Magnetno-levitacijski rotor pokreće umjetno srce

Tvrtka BiVACOR izradila je metalni uređaj koji izgleda i funkcionira poput srca. Njihov Total Artificial Heart ili skraćeno TAH osmišljen je kao rješenje za pacijente koji pate od teškog biventrikularnog ili univentrikularnog zatajenja srca. Riječ je o stanjima u kojima se ne savjetuje korištenje takozvanih ventrikularnih pomoćnih uređaja ili VAD-ova koji preuzimaju dio rada srcai pomažu ventrikulima da pumpaju krv. Funkcija VAD-a razlikuje se od funkcije umjetnog srčanog stimulatora po tome što VAD pumpa krv dok pacemaker isporučuje električne impulse srčanom mišiću. 

Ovih dana u Teksasu je izvedena i prva uspješna implantacija umjetnog srca, javlja The Texas Heart Institute. Iako to nije prva transplantacija umjetnog srca, ovo je bio prvi put da su znanstvenici upotrijebili maglev tehnologiju koji koristi magnetska polja za vješanje i rotaciju rotora bez fizičkog kontakta.

U ovom slučaju maglev omogućuje rotoru da učinkovito pumpa krv kroz srčane komore, nudeći glatkiju i biokompatibilniju alternativu tradicionalnim mehaničkim pumpama koje se oslanjaju na višestruke pokretne komponente i mehaničke ventile. 

Prostorno-vremenska metapovršina za bežičnu komunikaciju velike brzine

Inženjeri Caltecha predstavili su inovativnu metapovršinu koja manipulira svjetlošću kako bi pružila više komunikacijskih kanala na optičkim frekvencijama. Caltechova "prostorno-vremenska metapovršina", kako su je predstavili u časopisu Nature Nanotechnology, obećava bolji prijenos podataka u raznim područjima uključujući svemirske komunikacije i LiDAR, nadilazeći tradicionalne elektroničke metode i nudeći značajna poboljšanja propusnosti.

"S ovim metapovršinama uspjeli smo pokazati da jedan snop svjetlosti ulazi, a više snopova svjetla izlazi, svaki s različitim optičkim frekvencijama i ide u različitim smjerovima", objašnjavaju istraživači čiji rad najavljuje razvoj nove vrste bežičnih komunikacijskih kanala, ali i novog načina prijenosa većih količina podataka u i iz svemira.

Izvrsna svojstva novog tranzistora

Tri godine nakon što su stvorili novi ultratanki feroelektrični materijal u kojem se pozitivni i negativni naboji razdvajaju u različite slojeve, fizičari MIT-a od tog su materijala izradili tranzistor čija su svojstva korisna da bi, kažu, mogla promijeniti svijet elektronike.

Između ostalog, otkriva rad u časopisu Science, može se prebacivati ​​između pozitivnih i negativnih naboja, u biti jedinica i nula digitalnih informacija, vrlo velikim brzinama. A osim što je izuzetno čvrst i ne pokazuje znakove propadanja, ovaj je materijal tanak jedva milijarditi dio metra pa bi mogao omogućiti mnogo gušću pohranu računalne memorije. A to bi u konačnici moglo dovesti do mnogo energetski učinkovitijih tranzistora.

Nova metoda recikliranja baterija 

Istraživači Sveučilišta Rice razvili su revolucionarnu metodu recikliranja litij-ionskih baterija koja uz pomoć magnetske separacije učinkovito pročišćava materijale baterija, održava njihovu strukturnu cjelovitost i funkcionalnost. Ovaj proces, opisan u časopisu Nature Communications, omogućuje brzo zagrijavanje otpadnih baterija, magnetsku separaciju i izvanrednih 98% povrata metala.

Njihova inovacija koristi metodu poznatu kao brzo Jouleovo zagrijavanje bez otapala (FJH). Ova tehnika uključuje propuštanje struje kroz materijal umjerenog otpora kako bi se brzo zagrijao i transformirao u druge tvari. Tijekom ovog procesa katode baterije na bazi kobalta koje se obično koriste u električnim vozilima neočekivano su pokazale magnetizam u vanjskim slojevima spinel kobalt oksida, što je omogućilo jednostavno odvajanje.

Brže i čišće izdvajanje litija

Konvencionalne metode recikliranja litij-ionskih baterija često uključuju jake kiseline, dok se alternativna ekološki prihvatljiva otapala poput dubokih eutektičkih otapala bore s učinkovitošću i ekonomskom održivošću. Štoviše, trenutne metode recikliranja vraćaju manje od 5% litija, uglavnom zbog kontaminacije i gubitka tijekom procesa, kao i zbog energetski intenzivne prirode oporabe.

U gornjem tekstu već spomenuti istraživači Sveučilišta Rice osmislili su i brzu, učinkovitu i ekološki prihvatljivu metodu selektivnog obnavljanja litija korištenjem mikrovalnog zračenja i lako biorazgradivog otapala. Nalazi studije, objavljeni u časopisu Advanced Functional Materials, pokazuju da novi proces može povratiti čak 50% litija u istrošenim katodama za samo 30 sekundi. Metoda koristi mješavinu kolin klorida i etilen glikola te mikrovalno zračenje, što omogućava ispiranje 87% litija u samo 15 minuta, za razliku od 12 sati potrebnih za postizanje iste stope oporavka grijanjem u uljnoj kupelji.

