Kinezi na Mjesecu otkrili prirodno formirani grafen

U znanstvenim krugovima smatra se da oko 1,9% ugljika u međuzvjezdanoj tvari (ISM) postoji u obliku grafena, čiji je oblik i struktura određena procesom njegovog nastanka. A sad su istraživači Kineske akademije znanosti (CAS) otkrili prirodno formirani grafen raspoređen u posebnu tankoslojnu strukturu na Mjesecu. Ovo bi otkriće, predstavljeno u časopisu National Science Review, moglo imati drastične implikacije na naše razumijevanje načina na koji je Mjesec nastao i dovesti do novih metoda za proizvodnju grafena, s primjenama u rasponu od elektronike, pohrane energije, konstrukcije i supermaterijala.

Istraživači su pronašli spoj željeza u dijelu uzorka bogatom ugljikom, usko povezanim sa stvaranjem grafena. Istraživači nagađaju da je grafen možda nastao tijekom razdoblja vulkanske aktivnosti dok je Mjesec bio geološki aktivan i pretpostavljaju da su grafen katalizirali solarni vjetrovi koji su pokrenuli lunarni regolit i njegove minerale koji sadrže željezo. Dopuštaju i mogućnost udara meteorita. Kako god bilo, ovo otkriće moglo bi baciti novo svjetlo na povijest Mjeseca, ali bi još više moglo utjecati na istraživanja ovdje na Zemlji, gdje se grafen istražuje za različite primjene od elektronike i mehanike do znanosti o materijalima.

Ova bi se otkrića, kažu, mogla pokazati korisnima i za buduće misije koje će dovesti do razvoja trajne infrastrukture na površini Mjeseca, od NASA-inog programa Artemis, preko ESA-inog Mjesečevog sela do kineskog i ruskog plana Međunarodne stanice za istraživanje Mjeseca (ILRS).

Fleksibilni flaster za popravak oštećenog tkiva

Novi oblik materijala koji funkcionira poput zavoja mogao bi u bliskoj budućnosti popraviti oštećena srca ili druge dijelove tijela glatkom integracijom s postojećim tkivom. Istraživači Sveučilišta Colorado Boulder i njihovi kolege sa Sveučilišta Pennsylvania osmislili su novu metodu 3D ispisa materijala koji oponašaju snagu i fleksibilnost ljudskog tkiva, nazvanu Continuous-curing after Light Exposure Aided by Redox initiation ili skraćeno CLEAR.

Ovaj pristup, detaljno opisan u časopisu Science, omogućava izradu materijala s jedinstvenom kombinacijom svojstava: dovoljno je fleksibilan da izdrži neprestano kucanje srca, dovoljno otporan na pritisak zglobova i dovoljno prilagodljiv specifičnim zahtjevima pojedinih pacijenata. Istraživači se nadaju da će njihovo rješenje omogućiti razvoj naprednih biomaterijala poput srčanih zavoja za infuziju lijekova, zakrpa za regeneraciju hrskavica i šavova bez korištenja igle.

Naglavni magnetski uređaj za liječenje depresije

Naglavni uređaj koji generira magnetsko polje ultra niske frekvencije pokazao je dobre rezultate u ublažavanju simptoma velikog depresivnog poremećaja, otkrivaju nalazi studije objavljene u časopisu Asian Journal of Psychiatry. Pokažu li buduća ispitivanja slične rezultate, uređaj koji su osmislili istraživači Medicinskog fakulteta Sveučilišta u Nagoyi i tamošnje Sveučilišne bolnice mogao bi ponuditi sigurnu i neinvazivnu opciju liječenja depresije.

Naime, prisutnost magnetskog polja s frekvencijama koje se obično kreću od 0 do 300 Hz poznata je kao magnetsko okruženje ekstremno niske frekvencije (ELF-ELME). Iako je interakcija između magnetskih polja i bioloških sustava složena i nedovoljno shvaćena, vjeruje se da ova frekvencija stimulira mitohondrije i potiče njihovu obnovu. Budući da mitohondriji stvaraju energiju, oni nude potencijalni način liječenja mnogih simptoma povezanih s depresijom, poput letargije.

Tijekom ispitivanja sudionici su na glavi nosili uređaj za magnetsko polje koji ih je izlagao ELF-ELME dva sata dnevno tijekom osam tjedana, naklon čega su svi pacijenti prijavili pad razine depresije. Magnetsko polje koje generira uređaj je neinvazivno i daleko manje od općeg standarda izloženosti kojeg propisuje Međunarodno povjerenstvo za zaštitu od neionizirajućeg zračenja. To znači, kažu istraživači, da bi pacijenti mogli primati svakodnevnu kućnu terapiju, nesvjesni da se nalaze u okruženju niskog magnetskog polja.

