Robotedderkopper, svedige batterier og levende beton: 8 fremtidige teknologier, der allerede eksisterer
Miscellanea / / July 25, 2023
1. Necroarachnobots
Videofragment: Rice University
Nogle gange kan nye teknologier være ekstremt spændende og samtidig så uhyggelige, som om alt sker i en gyserfilm.
Rice University ingeniører har lært forvandle døde edderkopper til gribende robotter. Lederen af projektet, Daniel Preston fra George Brown School of Engineering, fandt ud af, at selv efter døden bevarer edderkopper en kropsstruktur, der er ideel til at fange forskellige objekter.
Edderkopper bruger hydraulik til at bevæge deres lemmer. I deres cephalothorax (prosoma) er der et særligt kammer, der enten trækker sig sammen eller udvider sig, hvilket fører til blodtransfusion (hæmolymfe). Når trykket reduceres, bøjes benene, når det øges, er de ubøjede.
Forskere har formået at få en død ulveedderkop til at bevæge sine lemmer ved at stikke en nål ind i dens prosoma. "Necrorobot" greb og flyttede med succes ting, inklusive printkort og deres pårørende.
En død edderkop løftede omkring 130 % af sin egen vægt, og nogle gange meget mere.
Samtidig bøjede og forlængede han med succes sine lemmer tusind gange i træk, før de brækkede. Forskere binde det er dehydrering af leddene. Og de mener, at det er muligt at overvinde begrænsningen, hvis benene er dækket af holdbare polymerer.
Du kan spørge: hvorfor lære døde edderkopper at gribe genstande? Nå, udsigterne for "necrorobots" er store. De kan udføre små opgaver som at samle elektronik, dræbe skadedyr eller endda være nyttige i medicin. I betragtning af at edderkopperne i sig selv er biologisk nedbrydelige, er "necrorobotics" også miljøvenlig.
Måske vil det i fremtiden vise sig at blive til robotter, der er større end dem edderkopper. Alt dette minder selvfølgelig om handlingen i Mary Shelleys Frankenstein, men bare rolig. I virkeligheden vil de døde være ligeglade.
2. sand batterier
Vedvarende energi bliver ofte kritiseret for, at den elektricitet, den producerer, ikke kan lagres. Opbevaring af kul eller benzin er ikke svært, i modsætning til den energi, som vindmøller og solpaneler genererer. Selvfølgelig er der batterier, men lithium er en dyr ressource for dem, og derudover giftig.
Udviklingen af finske ingeniører fra Polar Night Energy kan løse problemet. fundet en måde at opbevare energi bogstaveligt talt i sandet. De tog en 4×7m stålbeholder og fyldte den med 100 tons sand, og brugte derefter vind- og solenergi til at varme den op.
Resultatet er et termisk eller, som det også kaldes, et termoelektrisk batteri.
Princippet om dets funktion baseret på den termoelektriske effekt, som opstår, når temperaturforskellen i forskellige lag af batteriets arbejdsvæske. Sand eller andet lignende kølemiddel opvarmes til en høj temperatur, hvorefter varmen overføres igennem termoelektriske moduler indeholdende halvledermaterialer, som genererer elektrisk nuværende.
Sådanne batterier er en meget effektiv måde at opbevare overskydende elektricitet på, og de er ekstremt billige at fremstille. Dette vil gøre det muligt at udnytte vedvarende energikilder mere fuldt ud og løse problemet med dens ujævne produktion.
Som du kan se, behøver teknologier, der kan forbedre menneskehedens fremtid, ikke være komplekse. Nogle af dem er ret enkle, men meget effektive.
3. rumkatapult
Videouddrag: SpinLaunch
Mens Elon Musk forsøger at presse den bedste ydeevne ud af gode gamle raketmotorer, er folkene hos SpinLaunch besluttede gå på en mere original måde og smid last i kredsløb ved hjælp af en rumkatapult. Og de har allerede en fungerende prototype, der er blevet testet.
I stedet for at brænde traditionelle kemiske brændstoffer, sender SpinLaunch objekter ud i rummet ved hjælp af kinetisk energi. Det vil sige, det tager simpelthen spins og kaster satellitten ind i det hvide lys som en smuk skilling. Så skal han stadig bruge kemiske motorer for at stabilisere kredsløbet. Men at kunne komme til rummet uden at skulle bygge en kæmpe raket er stadig imponerende.
