 3D ispis. Fleksibilnu narukvicu koja emitira plavu svjetlost integrirali su u mekog robota koji može promijeniti boju bez odlaganja, poput kameleona.

Autori navode da njihovi kameleonski uređaji pokazuju stabilnu elektroluminiscenciju čak i pod različitim načinima mehaničke deformacije, kao što su savijanje, uvijanje i istezanje.

3D tinta kao tetovaža

Istraživači teksaškog Sveučilišta A&M razvili su pak novu klasu tinti od biomaterijala s 3D ispisom koje oponašaju ljudsko tkivo, baš poput kože.
Prema studiji, objavljenoj u časopisu ACS Nano, tinta koristi novu klasu 2D nanomaterijala, molibden disulfid (MoS2). Tankoslojna struktura kemijski je aktivna i  usporediva sa strukturom želatine.

Ova novorazvijena hidrogel tinta visoko je biokompatibilna i električno vodljiva, što pak utire put sljedećoj generaciji nosive i implantabilne bioelektronike. Naime, 3D ispisani uređaji su izuzetno elastomerni i mogu se komprimirati, savijati ili uvijati bez lomljenja. Pritom su i elektronički aktivni, što im omogućuje praćenje dinamičkog ljudskog kretanja i utire put kontinuiranom praćenju kretanja. 

Električna vozila pune se za 10 minuta

"Brzo punjenje ključ je prihvaćanja električnih vozila jer bi nam omogućilo da punjenje vozila bude poput točenja na benzinskoj postaji", kaže Eric Dufek, istraživač u Odjelu za pohranu energije i električna vozila Nacionalnog laboratorija Idaho. Tamošnji istraživači koristili su tehnike strojnog učenja koje uključuju podatke o punjenju kako bi stvorili jedinstvene protokole punjenja za mnogo različitih tipova baterija koji se trenutno koriste u vozilima.

Unosom informacija o stanju mnogih litij-ionskih baterija tijekom njihovih ciklusa punjenja i pražnjenja identificirali su i optimizirali nove protokole koje su potom testirali na pravim baterijama. Tako su značajno povećali količinu energije koja može ići u baterijsku ćeliju u kratkom vremenu. Zahvaljujući strojnom učenju, baterije se sad napune na više od 90 posto u samo 10 minuta.

Istraživači planiraju model koristiti za razvoj novih litij-ionskih baterija, optimiziranih za brzo punjenje. Konačni cilj je da električna vozila mogu "reći" stanicama za punjenje kako da brzo i sigurno napoje njihove baterije.

Mikro kapice za mini mozgove

Nadahnuti kapama prošaranim elektrodama koje se koriste za otkrivanje tumora na mozgu, istraživači Sveučilišta Johnsa Hopkinsa izradili su sićušne EEG elektrode za mjerenje aktivnosti u modelu mozga veličine vrha olovke. 

Ove mikro kapice, opisane u Science Advances, obavijaju cijeli sferni oblik organoida i omogućavaju 3D snimanje s cijele površine kako bi, između ostalog, istraživači mogli slušati spontanu električnu komunikaciju neurona tijekom testiranja lijekova. Očekuje se da će podaci biti bolji od očitanja struje s konvencionalnih elektroda na ravnoj ploči.

Istraživači se nadaju da bi ta očitanja mogla smanjiti broj životinja potrebnih za ispitivanje kemijskih učinaka. Tradicionalno testiranje samo jedne kemikalije zahtijeva oko 1000 štakora i košta oko milijun dolara. Rezultati iz organoida uz to su i relevantniji jer se ljudski mozgovi jako razlikuju od mozgova štakora i miševa.

Alati za rano otkrivanje autizma

Istraživači sa Sveučilišta u Arkansasu razvili su algoritam umjetne inteligencije koji bi kod djece u dobi od pet godina trebao pomoći u otkrivanju poremećaja iz autističnog spektra. Ovaj algoritam dubokog učenja može identificirati senzorne znakove kod neurotipične djece i one za koju se zna da su u spektru. UI zatim analizira te odgovore i otkriva slučajeve autizma.

Istraživači sad žele izraditi algoritam koji će autizam otkrivati u ranoj fazi, bolje od tradicionalnih dijagnostičkih metoda koje obično zahtijevaju vrijeme, obučene stručnjake i dodatne medicinske troškove. Iako sustav ne bi bio posljednja riječ u dijagnozi, roditeljima bi pružio početni alat za probir autistične djece.

Detekcija Parkinsona iz obrasca disanja

Istraživači Odsjeka za elektrotehniku i računarstvo (EECS) na MIT-u razvili su pak model umjetne inteligencije koji može detektirati Parkinsonovu bolest čitanjem obrazaca disanja neke osobe. Alat, opisan u Nature Medicine, zapravo je neuronska mreža, niz povezanih algoritama koji oponašaju način na koji funkcionira ljudski mozak.

Stanje Parkinsonove bolesti može se provoditi svake večeri, kod kuće, dok osoba spava i bez dodirivanja tijela. Uređaj izgleda kao kućni Wi-Fi usmjerivač koji doduše ne omogućava pristup internetu nego emitira radio signale, analizira njihove refleksije od okolnog okruženja i izvlači uzorke disanja. Signal se potom šalje neuronskoj mreži za procjenu Parkinsonove bolesti na pasivan način, a pacijent i njegovatelj pritom ne ulažu nikakav napor.

Uklanjanje toksičnog otpada iz mozga

Vjeruje se da je nakupljanje amiloida beta u mozgu prvi korak u razvoju Alzheimerove demencije. Istraživači su uložili nebrojene sate i milijune dolara u pronalaženje načina za uklanjanje amiloida prije nego što se pojave kognitivni simptomi. Nažalost, rezultati su uglavnom razočaravajući. No, sad su istraživači Medicinskog fakulteta Sveučilišta Washington u St. Louisu otkrili novi način borbe protiv demencije.

U  studiji, objavljenoj u časopisu Brain, oni su opisali kako su pojačavanjem genetske hirovosti, "čitanjem", povećali uklanjanje otpada iz mišjih mozgova. Ova strategija mogla bi, kažu oni, biti učinkovita i kod drugih neurodegenerativnih bolesti koje karakterizira nakupljanje toksičnih proteina, kao što je Parkinson. 

Bomboni od recikliranih lopatica vjetroturbina

Znanstvenici sa Sveučilišta Michigan State stvorili su poseban materijal koji se može oživjeti i reciklirati u nove turbinske lopatice ili razne druge proizvode, uključujući radne ploče, stražnja svjetla automobila, pelene pa čak i gumene bombone. Nova kompozitna smola predstavljena je na jesenskom sastanku Američkog kemijskog društva (ACS).

Materijal je dobiven kombiniranjem staklenih vlakana sa sintetičkim i biljnim polimerom. Istraživači su ploče otopili u svježem monomeru i fizički uklonili staklena vlakna. To im je omogućilo preoblikovanje materijala u nove proizvode iste vrste. Ono što je najvažnije, preinačene ploče imale su ista fizička svojstva kao i njihove prethodnice.

Materijal se može preraditi i u proizvode veće vrijednosti. Probavljanjem termoplastične smole u alkalnoj otopini oslobođen je PMMA, uobičajeni akrilni materijal za prozore, stražnja svjetla automobila i mnoge druge predmete.