Ljetu se bliži kraj pa je prekasno za ovu sezonu, no ovo je i dalje dobra vijest za sve one koji vole da su im pića hladna, ali im se ne sviđa kad se led u čaši rastopi i razvodni njihov omiljeni viski, rakiju, kolu ili prirodni sok. Istraživači Kalifornijskog sveučilišta Davis razvili su višekratno upotrebljiv i kompostabilan materijal nazvan jelly ice. Ovaj hibridni hidrogel izgleda poput želea, sastoji se od 90 % vode i ne topi se kao obični led, već zadržava smrznutu strukturu bez curenja otopljene vode. Zbog toga je, kažu, idealan za transport hrane i lijekova jer eliminira problem kontaminacije i nereda.

Materijal se može višekratno zamrzavati i odmrzavati, zadržavajući 80 % efikasnosti hlađenja klasičnog leda. Proces proizvodnje je jednostavan i ekološki prihvatljiv jer se koristi prirodna želatina bez plastike. Istraživači će ovaj želatinizirani led predstaviti na jesenskom sastanku Američkog kemijskog društva, a najavljuju i eksperimente sa sigurnim premazima hrane od bjelančevina.

Prvi 'mikrovalni mozak' na čipu

Istraživači Sveučilišta Cornell razvili su ”mikrovalni mozak”, prvi procesor koji u stvarnom vremenu obrađuje ultrabrze podatkovne i bežične komunikacijske signale koristeći fiziku mikrovalova.

Ovaj procesor, predstavljen u časopisu Nature Electronics, je potpuno integrirana mikrovalna neuronska mreža na silicijskom čipu. Na zadatke poput dekodiranja radio signala i praćenja radarskih ciljeva troši ispod 200 mW i koristi analogno nelinearno ponašanje mikrovalova, postižući brzine u desecima gigaherca s točnošću od 88 %. Zbog male potrošnje i osjetljivosti ugrađivat će se u sigurnosne sustave i pametne satove.

Kineska litijeva baterija za veći domet EV-ova

Zahvaljujući novom pristupu dizajnu elektrolita, istraživači Sveučilišta Jilin i USTC-a razvili su litijevu bateriju s gustoćom energije od 600Wh/kg. Umjesto tradicionalnog, dominantnog okruženja iona, koriste ”delokalizirani elektrolit“ s neurednijom molekularnom strukturom. To olakšava kretanje litijevih iona, čini bateriju stabilnijom i omogućava više ciklusa punjenja, piše u radu objavljenom u časopisu Nature.

Eksperimentalne baterije u pouch formatu dosegle su spomenutih 604Wh/kg, zadržavši stabilnost u 100 ciklusa, dok su prototipni baterijski paketi s Ni-rich katodama postigli 480Wh/kg. Takva tehnologija, tvrde, može udvostručiti domet električnih automobila i potaknuti razvoj električnih zrakoplova.

Rijetki zemni metali iz starih magneta

Istraživači Sveučilišta u Kyotu razvili su novu metodu recikliranja rijetkozemnih elemenata iz odbačenih magneta, ključnih za proizvodnju električnih vozila i vjetroturbina. SEEE (selektivna ekstrakcija–isparavanje–elektroliza) proces omogućuje izdvajanje metala poput neodimija i disprozija visoke čistoće uz učinkovitost veću od 90 %.

Tehnologija, predstavljena u časopisu Engineering, smanjuje potrebu za rudarenjem i poželjna je metoda u skladu s politikama ugljične neutralnosti. Osim recikliranja magneta, SEEE bi se, tvrde, mogao iskoristiti i za obradu nuklearnog goriva.

Crni metal za solarnu energiju

Na Institutu za optiku Sveučilišta u Rochesteru razvili su solarni termoelektrični generator (STEG) koji proizvodi 15 puta više energije od dosadašnjih uređaja. Ono što je novo u njihovom pristupu, opisanom u časopisu Light: Science and Applications, jest fokus na "vrućoj“ i "hladnoj“ strani uređaja, a ne na same poluvodiče kako je uobičajeno.

