Neutralizirajuće antitijelo zvano SC27

Američki istraživači otkrili su antitijelo koje može neutralizirati sve poznate varijante SARS-CoV-2, virusa koji uzrokuje kovid, ali i srodne koronaviruse slične SARS-u koji inficiraju druge životinje. Kao dio nove studije o hibridnom imunitetu na virus, veliki, višeinstitucionalni istraživački tim predvođen Teksaškim sveučilištem u Austinu otkrio je i izolirao široko neutralizirajuće antitijelo plazme, nazvano SC27. 

SC27 je prepoznao različite karakteristike šiljastih proteina u mnogim varijantama kovida. Tehnologija korištena za izolaciju antitijela, nazvana Ig-Seq, daje istraživačima bliži uvid u odgovor antitijela na infekciju i cijepljenje korištenjem kombinacije sekvenciranja jednostanične DNK i proteomike. Osim otkrića ovog antitijela, istraživanje objavljeno u časopisu Cell Reports Medicine pokazalo je da hibridni imunitet — kombinacija infekcije i cijepljenja — nudi povećanu zaštitu temeljenu na antitijelima protiv buduće izloženosti u usporedbi sa samom infekcijom ili cijepljenjem.

Nova legura za letjelice koje mijenjaju oblik

Istraživači japanskog Nacionalnog instituta za znanost o materijalima (NIMS) osmislili su vrlo fleksibilnu leguru titana i nikla koja bi se, kažu, mogla koristiti za izradu  super snažnih umjetnih mišića, ali i zrakoplova koji mijenjaju oblik. Legura ima snagu čelika, ali se može rastezati poput gume, pokazalo je istraživanje u časopisu Nature. Novi materijal može izdržati pritisak oko 18.000 puta veći od normalnog atmosferskog tlaka i 20 je puta fleksibilniji od uobičajeno korištene legure. Uz to, legura titana i nikla ovako se ponašaju širokom temperaturnom rasponu od minus 80 stupnjeva do 80°C. 

Legura pokazuje ova svojstva jer se ponaša više kao staklo nego kao metal. Međutim, u usporedbi s konvencionalnim staklom, ova legura ima područja u kojima su molekule raspoređene tako da podupiru deformaciju materijala umjesto da se lome. Metoda razvoja materijala prilično je jednostavna i može se lako primijeniti u drugim laboratorijima pa je pogodna za masovnu upotrebu. 

Rastezljivi zaslon za odjeću

Na prestižnom Tjednu mode u Seulu LG Display je prikazao liniju rastezljivih, nosivih zaslona. Ovi paneli, tvrde u kompaniji, mogu se slobodno rastezati, savijati i uvijati prema želji, a prototip bi se mogao proširiti s 12 na 14 inča uz zadržavanje rezolucije od 100 PPI, dakle na razini običnog monitora, uz puni spektar boja. Rastezljivi displeji predstavljeni na tjednu mode bili su prikazani na prednjici odjevnih predmeta, rukavima i torbicama korejskih dizajnerica Youn-Hee Park i Chung-Chung Lee. 

Rastezljivi zasloni mogli bi, smatra LG, potpuno izmijeniti način na koji doživljavamo i koristimo modne predmete, nosive uređaje i mobilnost i uvesti nas u doba u kojem ćemo uređaje udobno nositi poput odjeće. Naime, rastezljivi zasloni omogućuju promjenu dizajna i boja, a njihova sposobnost da se slobodno rastežu, savijaju i uvijaju omogućit će izradu mobitela sljedeće generacije i velikih zaslona koji mogu funkcionirati bez straha od kvarova zbog lomova. 

Nosivi grafenski senzor čuje i šapat

Tehnologija ultraosjetljivih senzora naprezanja tekstila, ugrađena u nosive pametne ogrlice za prepoznavanje govora mogla bi potaknuti napredak tihih govornih sučelja (SSI). Riječ je o sustavima koji omogućavaju verbalnu komunikaciju bez vokalizacije u situacijama kad je verbalna komunikacija otežana. To je zapravo vrsta elektroničkog čitanja s usana uz pomoć interakcije čovjeka i računala. Pametna ogrlica istraživača Sveučilišta u Cambridgeu bilježi mikropokrete u grlu, koje zatim senzor naprezanja bilježi kao električni signal i unosi u računalne softverske modele za obradu i prepoznavanje govora. Ova ogrlica hvata i emitira i tiho izgovorene riječi, što bi moglo pomoći pacijentima nakon operacije grkljana.

