Ključ boljeg seksualnog života za neke muškarce krije se u žlijezdama pauka koji vas može ubiti svojim ugrizom. Novi gel spravljen od otrova brazilskog lutajućeg pauka (Phoneutria nigriventer) upravo se testira se kao lijek za erektilnu disfunkciju. Gel je već prošao prvu fazu ispitivanja na ljudima i sad je spreman za sljedeću fazu.

Ugriz ovog južnoameričkog pauka poznat je po svojoj toksičnosti i može izazvati ubrzan rad srca, napadaje, šok, pa čak i smrt. S druge strane, on može izazvati još jedan učinak: produljenu erekciju koja može trajati satima. I upravo je to potaklo zanimanje profesorice Marije Elene de Lime s Federalnog sveučilišta Minas Gerais (UFMG) koja je odlučili otkriti farmakološke mehanizme iza prijapizma uzrokovanog otrovom pauka da bi razvili siguran i učinkovit lijek za erektilnu disfunkciju.

Tako je nastala sintetička molekula BZ371A na temelju koje je Brazilska zdravstvene regulatorne agencije Anvisa odobrila prvu fazu kliničkih ispitivanja lijeka. Rana ispitivanja već su pokazala da spoj nije toksičan za ljude, što je ključna prekretnica u razvoju lijeka. Lokalna primjena BZ371A dovodi do povećanog lokalnog protoka krvi što olakšava erekciju penisa pa bi BZ371A, vjeruju istraživači, mogao ponuditi učinkovito rješenje za 30% pacijenata koji zbog zdravstvenih razloga ne mogu koristiti postojeće oralne lijekove poput Viagre. 

Paukov DNK za svilu čvršću od kevlara

Kineski inženjeri sa Sveučilišta Donghua koristili su CRISPR tehnologiju za uređivanje gena kako bi rekodirali svojstva dudovog svilca. Uzeli su gene istočnoazijskog pauka Araneus ventricos poznatog po tkanju čvrstim mreža i postupkom koji zahtijeva stotine tisuća mikroinjekcija usadili ih u jajne stanice dudovog svilca. Sve se to dakako radilo i prije, ali bezuspješno sve dok se Kinezi nisu dosjetili "lokalizacije", koncepta koji uključuje sužavanje na vrlo specifično mjesto u genomu. Razvili su "minimalni model osnovne strukture" svilene bube i uspješno su sintetizirali "vlakna koja su pokazala impresivnu vlačnu čvrstoću (1,299 MPa) i žilavost (319 MJ/m3), nadmašujući žilavost kevlara šest puta, a čvrstoću najlona čak deset puta".

Ovaj pothvat, opisan u časopisu Matter, ruši barijere i otvara iznimno važne puteve za buduće biomimetičke materijale, a komercijalizaciju paukove svile pozicionira kao održivu alternativu komercijalno sintetiziranim vlaknima poput najlona, ​​poliestera i akrila od kojih se danas izrađuje oko 60 posto naše odjeće. 

Novi lijek skida kilograme bez vježbe

Lijek koji potiče mišiće na sagorijevanje goriva kao da vježbaju, smanjuje masnu masu kod pretilih miševa, otkrili su istraživači Sveučilišta Florida.

Ovaj lijek pripada klasi terapeutika poznatih kao mimetici vježbanja i aktivira receptore u mišićima, stvarajući učinke slične aerobnom vježbanju. Umjesto da suzbijaju apetit na način na koji to radi Ozempic, životinje liječene lijekom troše više energije dok se odmaraju i mogu duže vježbati kada se počnu kretati. Nakon 28 dana tretmana prosječni gubitak težine iznosio je oko 12 posto, pokazala je studija objavljena u časopisu Journal of Pharmacology and Experimental Therapeutics.  

Ova se studij nadovezuje na prethodnu, objavljenu ranije ove godine, u kojoj su isti istraživači pokazali da njihov spoj SLU-PP-332 povećava određenu vrstu mišićnih vlakana kod miševa i poboljšava izdržljivost vježbanja. Miševi normalne težine trčali su dalje i duže od neliječenih miševa, kao da je lijek otključao nove zalihe energije. 

Građevinski materijal inspiriran crvima

Gnijezda pješčanog crva (Phragmatopoma californica) poslužila su kao inspiracija za nove građevinske materijale s niskim udjelom ugljika. Ova morska stvorenja dugačka oko 7,5 cm grade ogromne kolonije saćastih struktura nalik na grebene cementirajući zrnca pijeska. Nadahnuti ovim strukturama, istraživači Tehničkog instituta za fiziku i kemiju (TIPC) Kineske akademije znanosti (CAS) razvili su prirodne građevne materijale opisane u časopisu Matter.

