Alkemičari su oduvijek obične, manje vrijedne materijale željeli pretvoriti u zlato. Čini se da je nešto slično sad uspjelo znanstvenicima švicarskog federalnog instituta za tehnologiju ETH u Zürichu; oni su naime izvukli zlato iz elektroničkog otpada koristeći nusprodukt procesa proizvodnje sira. Ovu metodu predstavili su u časopisu Advanced Materials.  

Ukratko, oni su metalne dijelove 20 starih matičnih ploča otopili u kiseloj kupelji kako bi ionizirali metale. A kad su u otopinu uronili spužvu napravljenu od denaturiranih proteina ​​sirutke, ioni zlata zalijepili su se za proteinska vlakna. Zagrijavanjem spužve ioni zlata pretvoreni su u pahuljice koje su znanstvenici potom rastalili u zlato. Tako su od 20 matičnih ploča dobili zrno od 0,45 grama koje se sastojalo od 91 posto zlata, što odgovara 22 karata, a ostatak je bio bakar.

Ovaj proces je, kažu, komercijalno isplativ jer su troškovi materijala i energije 50 puta niži od vrijednosti dobivenog zlata. Istraživači princip žele ponoviti s otpadom od proizvodnje mikročipova i procesa pozlaćivanja te vidjeti mogu li se proteinske fibrilne spužve izraditi i od drugih nusproizvoda bogatih proteinima ili otpadaka iz prehrambene industrije.

ChatGPT4 izradio čip inspiriran mozgom 

Elektrotehnički i računalni inženjeri iz Laboratorija Andreou pioniri su novog pristupa izrade neuromorfnih akceleratora koji bi mogli pokretati energetski učinkovitu umjetnu inteligenciju u autonomnim vozilima i robotima. Oni su naime osmislili način izrade čipa neuronske mreže sa šiljcima, one koja radi poput ljudskog mozga, koristeći pritom upute prirodnog jezika i ChatGPT4. 

Mrežnu arhitekturu čipa čini mali silikonski mozak s dva sloja međusobno povezanih neurona. Korisnik može podesiti snagu ovih veza s pomoću 8-bitnog adresabilnog sustava. Rekonfiguracija i mogućnost programiranja vrši se korištenjem korisničkog sučelja, podsustava standardnog perifernog sučelja (SPI) koji je također dizajnirao ChatGPT koristeći upute prirodnog jezika. Čip je na kraju "ispisan" u servisu za proizvodnju čipova Skywater u jeftinom 130-nanometarskom CMOS procesu.

"Ovo je prvi AI čip koji je dizajnirao stroj koristeći obradu prirodnog jezika. To je slično kao da kažemo računalu da napravi AI neuronski mrežni čip, a ono izbaci datoteku korištenu za proizvodnju čipa", objašnjavaju istraživači smisao rada objavljenog na arXivu.

Samonavođena igla za sigurniju biopsiju 

Pluća su velik izazov za liječnike i liječenje zbog svoje guste mreže krvnih žila, bronha i drugih anatomskih struktura zbog kojih je udaljene plućne čvorove teško dosegnuti konvencionalnim bronhoskopom. No sad su istraživači Sveučilišta Sjeverne Karoline u Chapel Hillu, Sveučilišta Vanderbilt i Sveučilišta Utah izradili kompaktni robotski sustav koji može samostalno upravljati savitljivom iglom oko ovih anatomskih prepreka unutar pluća.

Riječ je o prvom robotu koji istodobno može autonomno upravljati iglom, raditi in vivo i izbjegavati anatomske prepreke. Sustav uključuje autonomno navigacijsko upravljanje za preciznije kretanje igle kroz pluća, što smanjuje mogućnost ljudske pogreške i jamči bolje rezultate medicinskih zahvata, kažu znanstvenici u pretkliničkoj studiji objavljenoj u Science Roboticsu.

Komponente sustava uključuju fleksibilne igle s laserskim uzorkom koje se savijaju oko anatomskih prepreka, mehaničku kontrolu guranja i okretanja igle i uređaj za ciljanje. Softver neovisno upravlja iglom i djelomično upravlja uređajem za nišanjenje. Koristeći 3D mapu svinjskih pluća dobivenu CT-om on planira najkraći put kretanja igle, čime se izbjegavaju prepreke poput krvnih žila i u obzir uzima respiratorno kretanje pluća uzrokovano disanjem.