Pametna ogrlica sa strukturiranim slojem grafena značajno povećava osjetljivost senzora naprezanja i govor dekodira s rekordnom preciznošću od 95,25%, pokazalo je istraživanje objavljeno u časopisu Flexible Electronics. Sustav, prikazan na konferenciji IEEE Biosensors 2024, robustan je, sposoban dekodirati širok raspon riječi i navodno se brzo prilagođava novim korisnicima i rječnicima. Ovaj ultraosjetljivi senzor namijenjen je dugotrajnoj uporabi i može, kažu, izdržati više od 10.000 ciklusa istezanja-otpuštanja.

Nanočesticama protiv raka mozga

Glioblastom je jedan od najčešćih oblika raka koji nastaje u mozgu ili leđnoj moždini, a ujedno je i jedan od najagresivnijih: nakon postavljanja dijagnoze, srednje vrijeme preživljavanja je samo 14 do 16 mjeseci. Trenutačno liječenje uključuje operaciju uklanjanja tumora nakon koje slijedi zračenje i kemoterapija. Ali ova vrsta raka otporna je na konvencionalne terapije zbog toga što nedostaju lijekovi koji mogu prijeći krvno-moždanu barijeru, membranu koja štiti mozak od patogena i toksina. No, čini se i da i tome ima lijeka: izgleda da bardoksolon metil (BM), fitokemikalija sposobna za samosastavljanje u nanočestice vretenastog oblika, učinkovito cilja tumorske stanice, otkrili su istraživači bolnice Renmin Sveučilišta Wuhan i Sveučilišta Yale nakon eksperimenta na miševima, predstavljenim u časopisu Small Science. 

Istraživači su otkrili da BM nanočestice ubijaju tumorske stanice induciranjem vrste stanične smrti koja se zove piroptoza te inhibicijom epitelno-mezenhimalne tranzicije, procesa uključenog u progresiju tumora. U eksperimentima na miševima pritom nije primijećen značajan gubitak težine, što ukazuje na minimalnu sistemsku toksičnost i sugerira potencijalnu sigurnost za intravenoznu primjenu, napisali su istraživači, dodajući da nije primijećeno ni očito oštećenje tkiva ili toksičnost jetre.

Robotska noga s umjetnim mišićima

Istraživači ETH Zurich i Max Planck instituta za inteligentne sustave razvili su robotsku nogu s umjetnim mišićima. Ova robotska noga na mišićni pogon, opisana u časopisu Nature Communications, ne samo da je energetski učinkovitija od konvencionalne, već također može izvoditi visoke skokove i brze pokrete te detektirati i reagirati na prepreke, sve bez potrebe za složenim senzorima. 

Kao i kod ljudi i životinja, mišić ekstenzor i fleksor osiguravaju da se robotska noga može kretati u oba smjera. Ovi elektrohidraulički pokretači, koje istraživači nazivaju HASEL, pričvršćeni su za kostur tetivama. Pokretači su plastične vrećice napunjene uljem, nalik onima koje se koriste za izradu kockica leda. Otprilike polovica svake vrećice presvučena je s obje strane crnom elektrodom od vodljivog materijala. Kad se na elektrode primijeni napon, one se privlače zbog statičkog elektriciteta i guraju ulje u vrećici. Računalni kod komunicira s visokonaponskim pojačalima i kontrolira koji se aktuatori skupljaju, a koji produžuju.

