Robotspinnen, bezwete batterijen en levend beton: 8 toekomstige technologieën die al bestaan
Gemengde Berichten / / July 25, 2023
1. Necroarachnobots
Videofragment: Rice University
Soms kunnen nieuwe technologieën buitengewoon intrigerend en tegelijkertijd zo griezelig zijn, alsof alles in een horrorfilm gebeurt.
Rice University-ingenieurs heb geleerd verander dode spinnen in grijpende robots. Het hoofd van het project, Daniel Preston van de George Brown School of Engineering, ontdekte dat spinnen zelfs na hun dood een lichaamsstructuur behouden die ideaal is om verschillende objecten vast te leggen.
Spinnen gebruiken hydrauliek om hun ledematen te bewegen. In hun cephalothorax (prosoma) bevindt zich een speciale kamer die samentrekt of uitzet, wat leidt tot bloedtransfusie (hemolymfe). Wanneer de druk wordt verminderd, zijn de benen gebogen; wanneer deze wordt verhoogd, zijn ze ongebogen.
Wetenschappers zijn erin geslaagd om een dode wolfspin zijn ledematen te laten bewegen door een naald in zijn prosoma te steken. "Necrorobot" heeft met succes dingen gepakt en verplaatst, waaronder printplaten en hun familieleden.
Een dode spin tilde ongeveer 130% van zijn eigen gewicht op, en soms nog veel meer.
Tegelijkertijd spande en strekte hij met succes zijn ledematen duizend keer achter elkaar voordat ze braken. Onderzoekers binden het is uitdroging van de gewrichten. En ze geloven dat het mogelijk is om de beperking te overwinnen als de benen bedekt zijn met duurzame polymeren.
U kunt zich afvragen: waarom dode spinnen leren voorwerpen te grijpen? Welnu, de vooruitzichten voor "necrorobots" zijn geweldig. Ze kunnen kleine klusjes doen, zoals het assembleren van elektronica, het doden van ongedierte of zelfs nuttig zijn in de geneeskunde. Aangezien de spinnen zelf biologisch afbreekbaar zijn, is "necrorobotica" ook milieuvriendelijk.
Misschien zal het in de toekomst blijken te veranderen in dode lichamen van robots die groter zijn dan die spinnen. Dit alles doet natuurlijk denken aan de plot van Mary Shelley's Frankenstein, maar maak je geen zorgen. In werkelijkheid kan het de doden niet schelen.
2. zand batterijen
Hernieuwbare energie wordt vaak bekritiseerd vanwege het feit dat de opgewekte elektriciteit niet kan worden opgeslagen. Het opslaan van kolen of benzine is niet moeilijk, in tegenstelling tot de energie die windmolens en zonnepanelen opwekken. Natuurlijk zijn er batterijen, maar lithium is voor hen een dure hulpbron en bovendien giftig.
De ontwikkeling van Finse ingenieurs van Polar Night Energy kan het probleem oplossen. gevonden een manier om energie letterlijk in het zand op te slaan. Ze namen een stalen container van 4 x 7 m en vulden die met 100 ton zand, en gebruikten vervolgens wind- en zonne-energie om hem op te warmen.
Het resultaat is een thermische of, zoals het ook wordt genoemd, een thermo-elektrische batterij.
Het principe van zijn actie gebaseerd op het thermo-elektrische effect, dat optreedt wanneer het temperatuurverschil in verschillende lagen van de werkvloeistof van de batterij. Zand of een ander soortgelijk koelmiddel wordt verwarmd tot een hoge temperatuur, waarna de warmte wordt overgedragen thermo-elektrische modules die halfgeleidermaterialen bevatten, die elektriciteit opwekken huidig.
Dergelijke batterijen zijn een zeer efficiënte manier om overtollige elektriciteit op te slaan en ze zijn extreem goedkoop om te produceren. Dit zal het mogelijk maken om hernieuwbare energiebronnen vollediger te gebruiken en het probleem van de ongelijke productie ervan op te lossen.
Zoals je kunt zien, hoeven technologieën die de toekomst van de mensheid kunnen verbeteren niet complex te zijn. Sommigen van hen zijn vrij eenvoudig, maar zeer effectief.
3. ruimte katapult
Videofragment: SpinLaunch
Terwijl Elon Musk probeert de beste prestaties uit goede oude raketmotoren te persen, de mensen van SpinLaunch besloten ga op een originelere manier en gooi vracht in een baan om de aarde met behulp van een ruimtekatapult. En ze hebben al een werkend prototype dat getest is.
