Australija je zemlja, zapravo cijeli kontinet koji ne oskudijeva količinom sunčanih sati pa je logično da u solarnoj energiji vide svoju održivu budućnost.  Korištenjem solarnih kolektora, tehnologija koncentrirane solarne topline (CST) iskorištava sunčevu energiju za proizvodnju topline ili električne energije. Proces je jednostavan, ali ga je teško uspješno izvesti: velika zrcala ili leće fokusiraju sunčevu svjetlost na usko područje u žarišnoj točki solarnog kolektor. Ovaj prijemnik je zadužen za upijanje i pretvaranje koncentrirane sunčeve svjetlosti u toplinu. 

A sad je, nakon više od osam godina razvoja i tisuće sati rada, australska Nacionalna znanstvena agencija CSIRO prvi put u povijesti uspjela doseći ključnu temperaturu od 803 Celzijevih stupnjeva na prijemniku, što otvara mogućnosti većeg skladištenja obnovljive energije. U razvoju su korištene keramičke čestice koje mogu tolerirati temperature iznad 1000°C, što smanjuje troškove energije apsorpcijom i pohranom sunčeve topline. 

Tehnologija je predstavljena na konferenciji SolarPACES 2023 u Sydneyu, a probni sustav u australskom Newcastleu trenutno čini 400 zrcala. Kad dosegne puni kapacitet moći će proizvoditi električnu energiju na razini termoelektrane na ugljen od 100 MW. 

Krvni test otkriva bipolarni poremećaj

Istraživači Sveučilišta u Cambridgeu upotrijebili su kombinaciju online psihijatrijske procjene i testa krvi kako bi dijagnosticirali pacijente s bipolarnim poremećajem, od kojih je mnogima pogrešno dijagnosticiran veliki depresivni poremećaj. Istraživači kažu da bi krvni test, predstavljen u u časopisu JAMA Psychiatry, sam za sebe mogao dijagnosticirati do 30% pacijenata s bipolarnim poremećajem, ali da je još učinkovitiji u kombinaciji s digitalnom procjenom mentalnog zdravlja.

Iako je krvni test još uvijek dokaz koncepta, istraživači smatraju da bi mogao biti učinkovita nadopuna postojećoj psihijatrijskoj dijagnozi i mogao bi pomoći istraživačima da razumiju biološko podrijetlo stanja mentalnog zdravlja.  Uz dijagnostičke mogućnosti biomarkera, oni bi se također mogli koristiti i za identifikaciju potencijalnih meta lijekova za poremećaje raspoloženja, što bi u konačnici dovelo do boljih tretmana.

Robot oponaša pokrete u VR

Istraživači Sveučilišta Cornell i njihovi kolege sa Sveučilišta Brown razvili su robota koji automatski i u stvarnom vremenu odgovara na pokrete i geste udaljenog korisnika u virtualnoj stvarnosti. Robotski sustav VRoxy, predstavljen na ACM simpoziju o softveru i tehnologiji korisničkog sučelja (UIST), omogućava udaljenom korisniku u malom prostoru, poput ureda, da surađuje putem VR-a s robotom koji se nalazi u mnogo većem prostoru. 

VR naglavnici omogućavaju dva načina prikaza: način uživo prikazuje impresivnu sliku prostora za suradnju u stvarnom vremenu, dok navigacijski način rada prikazuje renderirane putove u prostoriji, omogućujući korisnicima da se "teleportiraju" tamo gdje bi željeli ići. Automatska priroda sustava omogućava korisnicima da se usredotoče isključivo na suradnju, a ne na ručno upravljanje robotom, kažu istraživači.

VRoxy je opremljen kamerom od 360 stupnjeva, monitorom koji prikazuje izraze lica snimljene korisnikovim VR naočalama, robotskim pokazivačem i višesmjernim kotačićima. Njegovi tvorci žele ga robotskim rukama koje bi omogućile udaljenim korisnicima interakciju s fizičkim objektima u živom prostoru putem robotskog proxyja.

DNK turbina mijenja smjer pomoću soli

Međunarodni tim istraživača s TU Delft, Sveučilišta Illinois i MPI Göttingen razvio je nanoturbinu napravljenu od DNK koja se može okretati u oba smjera ovisno o koncentraciji soli u otopini. Ovo izvanredno postignuće nanotehnologije, opisano u časopisu Nature, trebalo bi utrti put novim primjenama u isporuci lijekova, biomimetici i prikupljanju energije.

DNK origami koristi DNK niti za savijanje u složene 3D oblike uz pomoć rotora promjera 25 nanometara i osam lopatica koje mogu biti desno ili lijevo. Rotor je pričvršćen na krutu šipku i smješten u nanoporu, sićušnu rupicu u membrani koja stvara snažan protok vode kad se primijeni električno polje ili gradijent soli. 