Za razliku od elektromotora koji zahtijevaju senzore da stalno govore pod kojim kutom se nalazi robotska noga, umjetni mišić se prilagođava prikladnom položaju kroz interakciju s okolinom. To pokreću samo dva ulazna signala: jedan za savijanje zgloba i jedan za njegovo produženje. Dakako, u usporedbi s hodajućim robotima s električnim motorima, ovaj je sustav još uvijek ograničen. Noga je trenutno pričvršćena za šipku, skače u krug i još se ne može slobodno kretati. No, to su tek počeci, a istraživači zamišljaju budućnost u kojoj će robotske noge spojiti na četveronožnog robota ili humanoidnog robota s dvije noge i koristiti ih u akcijama spašavanja.

Glasovne snimke pametnog telefona otkrivaju KOPB

Promjene u glasovima ljudi snimljene na pametnom telefonu mogu signalizirati ozbiljno pogoršanje simptoma kronične opstruktivne plućne bolesti (KOPB), pokazala je pilot studija Medicinskog centra Sveučilišta u Maastrichtu, predstavljena na kongresu Europskog respiratornog društva (ERS) u Beču. KOPB je ozbiljno stanje i prema podacima Svjetske zdravstvene organizacije treći vodeći uzrok smrti u svijetu.

Sudionici istraživanja, odreda osobe s KOPB-om, 12 su tjedana snimali svoje glasove uz pomoć aplikacije za pametni telefon; izgovarali bi "aaah" onoliko dugo koliko mogu izdržati u jednom dahu, čitali kratke odlomke priče i odgovarali na pitanja. Istraživači su analizirali glasovne snimke i tražili promjene koje su koincidirale s pojavom simptoma. Otkrili su da prilikom pogoršanja simptoma glasovi pacijenata postaju viši i podrhtavaju.

"Ovo su preliminarni rezultati, tako da naše nalaze treba potvrditi na većem broju bolesnika s KOPB-om", kažu istraživači koji smatraju da bi analiza govora mogla pomoći i kod drugih bolesti dišnog sustava. "Sumnjamo da postoje govorni biomarkeri za mnoge respiratorne bolesti."

Feroelektrična fotonsko-elektronička memorija

Istraživači Nacionalnog sveučilišta u Singapuru napravili su značajan napredak u području fotonsko-elektroničke integracije. Oni su naime u časopisu Light: Science & Applications predstavili trajni fotonsko-elektronički memorijski čip temeljen na mikroprstenastom rezonatoru s integriranim feroelektričnim materijalom tankog filma. Korišteni materijali kompatibilni su s poluvodičkim procesima temeljenim na siliciju, što omogućuje integraciju velikih razmjera. 

Ova memorija može kontrolirati zaostalu polarizaciju unutar feroelektričnog sloja pod vanjskim naponom i tako omogućiti programiranje i brisanje podataka korištenjem i električnog i optičkog načina rada, uz nizak radni napon i visoku izdržljivost. Zbog toga bi, kažu istraživači, njihovo rješenje moglo potaknuti razvoj fotoničko-elektroničkih sustava sljedeće generacije i igrati ključnu ulogu u optičkom povezivanju, brzoj podatkovnoj komunikaciji i neuromorfnom računalstvu.

Zidanje bez cementa

Od gline ili iskopane zemlje mogu se graditi cijele kuće. Materijal je jeftin, ima ga u izobilju i održiv jer ne zahtijeva cement. Međutim, postojeće metode gradnje su vrlo radno intenzivne, spore i stoga skupe. No, sad su istraživači ETH Zurich razvili brzi robotski proces ispisa koji ne zahtijeva cement. Proces "udarnog ispisa" (impact printing) robot ispisuje materijal odozgo, postupno gradeći zid od mješavine materijala iz iskopa, mulja i gline. 

Za razliku od slojevitog 3D ispisa, ova robotska metoda konstrukcije temelji se na kontroliranom taloženju velikom brzinom. Taloženjem materijala pri brzinama do 10 metara u sekundi, proces može postići međuslojno spajanje između više slojeva. Uz to, za razliku od betonskog 3D printanja, ovaj proces ne zahtijeva nikakve pauze tijekom kojih se materijal može skrutiti. 