Snimke mozga ukazuju na polaznu točku shizofrenije

Znanstvenici misle da su možda pronašli mjesta u mozgu gdje se shizofrenija pojavljuje prvi put, što bi moglo značajno olakšati i ubrzati dijagnosticiranje početka ovog neurološkog poremećaja standardnim MRI skeniranjem mozga. Koristeći analitički proces "mapiranja epicentra", istraživači su tragali za sličnostima i razlikama između snimki mozga tisuća osoba. I dok podaci ukazuju na to da shizofrenija može potjecati iz različitih područja, značajnim su se pokazale abnormalnosti u dvjema moždanim strukturama s uspostavljenim vezama s jezikom i emocionalnom obradom: Brocino područje i frontoinzularni korteks.

"Ovo nam govori da svatko tko pati od ovog stanja ima jedinstvenu početnu točku koja može objasniti razlike u simptomima. Ali postoji zajednički proces koji rezultira difuznijim, iako suptilnijim, promjenama u strukturi mozga", objašnjavaju istraživači Sveučilišta McGill koji su o rezultatima izvijestili u časopisu Science Advances. Oni smatraju da bi se mapiranje epicentra moglo koristiti za pomoć u identificiranju pojedinaca koji će imati koristi od tretmana usmjerenih posebno na jezik i komunikaciju. Više informacija o dijagnozi iz relativno brzih i jeftinih skeniranja mozga znači i precizniju prilagodbu tretmana.

Novi način izrade elementa otvara vrata težim atomima

Znanstvenici Berkeley Laba zaslužni su za otkriće 16 od 118 poznatih elemenata, a sad su na putu da stvore još jedan: element 120. Tamošnji istraživači otkrili su superteški element 116 uz pomoć titanske zrake, što je ključna odskočna daska za stvaranje elementa 120. Rezultat je predstavljen na konferenciji Nuclear Structure 2024, znanstveni rad objavljen je na mrežnom repozitoriju arXiv i predan na recenziju časopisu Physical Review Letters.

Istraživači su potrošili 22 radna dana na laboratorijskom akceleratoru teških iona kako bi dobili dva atoma livermorija, kemijskog elementa atomskog broja 116 i atomske mase 293. Pretpostavlja se da će im za izradu elementa 120 trebati otprilike deset puta više vremena. Uspiju li u toj nakani, element 120 bio bi najteži stvoreni atom i nalazio bi se u osmom redu periodnog sustava elemenata.

Dok se dosad otkriveni superteški elementi raspadaju gotovo trenutačno, prava kombinacija protona i neutrona mogla bi stvoriti stabilniju jezgru koja bi istraživačima omogućila bolji uvid u to kako se atomi ponašaju, testiranje modela nuklearne fizike i mapiranje granica atomskih jezgri.

Super crni materijal od drveta apsorbira 99,3% svjetlosti

Istraživači Sveučilišta British Columbia u Kanadi osmislili su novi materijal nazvan Nxylon koji bi se mogao koristiti u svemu, od svemirskih teleskopa do izrade luksuznih predmeta. Njegov sastav kombinira prednosti prirodnih materijala s jedinstvenim strukturnim značajkama, čineći ga laganim, krutim i lakim za rezanje u zamršene oblike, tvrde njegovi tvorci u radu koji objavljuje Advanced Sustainable Systems. .

Super crni materijali vrijedni su u industrijama poput astronomije, solarne energije i optike, gdje pomažu uređajima da rade točnije ili učinkovitije smanjuju neželjenu refleksiju svjetlosti i tako poboljšavaju jasnoću teleskopa. Ovi materijali popularni su i među umjetnicima i dizajnerima jer super crna stvara upečatljive vizualne efekte, pružajući oštar kontrast svim svijetlim bojama u blizini. Novi materijal koristi lipovo drvo i ne zahtijeva komplicirane tretmane, a istraživači su uvjereni da Nxylon može zamijeniti rijetke, skupe crne vrste drveta kao što su ebanovina i ružino drvo, ali i crni dragi kamen oniks.

Najveći okomiti krovni solar na nogometnom stadionu

Najveći krovni solarni sustav s okomitim panelima postavljen je na nogometnom stadionu Ullevaal u Norveškoj. Sustav tvrtke Over Easy Solar iz Osla ima vršnu snagu 248 kW i riječ je o, kažu, trenutno najvećoj krovnoj  bifacijalnoj solarnoj instalaciji na svijetu, postavljenoj na postojeći bitumenski krov u samo nekoliko dana.

Ova jedinstvena instalacija uključuje 1242 okomite solarne jedinice postavljene tako da iskoriste puni potencijal sunčevih zraka. Procjenjuje se da će ovo postrojenje proizvesti impresivnih 219.000 kWh godišnje čiste energije. Solarni paneli su u ovoj instalaciji orijentirani jug-sjever, preciznije 20 stupnjeva istočno od juga, osiguravajući distribuciju energije s većim prinosom energije u zimskim mjesecima. 

