Otprije je poznato da svjetlosni i zvučni valovi mogu manipulirati objektima, no ti su objekti uvijek bili manji od valne duljine zvuka ili svjetlosti, odnosno reda veličine milimetara do nanometara. A sada su istraživači Sveučilišta u Minnesoti razvili metodu koja može pomicati veće objekte koristeći principe fizike metamaterijala i o tome izvijestili u časopisu Nature Communications.

Metamaterijali su materijali koji su umjetno stvoreni za interakciju s valovima, poput svjetlosti i zvuka. Postavljanjem metamaterijalnog uzorka na površinu objekta, istraživači su mogli koristiti zvuk da ga usmjere u određenom smjeru bez da ga fizički dodiruju. Koristeći ovu tehniku, istraživači ne samo da mogu pomaknuti objekt naprijed, već ga i povući prema izvoru - što nije previše različito od tehnologije vučne zrake u znanstvenofantastičnim pričama poput Zvjezdanih staza.

Iako je ova studija više demonstracija koncepta, istraživači sad žele testirati više frekvencije valova te različite materijale i veličine objekata. Oni vjeruju kako će se njihova metoda mogla pokazati korisnom za manipuliranje pokretnih objekata u robotici. 

Sigurnija i lakša litijeva baterija

MIT-ovi istraživači napravili su napredak koji bi mogao otvoriti put za razvoj revolucionarne punjive litijeve baterije. Nove baterije, opisane u časopisu Joule trebale bi biti lakše, kompaktnije i sigurnije od postojećih modela.

Potragu prati jedan veliki problem: dendriti, izbočine metala koje se nakupljaju na površini litija i prodiru u čvrsti elektrolit. Istraživači su pokazali da se rastom dendrita može izravno manipulirati jednostavnom primjenom i otpuštanjem pritiska, uzrokujući cik-cak krivudanje dendrita u savršenom poravnanju sa smjerom sile.

Elektronika pokretana svjetlošću

Međunarodni tim znanstvenika koji surađuju unutar klastera izvrsnosti ct.qmat postigao je proboj u kvantnom istraživanju: detektirali su ekscitone, električno neutralne kvazičestice u topološkom izolatoru. Ovo otkriće, opisano u časopisu Nature Communications, utire put novoj generaciji svjetlosnih računalnih čipova i kvantnih tehnologija. 

Prethodni koncepti za korištenje topoloških izolatora temeljili su se na primjeni električnih napona za kontrolu struja, dakle na pristupu usvojenom od konvencionalnih računalnih čipova. Međutim, ako se svojstva egzotičnih materijala temelje na električki neutralnim česticama koje nisu ni pozitivno niti negativno nabijene, električni napon više ne djeluje. Takvi kvantni fenomeni stoga zahtijevaju druge alate, na primjer svjetlost.

Sad kad je istraživački tim generirao ekscitone u topološkom izolatoru, pozornost se usmjerava na same kvazičestice. Znanstvenici istražuju prenose li se topološka svojstva bizmuta na ekscitone. To bi pak utrlo put konstrukciji topoloških kubita, robusnijih od njihovih netopoloških parnjaka.

Laboratorijski uzgojene mrežnice vraćaju vid

Znanstvenici Sveučilišta Wisconsin–Madison uspjeli su povezati laboratorijski uzgojene očne stanice osjetljive na svjetlo. To je važan iskorak za transplantaciju i liječenje raznih očnih bolesti. Radeći zajedno, ove fotoreceptorske stanice spajaju se s drugim stanicama i formiraju mrežnicu; tanak sloj tkiva na stražnjoj strani oka odgovoran je za pretvaranje valnih duljina svjetlosti u signale koje mozak tumači kao vid. Cilj istraživača bio je uzgojiti stanice mrežnice izvan tijela i koristiti ih za zamjenu mrtvih ili nefunkcionalnih tkiva unutar oka.

Istraživači su razdvojili klastere stanica mrežnice i dodali im virus bjesnoće koji je tjedan dana migrirao između stanica mrežnice, što ukazuje da su sinaptičke veze doista uspostavljene. Tipovi stanica koji su najčešće formirali sinapse bili su fotoreceptori, vrsta stanica koja se gubi u bolestima kao što su retinitis pigmentosa i staračka makularna degeneracija. Retinalni organoidi mogli bi biti korisni i u liječenju glaukoma, gdje dolazi do oštećenja vidnog živca koji povezuje oko s mozgom, pokazalo je istraživanje u PNAS-u.

Lijek koji vraća izgubljena sjećanja

Ime vam je na vrhu jezika, ali ne izlazi iz glave? Nova studija na miševima sugerira da se "zaboravljena" sjećanja mogu povratiti danima kasnije, aktiviranjem odabranih moždanih stanica ili s lijekom koji se obično koristi kod ljudi za liječenje kronične opstruktivne plućne bolesti (KOPB), skupine bolesti koje zahvaćaju pluća i dišne putove, uključujući emfizem, kronični bronhitis i astmu.