Kompozitno ljepilo koje luče ovi crvi ključno je za izradu njihovih čvrstih struktura; ono sadrži kationske ​​i anionske proteine, što mu omogućuje da čvrsto poveže zrnca zajedno. Oponašajući ovaj proces, istraživači su proizveli građevinske materijale dobrih mehaničkih svojstava. Korištenjem biopolimernih ljepila suprotnog naboja, ovi materijali mogu se izraditi od različitih zrnaca - pustinjskog i morskog pijeska, betonske troske, itd. -  pod niskom temperaturom i atmosferskim tlakom. 

Sigurnija vožnja po mraku

Materijal koji se koristi u organskim solarnim ćelijama također se može koristiti kao svjetlosni senzor u elektronici, pokazali su istraživači Sveučilišta Linköping koji su razvili senzore koji mogu detektirati cirkularno polarizirano crveno svjetlo. Njihova studija, objavljena u časopisu Nature Photonics, utire put pouzdanijim samovozećim automobilima i drugim namjenama gdje je noćni vid važan.

Da biste detektirali cirkularno polariziranu svjetlost,  potreban vam je materijal koji može osjetiti u kojem je smjeru spirala upletena. Trenutni materijali mogu detektirati i dekodirati takvo svjetlo u gotovo cijelom spektru vidljivog svjetla, osim u području bliskom infracrvenom. No, to je sad uspjelo švedskim istraživačima koji su pritom koristili materijal koji se inače koristi za izradu organskih solarnih ćelija.

Materijal solarne ćelije sastoji se polimera i može imati sferičnu molekularnu strukturu poznatu kao fuleren, ili drugačiju strukturu i materijal se tada naziva ne-fuleren. Materijal korišten u trenutnoj studiji nije fuleren, što se pokazalo kao prednost u solarnim ćelijama, ali i u izradi svjetlosnih senzora.

Elektronički senzor veličine molekule 

Piezootpornici se obično koriste za otkrivanje vibracija u elektronici i automobilima, kao što su pametni telefoni za brojanje koraka i za aktiviranje zračnih jastuka u automobilima; koriste se i u medicinskim uređajima kao što su implantabilni senzori tlaka te u zrakoplovstvu i svemirskim letovima. No, sad su australski istraživači okupljeni oko Sveučilišta Curtin razvili učinkovitiju verziju široko korištenog elektroničkog senzora molekularne veličine, 500.000 puta manjeg od širine ljudske vlasi.

Novi piezootpornik, opisan u časopisu Nature Communications, napravljen je od jedne molekule bulvalena koja pod mehaničkim naprezanjem stvaraju novu molekulu različitog oblika i promjenom otpora mijenja protok električne energije.

Zbog svoje veličine i kemijske prirode, ovaj novi tip piezootpornika otvorit će potpuno novo područje mogućnosti za kemijske i biosenzore, sučelja čovjek-stroj i uređaje za praćenje zdravlja, najavljuju istraživači. A kako su molekularni, ovi senzori moći će se koristiti za otkrivanje drugih kemikalija ili biomolekula poput proteina i enzima, što bi moglo promijeniti način otkrivanja bolesti.

Inovativni mikrotisak štedi novac i vrijeme

Hoće li tiskane fotografije ikada dostići preciznost odraza ogledala? Iako bi odgovor još neko vrijeme mogao biti negativan, znanstvenici Sveučilišta Osaka Metropolitan napravili su značajne korake u preciznom ispisu zahvaljujući inovativnom pristupu baziranom na optičkom vrtložnom laseru koji omogućuje precizno postavljanje sitnih kapljica s točnošću mikrometra.

Japanci su ovaj postupak opisali u časopisu ACS Photonics. Ukratko, oni su ispisali kapljice jednake veličine, promjera 100 µm, koristeći tekuću fluorescentnu tintu koja je otprilike 100 puta viskoznija od vode. Ozračivanjem filma optičkim vrtlogom dobiveni su otisci iznimne pozicione točnosti na mikrometarskoj skali.

Jednoruki TidyBot, idealni čistač prostorija

Robotičari Stanforda su uz pomoć kolega sa Sveučilišta Princeton, The Nueva Schoola, Sveučilišta Columbia i Googlea osmislili TidyBota, jednorukog robota pomagača koji prostorije čisti prema vašim osobnim preferencijama. Njegove mogućnosti predstavljene su na Međunarodnoj konferenciji o inteligentnim robotima i sustavima, a detalji izvedbe bit će opisani u časopisu Autonomous Robots.

