Ultrazvučno snimanje prilično je siguran i neinvazivan prozor u funkcioniranje tijela koji kliničarima nudi žive slike pacijentovih unutarnjih organa. Mana mu je to što ovaj proces zahtijeva glomaznu i specijaliziranu opremu dostupnu samo u bolnicama i liječničkim ordinacijama. Ali, novo rješenje inženjera MIT-a tehnologiju čini nosivom i dostupnom poput flastera iz ljekarne.

Inženjeri su u časopisu Science predstavili ultrazvučnu naljepnicu, uređaj veličine poštanke marke koji se lijepi na kožu i ultrazvučno snima unutarnje organe tijekom 48 sati. Ovaj uređaj proizvodi žive slike visoke rezolucije velikih krvnih žila i dubljih organa poput srca, pluća i želuca.

Naljepnice bilježe promjene u donjim organima koje nastaju prilikom raznih aktivnosti, od sjedenje i stajanja do trčanja i vožnje biciklom.

Ovakvi kakvi su, ovi uređaji mogli bi se i sada primjenjivati na pacijente, poput EKG naljepnica za praćenje srca, i kontinuirano slikati unutarnje organe, bez potrebe za višesatnim radom tehničara na sodi. Na MIT-ultrazvučnu naljepnicu žele osposobiti za bežični rad kako bi ih pacijenti mogli ponijeti kući ili kupiti u ljekarni.

Kameleonski zavoj

Materijali koji mijenjaju boju pod naponom već su se izrađivali u laboratorijima, ali se skaliranje procesa pokazalo kompliciranim i skupim. Preciznost s kojom se različite boje mogu otisnuti na te materijale općenito je također loša. No, sad su istraživači s MIT-a oživjeli Lippmannovu fotografiju, zastarjelu fotografsku tehniku iz 19. stoljeća nazvanu po fizičaru Gabrielu Lippmannu, i dobili jeftinu metodu ispisivanja najsloženijih višebojnih dizajna na rastezljivi materijal. 

Kad se materijal optereti, boje se kreću duž spektra vidljive svjetlosti, s crvenim dijelovima koji prelaze u zelene, a zatim u plave. Materijal bi se mogao koristiti kao mehanički senzor koji napetost pokazuje bez pomoći elektronike, a u medicinskim zavojima mogao bi pokazivati koliko su čvrsto pričvršćeni.

Prve slike atoma koji plivaju u tekućini

Znanstvenici Sveučilišta u Manchesteru i Nacionalnog instituta za grafen (NGI) stvorili su "nano-Petrijevu zdjelicu" koristeći dvodimenzionalne materijale kako bi promatrali kretanje atoma u tekućini. Tim je prvi put uspio snimiti slike pojedinačnih atoma koji "plivaju" u tekućini. Nalazi, predstavljeni u časopisu Nature, mogli bi imati velik utjecaj na razvoj zelenih tehnologija kao što je proizvodnja vodika.

Kada je čvrsta površina u kontaktu s tekućinom, obje tvari mijenjaju svoju konfiguraciju kao odgovor na blizinu druge. Takve interakcije na razini atoma na sučeljima kruto-tekuće upravljaju ponašanjem baterija i gorivih ćelija za proizvodnju čiste električne energije, kao i određivanjem učinkovitosti proizvodnje čiste vode i podupiru mnoge biološke procese.

Istraživači su uspjeli razumjeti učinak tekućine na ponašanje atoma. Utvrđeno je da tekućina ubrzava kretanje atoma i mijenja njihova preferirana mjesta odmora u odnosu na krutinu ispod.

Grafenska pjena za osjet dodira

U lipnju su istraživači sa Sveučilišta u Tokiju predstavili postupak prekrivanja robotskog prsta živim ljudskim stanicama. Istraživači Sveučilišta Zapadne Škotske (UWS)  krenuli su drugim putem. Ako se njih pita, robotski udovi i proteze mogli bi dobiti ljudsku razinu osjetljivosti na dodir korištenjem senzora od grafenske pjene. 

Precizniji senzori pritiska pomoći će robotima da poboljšaju spretnost i motoričke vještine. Izrađeni od 3D grafenske pjene koja odlično podnosi mehaničko naprezanje, senzori koriste piezorezistivni pristup: kad je materijal pod pritiskom on dinamički mijenja svoj električni otpor.

Nova pjena ima sposobnost oponašanja osjetljivosti i povratne informacije ljudskog dodira, što bi moglo imati transformativni učinak na upotrebu robotike, kaže Marco Caffio, suosnivač tvrtke Integrated Graphene.  

Izvanredna električna, mehanička i kemijska svojstava ovu pjenu čine prikladnom za upotrebu u dijagnostici bolesti i skladištenje energije. U sljedećoj fazi projekta istraživači će nastojati dodatno povećati osjetljivost senzora.

Nanoskalni rotori od DNK

Znanstvenici su konstruirali najmanje protočne motore na svijetu. Nadahnuti kultnim nizozemskim vjetrenjačama i biološkim motornim proteinima, stvorili su samokonfigurirajući rotor pokretan protokom iz DNK koji energiju iz električnog ili solnog gradijenta pretvara u koristan mehanički rad. Rezultati istraživača Tehnološkog sveučilišta objavljeni su u časopisu Nature Physics.  

Motor je napravljen od DNK materijala. Struktura je usidrena u nanopore, malene otvore u tankoj membrani. Snop DNK debljine samo 7 nanometara samoorganizira se pod električnim poljem u konfiguraciju sličnu rotoru, koja se zatim postavlja u kontinuirano rotacijsko gibanje od više od 10 okretaja u sekundi.

Kvantne točke kao alternativa LED-icama

Istraživači Sveučilišta u Cambridgeu razvili su kvantne točke i pomoću njih stvorili izvor svjetlosti s boljom učinkovitošću i zasićenošću boja od standardnih LED-ica. 

Kvantne točke formiraju sićušni poluvodiči veličine nekoliko milijarditih dijelova metra, a stvorene su kombinacijom nanotehnologije, znanosti o boji, naprednih računalnih metoda, elektronike i jedinstvenog procesa izrade.

U radu, opisanom u časopisu Nature, Istraživači su koristili više od tri primarne boje osvjetljenja, sustava koji se koristi u tipičnim LED-icama, a rani testovi pokazuju izvrstan prikaz boja, širi radni raspon od trenutne tehnologije pametne rasvjete i širi spektar prilagodbe bijelog svjetla.

Aplikacija koja spašava živote

Aplikacija za pametne telefone koja otkriva tešku žuticu kod novorođenčadi skeniranjem njihovih očiju mogla bi spasiti tisuće života na mjestima bez pristupa skupim alatima za pregled, napisali su istraživači UCL-a i Sveučilišta u Gani u časopisu Pediatrics.

Istraživači su pomoću neoSCB aplikacije procijenili zdravstveno stanje gotovo 300 dojenčadi. Program analizira slike snimljene kamerom pametnog telefona kako bi izmjerio žutilo bijelog područja oka, što je pokazatelj žutice kod novorođenčeta. Prosuđivanje žutila promatranjem nije dovoljno, a aplikacija može pružiti ranu dijagnozu neonatalne žutice.