Nakon što su ispitali mogućnosti iskorištavanja taloga kave kao ekološki održive komponente za izradu baterije, australski istraživači otišli su kao komponentu koja će litij-ionske baterije učiniti učinkovitijima, pristupačnijima i održivijima ispitali i spojeve iz vinske i jabučne kiseline. Prototip koji su razvili i patentirali kemičari UNSW-a, uz to smanjuje utjecaj na okoliš i istovremeno povećava sposobnost pohrane energije. 

"Ovakva baterija nalikuje onoj koju biste koristili u mobilnom telefonu, samo je manja", objašnjavaju istraživači. Njena elektroda umjesto grafita koristi spojeve dobivene iz vinske i jabučne kiseline. One se prirodno javljaju u mnogim biljkama, lako su dostupne, obično su manje agresivne i sadrže sve potrebne funkcionalne skupine ili kemijska svojstva. Koriste se kao kisela komponenta u prašcima za pečenje, ali i u proizvodnji pjenušaca i vina jer prilikom fermentacije spuštaju pH vrijednosti, što sprečava razvoj nepoželjnih bakterija i nakon fermentacije djeluju kao konzervans, objašnjavaju australski kemičari koji bi za izradu baterijske komponente koristili otpad od hrane. Ova tehnologija provjereno je primjenjiva i na natrij-ionske baterije, a istraživači sad eksperimentiraju s veličinama baterije te testiranjem ciklusa na različitim temperaturama. 

Vučni snop na čipu

Istraživači MIT-a razvili su minijaturni "vučni snop" temeljen na čipu, poput onog koji Millennium Falcon koristi u "Ratovima zvijezda". Ovo bi rješenje, kažu, moglo pomoći biolozima i kliničarima u proučavanju DNK, klasificiranju stanica i istraživanju mehanizama bolesti. Dovoljno malen da vam stane u dlan, uređaj koristi zraku svjetlosti koju emitira silicij-fotonski čip za upravljanje česticama milimetrima udaljenim od njegove površine. Svjetlost može prodrijeti kroz stakalca koja štite uzorke korištene u biološkim eksperimentima, omogućavajući stanicama da ostanu u sterilnom okruženju.

Rad objavljen u časopisu Nature Communications detaljno opisuje upotrebu takozvanog integriranog optičkog faznog niza. Ova tehnologija uključuje niz mikro antena proizvedenih na čipu upotrebom procesa proizvodnje poluvodiča, a elektroničkim upravljanjem optičkim signalom koji emitira svaka antena, istraživači mogu oblikovati i upravljati snopom svjetla koje emitira čip.

Stop neurodegeneraciji

Istraživači su napravili su novi iskorak u pokušaju liječenja Alzheimerove bolesti. Oni su naime razvili lijek koji djeluje na obje glavne "vruće točke" proteina Tau u mozgu koji potiču neurodegeneraciju. Inhibitor peptida RI-AG03 učinkovito je sprečavao nakupljanje Tau proteina u laboratorijskim studijama i ispitivanjima voćnih mušica, otkriva istraživanje, objavljeno u časopisu Alzheimer's & Dementia: Journal of the Alzheimer's Association, koje su predvodili znanstvenici Sveučilišta Lancaster.  

Testiranja na vinskim mušicama s Tau patogenima pokazala su da lijek suzbija neurodegeneraciju i produžuje život za otprilike dva tjedna, što je značajno produženje s obzirom na životni vijek insekata. Lijek je potom testiran i u biosenzorskoj stanici, vrsti žive ljudske stanične linije projektiranoj za otkrivanje patogenih Tau fibrila, a rezultati su pokazali da lijek doista uspješno prodire u stanice i smanjuje agregaciju Tau proteina. Istraživači sad RI-AG03 planira testirati na glodavcima i potom prijeći na klinička ispitivanja.

Sustav hlađenja radi na gravitaciju

Obilje sunčeve svjetlosti i velika ulaganja u tehnologiju solarnih ćelija guraju Saudijsku Arabiju prema poziciji vodećeg izvoznika obnovljive energije. Problem je što rad ovih ćelija dovodi do opasnosti od pregrijavanja, a neophodni sustavi hlađenja često ovise o električnoj energiji. No, sad su istraživači KAUST-a osmislili potencijalno rješenje koje ne treba električnu energiju jer vodu iz zraka izvlači koristeći samo gravitaciju i oslanja se na jeftine, lako dostupne materijale. Uz to, ne oslanja se ni na kakve mehaničke dijelove poput kompresora ili ventilatora. A osim što hladi solarne ćelije, dobivena se voda može iskoristiti i za navodnjavanje, pranje ili hlađenje zgrada.  