Na "vrućoj“ strani dodali su plastični omotač koji djeluje poput malog staklenika, zadržavajući toplinu i povećavajući temperaturu, dok su na "hladnoj“ strani laserski oblikovali aluminij za bolje hlađenje. Ovakva kombinacija podiže temperaturnu razliku uređaja te znatno povećava proizvodnju električne energije, povećavajući učinkovitost STEG-a za 15 puta. Takve performanse bitno bi, kažu, poboljšale rad bežičnih senzora, prijenosnih uređaja i medicinske elektronike.

'Ionsko staklo' čini mozgove i srca prozirnima

Metoda VIVIT, predstavljena u časopisu Cell, koristi inovativan pristup pretvaranja biološkog tkiva u tzv. ionsko staklo i čini ga gotovo potpuno prozirnim za 3D snimanje. Ova tehnika, zasnovana na svojstvima ionskih tekućina, omogućava optičko pročišćavanje tkiva bez značajnih izobličenja, čuva njegovu strukturu i pojačava fluorescentne signale. Takav pristup kineskim je znanstvenicima pružio detaljan uvid u složene, višeslojne strukture vitalnih organa poput mozga i srca.

VIVIT otvara nove mogućnosti za proučavanje organizacije i funkcija živčanih mreža te drugih bioloških arhitektura i omogućava razradu njihovih principa na raznim skalama, od mikroskopske do makroskopske. Idealno za proučavanje i dijagnostiku bolesti s kompleksnim strukturalnim karakteristikama, objašnjavaju istraživači Sveučilišta Tsinghua.

Divovska plutajuća vjetroturbina

Dosad najmoćnija plutajuća vjetroturbina generira 17 MW električne energije i ima rotor promjera 262 metra, što čini kružnicu površine gotovo osam nogometnih igrališta. Podignuta zajedničkim naporima China Huaneng Groupa i Dongfang Electric Corporationa, postavljena je na 152 metara visokom postolju i može izdržati valove visoke 25 metra te udare tajfuna.

Tehnologija, opisana na stranici Live Science, plutajućim vjetroturbinama omogućava proizvodnju obnovljive energije u dubokim vodama, gdje bi se godišnje moglo proizvesti 68 milijuna kWh. Povećanje snage svake turbine smanjuje njihov broj, što pojeftinjuje troškovi i skraćuje vrijeme izgradnje farmi vjetroturbina.

Najbolja čokolada iz laboratorija

Znanstvenici Sveučilišta u Nottinghamu istražili su proces fermentacije kakaovca, ključan za razvoj fine arome čokolade. Koristeći uzorke s kolumbijskih plantaža, u laboratoriju su stvorili mikrobnu zajednicu koja te arome može reproducirati kontroliranim fermentiranjem.

Ovaj pomak od spontanog prema standardiziranom procesu, opisan u časopisu Nature, omogućava postojanu kvalitetu proizvoda i otvara vrata novim, inovativnim okusima čokolade.

Pametni radio valovi zaobilaze prepreke

Princetonovi znanstvenici razvili su sustav strojnog učenja koji ultravisokim frekvencijama omogućava da pronađu put oko zidova i predmeta te tako otvore put bržim i stabilnijim bežičnim vezama. Oni si u časopisu Nature Communications predstavili sustav koji kombinira oblikovanje radio signala i neuronsku mrežu sposobnu za brzo učenje i prilagodbu okolini.

Umjesto da se signal gubi iza prepreke, umjetna inteligencija predviđa najbolji put kojim val može “zaobići” smetnje. Ovakav pristup mogao bi, kažu, omogućiti stabilnije i brže bežične veze u domovima, uredima i pogonima.

Keratin iz ovčje vune štiti ljudske zube

Nova studija Kraljevskog koledža u Londonu otkriva da se keratin, protein izvučen iz ovčje vune i dlake, može koristiti za premazivanje zubi kako bi se popravila oštećena caklina i spriječio nastanak karijesa. Na zubima stvara kristalni zaštitni sloj sličan prirodnoj caklini koji uz pomoć minerala iz sline potiče rast nove zaštitne cakline.

Ovaj pristup, opisan u časopisu Advanced Healthcare Materials, koristi održive biološke otpade i može biti jeftina i prirodna alternativa. Prema znanstvenicima, ovaj tretman mogao bi postati dostupan u obliku paste za zube ili profesionalnog gela unutar dvije do tri godine te olakšati prevenciju i popravak ranog karijesa.