Nanotanki ispis elektroničkog hardvera

Inženjeri Sveučilišta u Sydneyu razvili su proces 2D ispisa koristeći tekuće metale. Ovaj proces, opisan u časopisu Small, mogao bi omogućiti nove načine stvaranja naprednijeg i energetski učinkovitijeg računalnog hardvera koji se proizvodi na nanoskali.

Kombiniranje kositra, cirkonija i hafnija u preciznom omjeru omogućilo je taljenje legure na temperaturama ispod 500 Celzijevih stupnjeva, što je daleko niže od pojedinačnih tališta cirkonija (1855 stupnjeva) i hafnija (2227 stupnjeva). Legura tekućeg metala ima tanki oksidni sloj ili "koru" te tekuće središte, a koristi se za prikupljanje ultratankih nanoploča od kositrenog oksida dopiranih hafnij cirkonijevim oksidom. 

"Ovi listovi čine osnovu sljedeće generacije računalnog hardvera, od poluvodiča do memorijskih čipova", tvrde australski istraživači. "Ovaj proces nam omogućuje uvođenje feroelektriciteta u puno manje, 2D metalne okside, što pak omogućuje razvoj sljedeće generacije nanoelektronike na niskim temperaturama."

Digitalna replika Zemlje za predviđanje katastrofa

Znanstveni časopis Frontiers in Science predstavio je novu digitalnu hidrološku platformu Zemljinog blizanca koja bi nam mogla pomoći u predviđanju prirodnih katastrofa uzrokovanih vodom. Ova dosad najdetaljnija platforma kombinira nova satelitska promatranja visoke razlučivosti i vrhunsko modeliranje kako bi izradila testno okruženje koje odgovara našem planetu. 

Istraživači talijanskog Nacionalnog istraživačkog vijeća koristili su ogromne količine podataka o vlažnosti tla, oborinama, isparavanju, protoku rijeka i visini snijega, prikupljenih svaki sat po svakom promatranom kilometru. Dobiveni model inkorporiran je u platformu u oblaku kako bi istraživači mogli mapirati rizike od poplava i klizišta te upravljati vodnim resursima.   

Projekt je započeo modeliranjem doline rijeke Po, a digitalni je blizanac potom proširen i na druge dijelove mediteranskog bazena. Princip planiraju proširiti na cijelu Europu, a kasnije i na cijeli svijet.

Dizelski motor na biljno ulje

Inženjeri Ruskog sveučilišta prijateljstva naroda (RUDN) proučili su kako se performanse motora s unutarnjim izgaranjem mijenjaju dodavanjem ulja uljane repice umjesto dizelskog goriva. Ovi bi podaci, predstavljeni na E3S Webu, trebali pomoći u reguliranju rada motora i mogućem prelasku na biljno biogorivo. 

Inženjeri RUDN-a eksperimentirali su na malom dizelskom motoru velike brzine tipa MD-6 kakav se koristi u malim poljoprivrednim strojevima. Pri korištenju repičinog ulja povećao se maksimalni tlak ubrizgavanja goriva i trajanje isporuke goriva no da bi dizelski motor radio na uljanoj repici potrebno je rekonfigurirati parametre dovoda goriva, postavke ubrizgavanja i raspršivanja te promijeniti dimenzije komore za izgaranje. Inženjeri su navodno otkrili i kako će najbolje prilagoditi motor, o čemu će, kažu, izvijestiti u sljedećim radovima. 

Nove 'vodene baterije', jeftinije i sigurnije

Takozvane vodene baterije, odnosno vodene metal-ionske baterije, koriste manje otrovne metale poput magnezija ili cinka, a umjesto sumporne kiseline ili litijeve soli elektrolitička tekućina je voda s nekoliko dodanih soli. Istraživači Sveučilišta u Melbourneu (RMIT) dosjetili su se kako će takvu bateriju reciklirati i, još važnije, spriječiti kratki spoj koji se događa kad se sićušne šiljaste metalne izrasline, dendriti, formiraju na metalnoj anodi unutar baterije.

Istraživači su cinčanu anodu baterije obložili metalom bizmutom koji oksidira i stvara hrđu, ali i zaštitni sloj koji sprečava stvaranje dendrita. To ujedno produljuje vijek trajanja vodene baterije koja i nakon 500 ciklusa zadržava više od 85 posto svog kapaciteta, pokazali su eksperimenti opisani u časopisu Advanced Materials.