Rješenje, opisano u časopisu Advance Materials, temelji se na tehnologiji "vertikalne dvostrane arhitekture" koja je izvorno dizajnirana za reflektiranje toplinske topline u nebo kako bi solarne ćelije bile hladne, ali ne i za hvatanje proizvedene vode. Testirani sustav mogao bi, kažu Saudijci, gotovo udvostručiti stopu prikupljanja vode u usporedbi s alternativnim tehnologijama.  

Umjetne biljke pročišćavaju zrak i proizvode električnu energiju

Istraživači Sveučilišta Binghamton već neko vrijeme rade na biobaterijama koje pokreću bakterije, a sad im je na pamet pala nova ideja: izraditi umjetnu biljku koja se hrani ugljičnim dioksidom, otpušta kisik i pritom još stvara i malo energije. Prve rezultate svog rada oni su objavili u časopisu Advanced Sustainable Systems.

Koristeći pet bioloških solarnih ćelija i njihove fotosintetičke bakterije, izradili su biljku s pet listova koja je hvatala CO2, stvarala kisik i proizvodila 140 mikrovata energije. Istraživači sad žele postići minimalnu snagu veću od 1 milivata i sve to integrirati u sustav za pohranu energije, poput litij-ionskih baterija ili superkondenzatora. Oni zapravo žele prikupiti dovoljno električne energije za punjenje mobitela, a druge nadogradnje mogle bi uključivati ​​korištenje više vrsta bakterija kako bi se osigurala  trajnost uređaja i smanjila potreba za njegovim održavanjem.

'Robodoctor': prst koji mjeri puls i traži kvržice

Istraživači senzorskih tehnologija Kineskog sveučilišta za znanost i tehnologiju razvili su mekani robotski prst sa sofisticiranim osjetilom dodira koji može obavljati rutinske liječničke preglede, uključujući mjerenje pulsa pacijenta i provjeru abnormalnih kvržica. Ovo rješenje, predstavljeno u časopisu Physical Science, moglo bi liječnicima olakšati rano otkrivanje bolesti poput raka dojke i pomoći pacijentima da se osjećaju opuštenije tijekom neugodnih i invazivnih tjelesnih pregleda.

Mjerenjem svojstava koja utječu na to kako električna struja uređaja teče prstom, kako se on savija i reagira na silu, uređaj percipira svojstva predmeta jednako učinkovito kao ljudski dodir. Vješta ruka napravljena od takvih prstiju mogla bi, kažu, funkcionirati kao "robodoktor" koji u kombinaciji sa strojnim učenjem obavlja preglede i daje dijagnoze, čime bi se nadoknadio kronični nedostatak zdravstvenih radnika u mnogim područjima.

Duboka stimulacija mozga

Duboka moždana stimulacija može omogućiti trenutačno poboljšanje snage i funkcije ruku i šaka oslabljenih traumatskom ozljedom mozga ili moždanim udarom, objavili su istraživači Medicinskog fakulteta Sveučilišta u Pittsburghu u časopisu Nature Communications.

DBS je posljednjih godina revolucionirao liječenje neuroloških stanja kao što je Parkinsonova bolest pružajući način za kontrolu simptoma koje je nekad bilo teško kontrolirati samo lijekovima. Istraživači sad testiraju dugoročne učinaka DBS-a jer žele utvrditi može li kronična stimulacija dodatno poboljšati funkciju ruke i šake ljudi pogođenih traumatskom ozljedom mozga ili moždanim udarom.

Biohibridni roboti upravljani električnim impulsima u gljivama

Robotičari su se nerijetko znali inspirirati životinjskim carstvom pa su u izradi robota oponašali način na koji se živa bića kreću, osjećaju okolinu i znojem reguliraju unutarnju temperaturu, a neki su u robote ugrađivali i živi materijal, poput stanica iz mišićnog tkiva. U želji da stvore par novih robota, istraživači Sveučilišta Cornell uzgojili su neočekivanu komponentu - gljivični micelij. Iskorištavanjem urođenih električnih signala micelija, oni su otkrili novi način kontrole biohibridnih robota koji potencijalno mogu reagirati na okolinu bolje od svojih čisto sintetičkih parnjaka. 

"Uzgojivši micelij u elektronici robota omogućili smo biohibridnom stroju da osjeti i reagira na okoliš. Potencijal budućih robota mogao bi biti u tome da osjete kemiju tla i odluče kada dodati više gnojiva za rast usjeva", napisali su istraživači u radu koji objavljuje Science Robotics. Njihovo rješenje sastoji se od električnog sučelja koje blokira vibracije i elektromagnetske smetnje te točno bilježi i obrađuje elektrofiziološku aktivnost micelija u stvarnom vremenu, ali i kontrolera inspiriranog središnjim generatorima uzoraka, svojevrsnim neuronskim krugom. Sustav čita neobrađeni električni signal, obrađuje ga i identificira ritmičke skokove micelija, zatim pretvara tu informaciju u digitalni kontrolni signal, koji se šalje pokretačima robota.