Isti istraživači prethodno su razvili DNK origami nanorotor koji se mogao kontinuirano okretati u jednom smjeru pomoću električnih ili solnih gradijenata. Nova nanoturbina je poboljšanje u odnosu na prethodni dizajn jer dopušta veću kontrolu nad rotacijom i integraciju s drugim nanostrojevima.

Upravljanje spinskim valovima

Ostanimo još malo u Delftu. Kvantni fizičari tamošnjeg Tehnološkog sveučilišta pokazali su da je moguće kontrolirati i manipulirati spinskim valovima na čipu pomoću supravodiča. Ovi sićušni valovi u magnetima mogli bi ponuditi alternativu elektronici, zanimljivu za energetski učinkovitu informacijsku tehnologiju ili spojne dijelove u kvantnom računalu, na primjer. Nalaz studije, objavljene u časopisu Science, daje fizičarima novi uvid u interakciju između magneta i supravodiča. 

"Sad možemo dizajnirati uređaje temeljene na spinskim valovima i supravodičima koji proizvode malo toplinskih i zvučnih valova", kažu istraživači. "Razmislite o spintroničkoj verziji frekvencijskih filtara ili rezonatora, komponenti koje se mogu pronaći u elektroničkim sklopovima mobitela, na primjer. Ili sklopovima koji mogu poslužiti kao tranzistori ili konektori između kubita u kvantnom računalu."

Srčani monitor na ruci

Gotovo 200 milijuna ljudi diljem svijeta ima neku bolest srca, a te su bolesti odgovorne za svaku šestu smrt. Nosivi EKG uređaji spašavaju živote i smanjuju troškove bolničke skrbi. Časopis Applied Physics Reviews objavio je rad skupine istraživača iz Australije i Indije koji su nam predstavili novi nosivi EKG flaster za poboljšanu dijagnostiku na mjestu liječenja.

Umjesto na takozvane mokre elektrode koje koriste vodljivi gel za poboljšanje električnog signaliziranja, studija se usredotočila na prednosti korištenja aktivnih suhih elektroda koje su lagodnije, dugotrajnije i smanjuju vjerojatnost iritacije kože. Nakon opsežnog eksperimentiranja, izradili su kompaktan, lagan EKG flaster šesterokutnog oblika bez gela. Konfiguracija je zatim integrirana s bežičnom Bluetooth komunikacijom za daljinsko očitavanje.

Sićušni radar otkriva mikroskopske pokrete

Inženjeri Kalifornijskog sveučilišta u Davisu osmislili su jeftin i energetski učinkovit radarski senzor veličine sjemenke koji može otkriti pokrete veličine stotog dijela širine ljudske vlasi. Senzor obećava širok raspon mogućih primjena, uključujući sigurnost, biometrijski nadzor i pomoć osobama s oštećenjima vida.

U uređaju se koristi radarska tehnologija milimetarskih valova, elektromagnetskih frekvencija koje se kreću od 30 do 300 gigaherca i nalaze se između mikrovalova i infracrvenog zračenja. Koriste se za napajanje komunikacijskih mreža velike brzine kao što je 5G.

Zahvatom u dizajn i strukturu senzora, opisanim u IEEE Journal of Solid-State Circuits, istraživači su uklonili neželjene šumove iz mjerenja pa senzor sad može detektirati promjene u položaju cilja od samo 1/100 širine ljudske vlasi i identificirati vibracije od 1/1000 širine ljudske vlasi. To ga, kažu, čini "boljim ili jednakim najpreciznijim senzorima na svijetu". 

Robotski pas vodič 

Inženjeri Odsjeka za informatiku na Sveučilištu Binghamton u New Yorku programirali su robotskog psa vodiča da pomaže osobama oštećena vida i reagira na povlačenje uzice. Nakon 10 sati obuke ovi se roboti mogu kretati uokolo, voditi ljude i izbjegavati prepreke, a usput i nositi teret.

Prednosti robotskog psa bit će predstavljene na konferenciji o robotskom učenju CoRL, a sljedeći korak bit će dodavanje sučelja prirodnog jezika. U idealnom slučaju korisnik bi mogao razgovarati s robotom kako bi dobio pomoć. Poradit će se i na onome što istraživači nazivaju "inteligentna neposlušnost". Na primjer, ako slabovidan čovjek kaže psu robotu da ga prevede preko prometne ulice, bilo bi poželjno da robot razumije želju i odbije je poslušati dok se promet ne raščisti.