Neuroznanstvenici Sveučilišta u Groningenu izveli su eksperimente na miševima koje su lišavali sna nakon što bi boravili u kavezu s nekoliko predmeta. Nekoliko dana kasnije životinje nisu uspjele otkriti da je jedan od objekata premješten na novu poziciju, osim ako se određeni neuroni u hipokampusu, tankom području mozga koji pohranjuje prostorne informacije i konsolidira sjećanja, nisu aktivirali pomoću svjetla.

Nalazi, objavljeni u Current Biology, sugeriraju da se "izgubljena" sjećanja mogu umjetno vratiti, barem kod miševa. To je postignuto optogenetikom, eksperimentalnim pristupom koji zahtijeva genetsko podešavanje kako bi se stanice učinile osjetljivima na svjetlo.

Dugoročni cilj ove vrste istraživanja je razumjeti kako se informacije stječu, pohranjuju i prisjećaju i možda jednom pronaći način kojima bi se pomoglo ljudima oslabljenog pamćenja.

Prvo cjepivo za medonosne pčele

Iako su ključni za promicanje bioraznolikosti i proizvodnju hrane za zdravu prehranu ljudi, oprašivači se suočavaju s bezbrojnim prijetnjama, uključujući gubitak staništa, klimatske promjene, pesticide, onečišćenje zraka i organizme koji uzrokuju bolesti. Ali sad se pojavio tračak nade za pomoć medonosnim pčelama u borbi protiv jednog od mnogih stresora, smrtonosne zarazne bolesti poznate kao američka gnjiloća. Amerikanci su upravo odobrili upotrebu prvog cjepiva za medonosne pčele koji je razvila tvrtka Dalan Animal Health.  

Američku gnjiloću uzrokuju bakterije Paenibacillus larvae koja se širi kroz spore i ubija pčele dok su u fazi ličinke. Pčelari će cjepivo koje sadrži mrtve stanice bakterije umiješati u hranu koju jedu pčele radilice. Kad one izluče matičnu mliječ, matica će je progutati s cjepivom koje će stići do njezinih jajnika i imunizirati ličinke u razvoju.

Apsorpcija elektromagnetskih valova u 6G pojasu

Istraživači Odjela za magnetske materijale na Korejskom institutu za znanost o materijalima (KIMS), razvili su tehnologiju uzastopne proizvodnje epsilon željeznog oksida koji može apsorbirati milimetarske valove s visokom koercitivnom silom ekvivalentnom onoj neodimskih (Nd) magneta.

Materijal željeznog oksida s epsilon kristalnom fazom visoke koercitivnosti gotovo je jedini magnetski materijal koji apsorbira ultravisoke frekvencije, što je potencijalni 6G frekvencijski pojas. Dosad se stvarao samo u česticama nano veličine dd 50 nanometara. Japan je uspio proizvesti čisti epsilon željezov oksid šaržnim mokrim postupkom, ali to uključuje dugotrajan višefazni proces, što rezultira niskim prinosom.

Trenutno niti jedna tvrtka komercijalno ne proizvodi proizvode s primijenjenim magnetskim materijalima koji mogu apsorbirati mm valove. Samo dvije ili tri tvrtke u SAD-u, Japanu i Njemačkoj proizvode materijale za upijanje i zaštitu 5G pojasa. Očekuje se da će ova tehnologija, opisana u časopisu Chemical Communications, ubrzati komercijalizaciju bežičnih komunikacijskih uređaja koji koriste milimetarske valove, radare za samovozeće automobile i apsorbersku tehnologiju za svemirsku satelitsku komunikaciju.

99% učinkovito uklanjanja mikroplastiku iz vode

Istraživači Princeton Engineeringa razvili su isplativ način korištenja hrane kako bi stvorili materijal koji može ukloniti sol i mikroplastiku iz morske vode. Oni su iskoristili bjelanjke za stvaranje aerogela, svestranog materijala poznatog po svojoj maloj težini i poroznosti. Ima niz namjena, uključujući filtriranje vode, skladištenje energije te zvučnu i toplinsku izolaciju. 

Bjelanjci su složeni sustav gotovo čistog proteina koji - kad se liofilizira i zagrije na 900 stupnjeva Celzijusa u okruženju bez kisika - stvara strukturu međusobno povezanih niti karbonskih vlakana i listova grafena. U radu, objavljenom u časopisu Materials Today, istraživači su pokazali su da dobiveni materijal može ukloniti sol i mikroplastiku iz morske vode s učinkovitošću od 98%, odnosno 99%. Štoviše, bjelanjci su djelovali čak i ako su se prvo ispekli na štednjaku ili umutili u kajganu.

istraživači sad žele usavršiti proces kako bi se mogao koristiti u pročišćavanju vode u većem opsegu, ali usput istražuju i druge potencijalne primjene ovog materijala, od skladištenja energije do izolacije.