In plaats van traditionele chemische brandstoffen te verbranden, lanceert de SpinLaunch objecten de ruimte in met behulp van kinetische energie. Dat wil zeggen, het duurt gewoon draait en gooit de satelliet als een mooie cent in het witte licht. Dan moet hij nog steeds chemische motoren gebruiken om de baan te stabiliseren. Maar het is nog steeds indrukwekkend om de ruimte in te kunnen gaan zonder een enorme raket te hoeven bouwen.
SpinLaunch beweert dat hun systeem de brandstof- en infrastructuurkosten voor lanceringen met een factor 10 verlaagt. Je geeft beschikbare ruimte in elke tuin.
Toegegeven, om een satelliet te lanceren, moet deze worden verspreid centrifugeren tot een snelheid van 8.000 km / h, en het ervaart overbelastingen van 10.000 G. Natuurlijk katapulteert zoiets een persoon alleen in vloeibare toestand in een baan - het zal letterlijk passagiers op de eerste ruimte spatten. Maar het zal levenloze ladingen met een knal aankunnen.
4. Zweterige supercondensator
Ben je het niet zat om je telefoon, smartwatch, koptelefoon en andere gadgets de hele tijd op te laden? Specialisten van de James Watt School of Engineering aan de Universiteit van Glasgow besloten dit probleem voor eens en voor altijd aan te pakken. Ze hebben een nieuw type flexibele supercondensator ontwikkeld waarin het elektrolyt van conventionele batterijen wordt vervangen Dan.
Wanneer de polyester cellulose stof menselijk lichaamsvocht absorbeert, de positieve en negatieve ionen van zweet interactie met het oppervlak van het polymeer dat het bedekt en een elektrochemische reactie veroorzaakt die energie opwekt. Een slimme supercondensator van textiel kan volledig worden opgeladen door slechts 20 microliter vloeistof te absorberen. En hij is goed bestand tegen 4.000 laad- en ontlaadcycli.
Stel je voor dat je je fitnessarmband niet meer hoeft af te doen om hem op te laden - doe hem om en draag hem.
En als zo'n polymeer in een sweatshirt wordt geweven, dan is dat mogelijk joggen voed ook uw smartphone. Maar dergelijke batterijen hebben een belangrijkere toepassing: ze kunnen worden gebruikt in pacemakers, sensoren het volgen van vitale functies en andere draagbare medische apparaten die continu nodig hebben voeding.
Menselijk zweet als werkend lichaam van een batterij is ook veelbelovend omdat het milieuvriendelijk is. In tegenstelling tot hetzelfde giftige lithium, kun je het zoveel op jezelf morsen als je wilt.
5. "Levend" beton
Zelfhelend beton is in principe geen nieuwe technologie. Er zijn materialen die dat kunnen reparatie microscopische scheuren, waardoor ze niet uitzetten en het binnendringen van vocht en de impact van agressieve omgevingen voorkomen. Gewoonlijk worden aan de samenstelling van zelfherstellend beton microcapsules met herstelmiddelen of vezels toegevoegd, die uitharden bij contact met water.
Maar wetenschappers van de Universiteit van Colorado in Boulder besloten verder te gaan en gemaakt letterlijk "levende bouwstoffen" (levende bouwstoffen, LBM). Het is gemaakt van hydrogel en zand, aangevuld met fotosynthetische cyanobacteriën Synechococcus. Wanneer scheuren in de structuur van dit materiaal verschijnen, beginnen cyanobacteriën het proces van biomineralisatie, waardoor de schade letterlijk wordt genezen.
Wetenschappers zijn van mening dat hun "beton met bacteriën"zal je in staat stellen structuren te creëren die niet alleen zelf scheuren kunnen "genezen", maar ook gevaarlijke gifstoffen uit de lucht kunnen absorberen en zelfs op commando kunnen gloeien. Wat vind je van het vooruitzicht om je in een "levend" huis te vestigen?
6. koolstof verwijderaar
Op dit moment is de cruciale taak om CO te verminderen2 in de atmosfeer van de planeet presteren onze groene vrienden, bomen, met behulp van fotosynthesetechnologie die zich gedurende miljarden jaren heeft bewezen. Nieuwe ontwikkelingen kunnen hun moeilijke missie vergemakkelijken door meer koolstofdioxide op te nemen en een kleiner gebied in te nemen.
Zwitsers bedrijf Climeworks gelanceerd in IJsland is Orca 's werelds grootste fabriek voor koolstofafvang en -opslag, waarbij gebruik wordt gemaakt van een technologie die DAC (Direct Air Capture) wordt genoemd. Het principe is uiterst eenvoudig: de plant zuigt de lucht eromheen aan en filtert deze vervolgens. Net als thuis airco, gewoon enorm.