Desalinizacija na solarni pogon

Inženjeri MIT-a izradili su novi sustav za desalinizaciju koji radi u skladu s ritmovima Sunca. Ovaj sustav na solarni pogon uklanja sol iz vode tempom koji pomno prati promjene u Sunčevoj energiji. Kako se svjetlost povećava tijekom dana, sustav pojačava svoj proces odsoljavanja i automatski se prilagođava svim iznenadnim promjenama svjetlosti, na primjer smanjivanjem broja okretaja kao odgovor na prolaz oblaka ili povećanjem kad se nebo razvedri.

Sustav, opisan u časopisu Nature Water, brzo reagirati na suptilne promjene sunčeve svjetlosti i maksimizira korisnost solarne energije, proizvodeći velike količine čiste vode unatoč varijacijama sunčeve svjetlosti tijekom dana. Za razliku od drugih dizajna desalinizacije pokretanih solarnom energijom, ovaj sustav ne zahtijeva dodatne baterije za pohranu energije, niti dodatno napajanje iz mreže.

Više prostora za 'razmišljanje'

Oponašajući rad nekih dijelova ljudskog tijela, istraživači King's Collegea u Londonu prenijeli su niz naredbi uređajima s novom vrstom kompaktnog kruga, koristeći varijacije tlaka tekućine unutar njih. To otvara mogućnost za novu generaciju robota čija bi tijela mogla raditi neovisno o ugrađenom kontrolnom centru, pri čemu bi se ovaj prostor mogao iskoristiti za ugradnju složenijeg softvera koji pokreće umjetna inteligencija.

"Delegiranje zadataka različitim dijelovima tijela oslobađa računalni prostor za robote da 'razmišljaju', omogućujući budućim generacijama robota da budu svjesniji svog društvenog konteksta ili čak spretniji", tvrde autori rada objavljenog u časopisu Advanced Science. Takvi roboti mogli bi, kažu, funkcionirati u situacijama u kojima uređaji na struju ne mogu raditi, naprimjer u ozračenim područjima te u okruženjima osjetljivim na električnu energiju kao što su prostorije za magnetsku rezonancu.

"Stvaranjem hardverskog sustava neovisnog o softveru koji ga pokreće, možemo rasteretiti velik dio računalnog opterećenja na hardver, na isti način na koji vaš mozak ne treba govoriti vašem srcu da kuca", objašnjavaju inženjeri koji su u hardver robota ugradili rekonfigurabilni krug s podesivim ventilom. Ovaj ventil djeluje poput tranzistora u normalnom strujnom krugu pa se signali mogu slati izravno hardveru uz pomoć pritiska, oponašajući binarni kod, i tako robotu omogućiti da izvodi složene manevre bez potrebe za strujom ili uputama iz središnjeg mozga. 

Ni vibracija ni buke

Kako bi ublažili vibracije i buku, inženjeri koriste prigušne materijale poput pjene, gume i mehaničkih elemenata u obliku opruga ili amortizera u mnogim tehničkim primjenama. Problem je što nije lako osmisliti materijal koji bi istovremeno smanjio vibracije i utišao zvukove jer se ta dva svojstva obično međusobno isključuju. No, sad su istraživači s ETH Zurich osmislili materijal koji kombinira ta navodno nekompatibilna svojstva. Ovaj materijal, patentiran i opisan u časopisu Composites Part B: Engineering, sastoji se od slojeva krutih materijala povezanih ultratankim slojevima nalik gumi formiranim umrežavanjem smjese polidimetilsiloksana (PDMS).

Novi materijal mogao bi, kažu, naći brojne primjene, od izrade prozora i kućišta strojeva do dijelova automobila, ali i u zrakoplovnoj i senzorskoj tehnologiji, gdje su napredni materijali za prigušivanje vrlo traženi. Ovaj laminat može izdržati širok raspon temperatura bez promjene u svojstvima prigušivanja, a postaje staklast i gubi sposobnost prigušivanja tek ispod temperature od minus 125 stupnjeva.

Laserski impulsi obaraju rekorde

Ostanimo još malo u Švicarskoj. Kvantni elektroničari ETH Zurich razvili su pak laser koji proizvodi dosad najjače ultrakratke laserske impulse. U budućnosti bi se, kažu, impulsi takve velike snage mogli koristiti za precizna mjerenja ili obradu materijala. 

Rezultati eksperimenta, objavljeni u časopisu Optica, doista su dojmljivi: najjači impulsi ikada stvoreni laserskim oscilatorom s 550 vata prosječne snage premašili su prijašnji maksimum za više od 50 posto. Istovremeno ti su impulsi iznimno kratki, traju manje od jedne pikosekunde i izlaze iz lasera u pravilnom nizu velikom brzinom od pet milijuna impulsa u sekundi. Kratki impulsi dosežu vršnu snagu od 100 megavata, što bi u teoriji bilo dovoljno za, kako su izračunali, kratkotrajno napajanje 100.000 usisavača.