Ovaj robot čistač koristi veliki jezični model obučen na ogromnim količinama informacija s interneta za prepoznavanje širokih kategorija objekata poput odjeće, hrane i igračaka. To znači da mu možete dati samo nekoliko primjera kamo idu određene stvari i on će shvatiti da slične predmete treba pospremiti na isti način, čak i ako ih nikad  nije vidio. TidyBot razlikuje boje pa može razvrstavati rublje, a testovima u stvarnom svijetu pokazali su da je precizan u 85% slučajeva.

Atletski inteligentan robotski pas

Istraživači umjetne inteligencije sa Sveučilišta Stanford i šangajskog instituta Qi Zhi razvili su novi algoritam temeljen na vidu koji pomaže robotskim psima da se popnu na visoke objekte, preskaču praznine, pužu ispod pragova, provlače se kroz pukotine i zatim jurnu do sljedećeg izazova. Algoritam predstavlja mozak robodoga.

"Autonomija i raspon složenih vještina koje je naš četveronožni robot naučio prilično su impresivni", pohvalili su se jegovi tvorci uoči prezentacije na Konferenciji o robotskom učenju CORL. Ovaj robotski pas potpuno je autonoman. Zahvaljujući kombinaciji percepcije i kontrole, korištenju slika s dubinske kamere i strojnom učenju za obradu svih tih unosa, on može sam procijeniti fizičke izazove i osmisliti načine nakoji će savladati prepreke ispred sebe. 

Morfing i biomimikrija

Istraživači Državnog sveučilišta u Coloradu (CSU) predstavili su pak ne jednom, ne dva nego čak tri izvanredna robota koji mogu mijenjati svoja tijela i noge, oponašajući prilagodljivost bioloških organizama različitim okruženjima. Roboti su izrađeni od materijala koji svoju krutost mijenjaju kao odgovor na temperaturne fluktuacije, čime se eliminira potreba za glomaznim sustavima napajanja poput magnetskih zavojnica. Ta ih fleksibilnost čini pogodnim za akcije traganja i spašavanja.

Shema preoblikovanja koristi lagani umjetni mišić sličan ljudskom koji se kontrahira kad se primijeni struja. Ugrađivanjem ovih umjetnih mišića u kralježnicu robota ili u njegovu kožu postižu se različiti oblici, objašnjavaju istraživači u časopisu Nature. Rad ističe tri različita dizajna robota. Prvi je hvataljka sposobna osjetiti i prilagoditi oblik za poboljšanu manipulaciju predmetom; drugi je četveronožni robot koji se može spljoštiti kako bi puzao kroz uske otvore ili se uhvatio za izbočine, olakšavajući prelaženje preko praznina; treći pak može promijeniti oblik i položaj nogu, neprimjetno prelazeći s hodanja po zemlji na plivanje u vodi.

U sljedećoj fazi istraživači namjeravaju povećati njihovu autonomiju. Trenutačno se tim sustavima upravlja daljinski, ali oni žele stvoriti robote koji samostalno određuju  najprikladniji oblik ili morfologiju za specifične zadatke.

Ljubičasti sir? Ne, robot koji je stvorila umjetna inteligencija

Znanstvenici Sveučilišta Northwestern razvili su umjetnu inteligenciju koji može dizajnirati robote od nule. Mehanizam robota koji je osmislila UI radi kad se zrak upumpava u njegovo tijelo; noge ovog gumenog robota skupljaju se, a neprestano upumpavanje zraka potiče ga na polagano, ali postojano kretanje.

Robot veličine sapuna za ruke učinkovito je i automatski generiran u manje od 30 sekundi na prijenosnom računalu, nakon samo deset dizajnerskih pokušaja. U početku nije imao noge, pa naravno nije mogao hodati. No, tada je umjetna inteligencija došla do rješenja i robotu otisnutom u 3D pisaču dala tri noge. Studija u kojoj je opisan cijeli tok osmišljavanja i izrade ovog spužvastog robota objavljena je u časopisu Proceedings of the National Academy of Sciences.

Otkrivanje mikroplastike svjetlom

Istraživači Odjela za nano-bio konvergenciju Korejskog instituta za znanost o materijalima (KIMS), i korejskog Instituta za testiranje i istraživanje  KOTITI razvili su jedinstvenu tehnologiju za brzo i precizno otkrivanje mikroplastike u okolišu, o čemu su izvjestili u časopisu Advanced Funcional Materials.

Pribor za detekciju primjenjiv je na licu mjesta i mikroplastiku identificira za manje od 20 minuta bez prethodnog tretmana. Plazmonski materijal u obliku nanodžepa hvata čestice na površini papirnatog filtra s porama u mikrorazmjerima i detektira ih pomoću Ramanove spektroskopije. Istraživači su uvježbali umjetnu inteligenciju na jedinstvenim signalima mikroplastike tako da može odrediti pojavu neželjenih čestica i u najzahtjevnijim okruženjima, kao i njihovu koncentraciju, distribuciju i vrstu.