3D sklopovi za naprednu elektroniku

Istraživači Nacionalnog sveučilišta u Singapuru (NUS) razvili su CHARM3D, tehniku ispisa samostojećih metalnih struktura bez potrebe za potpornim materijalima i vanjskim pritiskom. Ova nova tehnika, predstavljena u časopisu Nature Electronics, omogućava bržu izradu elektroničkih sklopova, s većom razinom detalja i točnosti. To će, kažu, biti od koristi prilikom izrade nosivih senzora, bežičnih komunikacijskih sustava i elektromagnetskih metamaterijala.

CHARM3D nudi veće brzine ispisa do 100 milimetara u sekundi i više razlučivosti, veću razinu detalja i točnosti u izradi krugova te omogućava izradu složenih samostojećih 3D struktura poput okomitih slova, kubičnih okvira i skalabilnih spirala. Ove 3D arhitekture pokazuju izvrsnu strukturnu retenciju i mogućnost samozacjeljivanja, što znači da se mogu automatski oporaviti od mehaničkih oštećenja i mogu se reciklirati.

Neuralni potpis OKP-a

Teksaški istraživači u mozgu su otkrili obrasce koji odražavaju učinkovitost terapije duboke moždane stimulacije za liječenje opsesivno-kompulzivnog poremećaja (OKP). To bi, kažu, moglo pomoći u liječenju pojedinačnih slučajeva. Istraživači Baylor College of Medicine koristili su se snimkama mozga osoba s OKP-om otpornim na liječenje koje su podvrgnuli dubokoj moždanoj stimulaciji (DBS), tretmanu koji prati i kontrolira aktivnost preciznih dijelova neuralnog tkiva putem implantirane elektrode.

Prateći niskofrekventne oscilacije mozga u rasponima moždanih valova theta (4-8 Hz) i alfa (8-12 Hz) frekvencija, istraživači su otkrili specifičan, pravilan 24-satni cirkadijalni ritam u živčanoj aktivnosti ventralnog striatuma na frekvenciji od 9 Hz. Mapiranje neuronskih obrazaca i načina na koji se oni mijenjaju kao odgovor na DBS moglo bi otkriti koji pacijenti dobro reagiraju na liječenje, koje doze djeluju najbolje i koji će pacijenti možda morati prijeći na drugi tretman, zaključili su istraživači u radu koji objavljuje časopis Nature Medicine. 

Startup rješava probleme WC dasaka

Cleana, startup bivših studenata MIT-a osmislio je antibakterijsku, samopodižuću WC dasku koja jamči čišće i higijenskije iskustvo koje nam tako često nedostaje u javnim prostorima pa i u ponekoj kući. Prvih 1000 dasaka već je postavljeno u školama, zračnim lukama, teretanama i na stadionima. Među kupcima našli su se tako Gillette Stadium, YMCA i sam MIT koji Cleanine toalete namjerava koristiti u svom kampusu.

Cleanina pametna sjedalica izgleda poput obične WC školjke, ali u radu ne koristi ni baterije niti elektroniku. Sjedalo detektira kad ga netko koristi, samo određuje kad se treba podići i sadrži antimikrobna sredstva koja sprečavaju širenja mikroba. Istraživači sad rade na novoj, poboljšanoj verziji, namijenjenoj kućnim zahodima u kojoj će se WC daska i poklopac automatski spuštati.

Bakterije kao mini-tvornice celuloze

Bakterije proizvode materijale koji su od interesa za ljude, poput celuloze, svile i minerala. Prednost proizvodnje na ovaj način je što je održiva, odvija se na sobnoj temperaturi i u vodi. Nedostatak je taj što proces traje dugo i stvara premale količine za industrijsku upotrebu. No, sad su istraživači ETH Zurich dosjetili da UV svjetlom modificiraju bakterije Komagataeibacter sucrofermentans tako da proizvode više celuloze. 

Slijedeći principe evolucije prirodnom selekcijom nova metoda, objavljena u znanstvenom časopisu PNAS, omogućuje znanstvenicima da vrlo brzo proizvedu desetke tisuća varijanti bakterije i odaberu one sojeve koji proizvode najviše celuloze. Zahvaljujući novom pristupu švicarskih znanstvenika, tako je nastala varijanta bakterija koje stvaraju do 70% više celuloze nego u izvornom obliku. Uz to, kažu istraživači, novi pristup je svestran i može se primijeniti i na bakterije koje proizvode druge materijale. 

Upletene ugljikove nanocijevi umjesto litijevih baterija

Suradnja japanskog sveučilišta Shinshu i američkog sveučilišta Maryland Baltimore County (UMBC) pokazala je kako upletene ugljikove nanocijevi mogu pohraniti do tri puta više energije od standardnih litij-ionskih baterija. Istraživanje bi moglo otvoriti put laganim, kompaktnim i sigurnim implantatima i senzorima. 

Istraživači su uspješno demonstrirali gustoću skladištenja energije tri puta veću od standardne litij-ionske baterije. Za razliku od promjenjivih performansi koje litij-ionske baterije isporučuju pri različitim radnim temperaturama, upletene ugljikove nanocijevi pokazale su dosljednost u pohranjivanju energije u širokom rasponu temperatura od -60°C do 100 °C. A budući da je njihova tehnologija, predstavljena u časopisu Nature Nanotechnology, više mehanička nego elektrokemijska, ona je i mnogo sigurnija za uređaje poput implantata. Dok se to ne dogodi, istraživači rade na prototipu senzora za testiranje upletenih ugljikovih nanocijevi kao izvora energije.