Električna energija iz morske vode

Istraživači Korejskog instituta za strojeve i materijale (KIMM) i Nacionalnog sveučilišta Kyungpook razvili su ekološki prihvatljiv, samopuneći sustav sakupljanja energije proizvodi električnu energiju iz kretanja iona sadržanih u morskoj vodi. Ovaj sakupljač energije pritom koristi višeslojne ugljikove nanocijevi i filmove od grafen oksida s različitim sadržajem kisikovih funkcionalnih skupina kao katodu i anodu, a konstruiran je od morske vode kao elektrolita. 

Konvencionalni sakupljači energije na bazi vode imaju nisku učinkovitost pretvorbe energije i zahtijevaju vanjske izvore energije za kontinuirano generiranje kretanja vode za ponovnu upotrebu. Novi sustav, opisan u časopisu Chemical Engineering Journal, može se kontinuirano koristiti čak i nakon što se isprazni, vraćanjem početnog napona otvorenog kruga bez vanjske energije. To znači, kažu istraživači, da se može stalno koristiti kao uređaj za opskrbu energijom malih uređaja poput kalkulatora, satova i senzora, čak i usred oceana. 

Rastezljivi nosivi uređaj pali LED koristeći toplinu kože

Jedan od nedostataka uređaja za praćenje fitnessa i drugih nosivih uređaja je to što se njihove baterije s vremenom isprazne. Ali što ako bi u budućnosti nosiva tehnologija mogla koristiti toplinu tijela za napajanje? Na tom su tragu istraživači Sveučilišta u Washingtonu razvili fleksibilan, izdržljiv elektronički prototip koji može prikupljati energiju iz tjelesne topline i pretvarati je u električnu energiju za napajanje male elektronike, poput baterija, senzora ili LED-ica. Ovaj je uređaj, predstavljen u Advanced Materials, pritom i prilično otporan pa funkcionira i kad ga se probuši ili rasteže nekoliko tisuća puta.

Uređaj ima tri glavna sloja. U središtu su kruti termoelektrični poluvodiči koji pretvaraju toplinu u električnu energiju. Ovi poluvodiči okruženi su 3D ispisanim kompozitima niske toplinske vodljivosti, što poboljšava pretvorbu energije i smanjuje težinu uređaja. Kako bi se osigurala rastezljivost, vodljivost i električno samoiscjeljivanje, poluvodiči su povezani s tiskanim tragovima tekućeg metala. Kako bi se poboljšao prijenos topline na poluvodiče i održala fleksibilnost, u vanjske slojeve ugrađene su i kapljice tekućeg metala jer metal ostaje tekući na sobnoj temperaturi. 

Ovakav bi se uređaj moglo zalijepiti na elektroniku koja se zagrijava i višak topline potom koristiti za napajanje malih senzora. To bi, kažu, bilo idealno rješenje za podatkovne centre u kojima serveri i računalna oprema troše znatnu količinu električne energije i stvaraju toplinu, zahtijevajući još više električne energije da bi se ohladili. Ovi uređaji djeluju i u drugom smjeru tako da im dodavanje električne energije omogućava zagrijavanje ili hlađenje površina, objašnjavaju istraživači.

Inteligentne gume iz Boscha i Pirellija 

Pirelli i Bosch potpisali su razvojni sporazum kojem je cilj osmisliti nova softverska rješenja temeljena na senzorima integriranim u automobilske gume. Ova suradnja nije pala s neba. Pirellijev Cyber ​​Tire prvi je sustav temeljen na gumama s integriranim senzorima koji prikupljaju podatke i prenose ih vozilu na obradu u stvarnom vremenu. S druge strane, Bosch je razvio ESP aplikaciju posebno prilagođenu Pirellijevim gumama za Paganijev hiperautomobil Utopia Roadster, koja omogućava optimalno korištenje pojedinih svojstava i performansi guma.

Uz to, Bosch prednjači u senzorskoj tehnologiji MEMS (Micro-Electro-Mechanical Systems) te razvija i proizvodi senzore tlaka u gumama koristeći Bluetooth Low Energy (BLE)  standard. Boschevu MEMS tehnologiju obje tvrtke sad namjeravaju iskoristiti za primjenu u gumama, a prikupljeni podaci trebali bi u stvarnom vremenu osigurati parametre za elektronički kontrolni sustav vozila, stoji u sporazumu.