Klimatski pametne krave

Znanstvenici Sveučilišta Illinois Urbana-Champaign uspjeli su križanjem dobiti krave koje proizvode do 20 puta više mlijeka od autohtonih pasmina tropskih krajeva. Kako javlja časopis Animal Frontiers, ove krave spajaju sposobnost proizvodnje mlijeka pasmina Holstein i Jersey s karakteristikama autohtone pasmine Gyrs koja je prirodno otporna na vrućine, sušu i tropske bolesti. Pet generacija križanja rezultiralo je grlima koja su sposobna davati 10 litara mlijeka u tanzanijskim uvjetima, što je 20 puta više od prosječnog prinosa autohtonih goveda.  

Iako je projekt još uvijek u ranoj fazi, on predstavlja iskorak prema uzgoju životinja otpornijih na klimu. I premda je trenutni prioritet jačanje sigurnosti hrane na globalnom jugu, ista bi se tehnologija mogla iskoristiti i za zaštitu stoke od klimatskih promjena bilo gdje na svijetu i "tropski geni" usaditi u visokoproduktivnu stoku kako bi bolje podnijela vrućinu, sušu i bolesti koje dolaze s klimatskim promjenama. 

Aerogel na bazi nanoceluloze

U studiji, objavljenoj u časopisu KeAi Journal of Bioresources and Bioproducts, tim kineskih istraživača predstavio je skalabilni radijacijski hladnjak s aerogel filmom na bazi nanoceluloze, otporan na prašinu. Stručnjaci za materijale Šumarskog sveučilišta Nanjing. razvili su naime ekološki prihvatljiv nanocelulozni pasivni rashladni materijal koji je zbog svojih idealan za pasivno hlađenje tijekom ljeta.

Skalabilnost filma nanoceluloznog aerogela postiže se tehnikama sušenja zamrzavanjem i vrućeg prešanja. Ovo pionirsko celulozno rješenje jamči smanjenje temperature za 6,9 Celzijevih stupnjeva pod izravnim sunčevim svjetlom i pritom odbija prašinu.

Nanočestični kvazikristal od DNK

Proboj otvara put projektiranju i izgradnji složenijih struktura
Nanoinženjeri Sveučilišta Northwestern, Sveučilišta u Michiganu i Centra za kooperativno istraživanje biomaterijala u San Sebastianu u Španjolskoj stvorili su kvazikristal od nanočestica pomoću DNK, molekule koja kodira život, javlja časopis Nature Materials. Otkriće kvazikristala bilo je nagrađeno Nobelovom nagradom, a ovo istraživanje demistificira njihov nastanak i pokazuje kako možemo iskoristiti programabilnu prirodu DNK da namjerno dizajniramo i sastavljamo kvazikristale.

Za razliku od običnih kristala, koji su definirani strukturom koja se ponavlja, uzorci u kvazikristalima se ne ponavljaju. Kvazikristali izgrađeni od atoma mogu imati iznimna svojstva: različito upijati toplinu i svjetlost, pokazivati ​​neobična elektronička svojstva kao što je provođenje struje bez otpora ili su im površine vrlo tvrde ili vrlo skliske. Zbog toga nanočestice doživljavamo kao "dizajnerske atome" koji pružaju novu razinu kontrole nad sintetičkim materijalima. 

Proizvodnja goriva iz ugljičnog dioksida

Istraživači MIT-a i Sveučilišta Harvard razvili su proces koji ugljični dioksid učinkovito pretvara u tekući ili kruti materijal koji se može koristiti poput vodika ili metanola za napajanje gorivih ćelija i proizvodnju električne energije.

Kalijev ili natrijev format, koji se već proizvodi u industrijskim razmjerima i obično se koristi kao sredstvo za odleđivanje cesta i nogostupa, nije toksičan, nezapaljiv, jednostavan za skladištenje i transport, i može ostati stabilan u običnim čeličnim spremnicima koji se koriste mjesecima pa čak i godinama nakon njegove proizvodnje.

Rad, objavljen u Cell Reports Physical Science, potanko objašnjava cijeli proces, uključujući hvatanje i elektrokemijsku konverziju plina u kruti formatni prah, koji se zatim koristi u gorivnoj ćeliji za proizvodnju električne energije. Novi proces pretvara ugljični dioksid u tekući metalni bikarbonat. Ta se tekućina zatim elektrokemijski pretvara u tekući kalijev ili natrijev format u elektrolizeru koji koristi električnu energiju s niskim udjelom ugljika, npr. nuklearnu, vjetroelektranu ili solarnu energiju.

Proizvedena visoko koncentrirana tekuća otopina kalijevog ili natrijevog formata može se zatim osušiti, na primjer solarnim isparavanjem, kako bi se proizveo stabilan kruti prah koji se može se pohraniti u običnim čeličnim spremnicima godinama ili čak desetljećima.