Solarni 'umjetni list' pretvara otpadnu vodu u amonijak

Istraživači Sveučilišta New South Wales u Sydneyju razvili su "umjetni list" koji uz pomoć sunčeve svjetlosti nitrate u otpadnoj vodi pretvara u korisni amonijak. Za razliku od industrijskih procesa proizvodnje amonijaka, ovaj pristup ne proizvodi stakleničke emisije i mogao bi otvoriti put za ekološki prihvatljiv pristup proizvodnji gnojiva.

Australski znanstvenici razvili su vrlo učinkovit katalizator s posebnim nanostrukturama i uključili ga u tradicionalnu silikonsku solarnu ploču i tako dobili visoko učinkoviti proces. Oni su naime na solarnu ploču stavili tanki nanostrukturni sloj bakrenog i kobalt hidroksida koji djeluje kao katalizator kemijske reakcije. Fotoelektrokatalitička reakcija (PEC) na umjetnom listu veličine 40 cm2 proizvela je dovoljno amonijevih iona da zadovolji potrebe za gnojivom poljoprivrednog zemljišta površine 1,49 m2. Pošto je koncentracija amonijaka u gnojivima relativno niska, istraživači su uvjereni da njihov proces, opisan u časopisu Journal of Energy and Environmental Science, može proizvesti dovoljno amonijaka kako bi sustav doista i funkcionirao u stvarnom životu.

Injekcijska tekućina za popravak zglobova bez operacije

Znanstvenici Sveučilišta Northwestern razvili su novi bioaktivni materijal koji je uspješno regenerirao visokokvalitetnu hrskavicu u zglobovima koljena ovaca. Iako izgleda kao guma, materijal je zapravo složena mreža molekularnih komponenti koje zajedno oponašaju prirodno okruženje hrskavice u tijelu.

Unutar samo šest mjeseci, istraživači su uočili dokaze poboljšanog oporavka, uključujući rast nove hrskavice koja sadrži prirodne biopolimere, kolagen II i proteoglikane koji omogućuju mehaničku otpornost zglobova bez boli. Istraživači vjeruju da bi ova nova vrsta biomaterijala koji može regenerirati hijalinsku hrskavicu u zglobovima, opisana u časopisu PNAS, jednog dana mogla koristiti za popravak oštećenja zglobova kod ljudi. Uz njegovu pomoć, nadaju se oni, liječit će de oštećenja uzrokovana degenerativnim bolestima kao što je osteoartritis, ali i ozljede povezane sa sportom, uključujući pucanje prednjeg križnog ligamenta (ACL).

Žive zgrade koje dišu: biopjene mijenjaju način gradnje

Zgrade koje prirodno reagiraju na uvjete okoline, šire se i skupljaju kako bi kontrolirale protok zraka i dišu kao da su žive;  radi se o pasivnom ventilacijskom sustavu od pjene na bazi drva kojeg u sljedeće tri godine namjeravaju izraditi europski istraživači. Projekt se zove Archibiofoam, a rezultat je suradnje finskog Sveučilišta Aalto, Sveučilišta u Stuttgartu i Sveučilišta u Milanu kojem je Europsko vijeće za inovacije dodijelilo 3,4 milijuna eura potpore. Njihov je cilj izraditi vanjsku fasadu s otvorima koji se otvaraju i zatvaraju kao odgovor na uvjete u okolišu.

"Ne samo da ćemo pokazati da se pjena na bazi drva može koristiti kao zamjenski materijal, već ćemo također demonstrirati njezinu jedinstvenu sposobnost da reagira na toplinu i vlagu i tako omogući pasivno grijanje i hlađenje zgrada“, objašnjavaju istraživači. Njihova pjena na bazi drva mogla bi zamijeniti tipične neobnovljive i resursno intenzivne građevinske. Naime, iako je čvrsta poput betona, čelika ili stakla, ona se sastoji od 90% zraka i uz to je i biorazgradiva.

Razgradivi materijal za fleksibilnu elektroniku

Nova vrsta fleksibilnog supstratnog materijala razvijena suradnjom MIT-a, Sveučilišta u Utahu i Mete mogla bi omogućiti recikliranje materijala i komponenti na kraju životnog vijeka uređaja, ali i skalabilnu proizvodnju složenijih višeslojnih sklopova, pokazuje rad objavljen u časopisu RSC: Applied Polymers.

Alternativni materijal oblik je polimida i trebao bi biti kompatibilan s postojećom proizvodnom infrastrukturom. Riječ je o svjetlosno polimerizirajućem polimeru nalik onom koji stomatolozi koriste za stvaranje čvrstih, izdržljivih ispuna koje se brzo stvrdnjavaju uz pomoć ultraljubičastog svjetla. Novi materijal mogao bi poslužiti kao supstrat za višeslojne sklopove, čime bi se uvelike povećao broj komponenti koje se mogu upakirati u mali oblik. Dijelovi ovog materijala mogu se pak brzo otopiti otopinom alkohola i katalizatora, a plemeniti metali korišteni u krugovima pa i cijeli mikročipovi mogu oporaviti i ponovno upotrijebiti za nove uređaje.