Australci su dosad razvili prototipove baterija veličine kovanice koje se koriste u satovima te cilindrične nalik klasičnim AA ili AAA baterijama, a sad žele poboljšati njihovu gustoću energije kako bi bile usporedive s malim litij-ionskim baterijama za uređaje džepne veličine. Od materijala pak preferiraju magnezij jer je lakši od cinka i s većom potencijalnom gustoćom energije. Uspiju li u naumu, magnezij-ionske baterije mogle bi, kažu, zamijeniti glomazne olovne baterije u roku od nekoliko godina.

Detektor kokaina, heroina i fentanila

Istraživači Državnog sveučilišta Sjeverne Karoline razvili su novu generaciju visokoučinkovitih DNK aptamera i vrlo preciznih senzora za otkrivanje opijata. Senzori, opisani u dvije studije u časopisima Američkog kemijskog društva (JACS) i JACS Au, mogu otkriti tragove fentanila, heroina i kokaina, čak i kad su pomiješani s drugim drogama, kofeinom, šećerom ili prokainom. 

Aptamer je kratki jednostruki lanac DNK ili RNK koji će se vezati na određenu molekulu s visokim afinitetom, što znači da se neće vezati na druge. Molekula se dodaje u mješavinu stotina trilijuna nasumičnih sekvenci DNK i istražuje procesom bio-panninga koji podsjeća na prosijavanje riječnog sedimenta u potrazi za zlatom. Ova metoda pokazala se efikasnom na razinama od 30 nanograma po mililitru, što je 1000 puta bolje od dosadašnjih rezultata.

Grafen, siguran za ljude?

Impresivna fleksibilnost, iznimna čvrstoća i vodljiva svojstva grafena znače da ima potencijal u mnogim područjima od filtriranja vode do izrade superračunala i medicinskih uređaja. A prvo preliminarno kliničko ispitivanje Sveučilišta u Edinburghu sugerira i da naš dišni sustav može tolerirati barem kratkotrajnu izloženost niskim koncentracijama nanočestica grafena.

Istraživanje objavljeno u časopisu Nature Nanotechnology pokazalo je kako volonteri nisu iskusili jasne promjene u dišnom ili kardiovaskularnom sustavu, niti su pokazivali znakove upale nakon udisanja vrlo čistog grafen oksida. Istraživači su doduše uočili malo povećanje zgrušavanja krvi kad su grafen testirali na modelu ozlijeđene arterije izvan ljudskog tijela. To znači da sićušne nanočestice, tisuće puta tanje od naše vlasi, možda nisu potpuno čiste pa se istraživanja nastavljaju kako bi se odredile sigurnosne granice grafena.

3D biotiskom do nove kože

Rekonstruktivna kirurgija lica ili glave nije savršena i obično iza nje ostaju trajni ožiljci ili trajni gubitak kose. To bi se uskoro moglo promijeniti, Naime, kako bi ubrzali proces oporavka oštećene kože, istraživači Sveučilišta Penn State uspjeli su tijekom operativnog zahvata s pomoću 3D biotiska nanijeti slojeve kože preko rane. 

Istraživački predvođeni izvanrednim profesorom kirurgije Dinom Ravnićem koristili su tintu dobivenu iz masnog tkiva, matične stanice i otopinu za zgrušavanje koja je pomogla da se komponente vežu i formiraju tkivo na ozlijeđenom mjestu. Nakon zahvata, opisanog u časopisu Bioactive Materials, hipodermis je sadržavao folikule dlake u ranom stadiju i preuzeo je ulogu u regulaciji i održavanju masnih stanica. Daljnja bi istraživanja, kažu, mogla pomoći da kosa nakon zahvata ponovno raste na mjestima traume.

Roboti i kamere od tekućih kristala

Zahvaljujući otkriću koje značajno proširuje potencijal kemikalija uobičajenih u zaslonima računala i digitalnim satovima, roboti i kamere mogli bi se u skoroj budućnosti izrađivati od tekućih kristala. Ovaj jednostavan i jeftin način manipuliranja molekularnim svojstvima tekućih kristala izlaganjem svjetlu opisan je u Advanced Materials.

Nalazi fizičara Sveučilišta Johnsa Hopkinsa mogli bi potaknuti razvoj programabilnih alata koji mijenjaju oblik kao odgovor na podražaje, poput onih nalik gumi u mekim robotima ili objektiva fotoaparata koji se automatski fokusiraju ovisno o uvjetima osvjetljenja. Znanstvenici sad žele patentirati svoje otkriće i planiraju ga dodatno testirati s različitim vrstama molekula tekućih kristala i skrutnutih polimera napravljenih od tih molekula.