De bouw van de Orca begon in mei 2020 en werd dankzij het eenvoudige modulaire ontwerp in minder dan 15 maanden voltooid. Tegelijkertijd is het in staat om jaarlijks 4.000 ton CO uit de atmosfeer te verwijderen.2.
De kooldioxide die door de plant wordt opgevangen, wordt gemengd met water en diep de aarde in gestuurd. Binnen enkele jaren zal deze CO2 reageert met natuurlijk basalt en verandert in vaste carbonaatmineralen. Bovendien kan de opgevangen kooldioxide worden verwerkt en gebruikt om synthetische brandstof te maken.
7. 3D printen van botten en organen
3D-printen is een uiterst veelbelovende industrie die de mensheid van alles kan voorzien, van goedkope huizen tot ruimte motoren. Maar een van de meest intrigerende toepassingen van deze technologie is het maken van botten en inwendige organen op 3D-printers.
Ossiform-bedrijf creëert individuele prothesen van verschillende botten gemaakt van biokeramiek en tricalciumfosfaat - materialen waarvan de eigenschappen vergelijkbaar zijn met die van botweefsel in het menselijk lichaam. Artsen voeren een MRI uit om informatie te verkrijgen over het bot dat wordt vervangen, dat vervolgens wordt doorgestuurd naar Ossiform. Op basis van deze informatie maakt het bedrijf een 3D-model van het implantaat, dat speciaal is ontworpen voor elke individuele patiënt en de anatomische vorm en structuur van echte botten nauwkeurig nabootst. De chirurg controleert het ontwerp en zodra het implantaat 3D-geprint is, kan het tijdens de operatie worden gebruikt.
Naast implantatie in het menselijk lichaam zijn de producten van Ossiform ook geschikt voor het opleiden van chirurgen.
Een ander veelbelovend gebruik van 3D-printers in de geneeskunde is het printen van menselijke organen. De technologie is gebaseerd op het gebruik van biologisch compatibele materialen, zoals biopolymeren en cellen van een donor, vaak van de patiënt zelf.
Speciale drukker lagen deze materialen, volgens een strikte volgorde, om een driedimensionale structuur van het orgel te creëren. Vervolgens groeien de cellen die in het materiaal zijn ingebed en absorberen het polymeer, en vormen zich erop, zoals op een frame, weefsels, organen en soms hele delen van het lichaam.
Op deze manier bijvoorbeeld op een dag gedrukt neus. Ze bevestigden het aan de onderarm van de patiënt, het schoot daar een paar maanden wortel en daarna werd het in het gezicht getransplanteerd.
En zelfs het menselijk netvlies kan 3D worden geprint met behulp van stamcellen. Deze technologie ontwikkeld wetenschappers van het Amerikaanse National Eye Institute in 2022.
8. Milieuvriendelijke paddestoelbegrafenis
Overbevolking van de planeet is een serieus probleem, niet alleen omdat miljarden mensen iets te eten nodig hebben, maar ook omdat ze allemaal nog ergens begraven moeten worden. De gronden die voor begraafplaatsen worden gebruikt, zullen binnenkort niet geschikt zijn voor enig ander gebruik, omdat de producten van kadaververval het niet mogelijk maken om er nuttige planten op te laten groeien.
Cremeren is ook geen optie, aangezien er veel energie wordt besteed aan het verbranden van lichamen. Daarnaast de sfeer eruit gegooid veel koolstofdioxide en zelfs schadelijk kwik - tijdens de verdamping van tandvullingen.
Maar de originele technologie van "groene" begrafenissen, die al in de Verenigde Staten en Groot-Brittannië wordt gebruikt, maakt het mogelijk om lichamen te verwijderen zonder enige schade aan de natuur. Overleden geplaatst in een speciale container waar gecontroleerde afbraak plaatsvindt onder invloed van speciaal geselecteerde schimmels en micro-organismen. Schimmels en schimmels van het geslacht Agaricus voeden zich met organisch materiaal, inclusief resten. Ze breken eiwitten, koolhydraten en vetten af en zetten ze om in humus en voedingsstoffen.
Als resultaat van dit proces wordt champignoncompost gevormd, dat gebruikt kan worden kunstmest. Composteren vermindert niet alleen de schadelijke effecten van vervalproducten op het milieu, het draagt ook bij aan een snel herstel van de bodemvruchtbaarheid.
Lees ook🧐
- 5 oude uitvindingen die hun tijd ver vooruit waren
- 10 fantastische filmuitvindingen die werkelijkheid werden
- 8 eenvoudige uitvindingen die de wereld onherkenbaar hebben veranderd