SpinLaunch hævder, at deres system reducerer brændstof- og infrastrukturomkostningerne for lanceringer med en faktor 10. Du giver ledig plads i hver gård.
Sandt nok, for at kunne opsende en satellit, skal den være spredt ind centrifuge op til en hastighed på 8.000 km/t, og den oplever overbelastninger på 10.000 G. Naturligvis katapulterer sådan en person kun i kredsløb i flydende tilstand - det vil bogstaveligt talt sprøjte passagerer på den første plads. Men det vil klare livløse belastninger med et brag.
4. Svedende superkondensator
Er du ikke træt af at oplade din telefon, smartwatch, høretelefoner og andre gadgets hele tiden? Specialister fra James Watt School of Engineering ved University of Glasgow besluttede at håndtere dette problem én gang for alle. De har udviklet en ny type fleksibel superkondensator, hvor elektrolytten fra konventionelle batterier udskiftes Derefter.
Når polyester cellulose stof absorberer menneskelig kropsvæske, de positive og negative ioner af sved interagere med overfladen af polymeren, der dækker den og forårsager en elektrokemisk reaktion, der genererer energi. En smart tekstil superkondensator kan oplades fuldt ud ved at absorbere så lidt som 20 mikroliter væske. Og den er ganske i stand til at modstå 4.000 op- og afladningscyklusser.
Forestil dig, at du ikke længere behøver at tage dit fitnessarmbånd af for at sætte det på opladning – tag det på og tag det på.
Og hvis en sådan polymer er vævet ind i en sweatshirt, så vil det være muligt løbe også strøm til din smartphone. Men sådanne batterier har en vigtigere anvendelse - de kan bruges i pacemakere, sensorer sporing af vitale tegn og andet bærbart medicinsk udstyr, der kræver kontinuerligt ernæring.
Menneskelig sved som en fungerende krop af et batteri er også lovende, fordi det er miljøvenligt. I modsætning til det samme giftige lithium kan du spilde det på dig selv, så meget du vil.
5. "Levende" beton
I princippet er selvhelbredende beton ikke en ny teknologi. Det er der materialer, der kan reparation mikroskopiske revner, der forhindrer deres ekspansion og forhindrer indtrængning af fugt og påvirkningen af aggressive miljøer. Normalt tilsættes mikrokapsler med reparationsmidler eller fibre til sammensætningen af selvhelbredende beton, som hærder ved kontakt med vand.
Men forskere fra University of Colorado i Boulder besluttede at gå videre og oprettet bogstaveligt talt "levende byggematerialer" (levende byggematerialer, LBM). Den er lavet af hydrogel og sand, som er blevet suppleret med fotosyntetiske cyanobakterier Synechococcus. Når der opstår revner i strukturen af dette materiale, begynder cyanobakterier processen med biomineralisering, hvilket bogstaveligt talt helbreder skaden.
Forskere mener, at deres "konkrete med bakterie"giver dig mulighed for at skabe strukturer, der ikke kun kan "helbrede" revner på egen hånd, men også absorbere farlige toksiner fra luften og endda gløde på kommando. Hvordan kan du lide udsigten til at bosætte dig i et "levende" hus?
6. kulfjerner
I øjeblikket er den vitale opgave at reducere CO2 i planetens atmosfære optræder vores grønne venner, træer, ved hjælp af fotosynteseteknologi, der er bevist gennem milliarder af år. Ny udvikling kan gøre deres vanskelige mission lettere ved at absorbere mere kuldioxid og besætte et mindre område.
schweiziske firma Climeworks lanceret i Island er Orca verdens største kulstoffangst- og lagringsanlæg, der bruger en teknologi kaldet DAC (Direct Air Capture). Princippet er ekstremt simpelt: planten suger luften ind omkring den og filtrerer den derefter. Ligesom hjemme klimaanlæg, bare kæmpe.
Byggeriet af Orca begyndte i maj 2020 og blev afsluttet på mindre end 15 måneder takket være dets enkle modulære design. Samtidig er den i stand til årligt at fjerne 4.000 tons CO fra atmosfæren.2.
Kuldioxiden, som planten fanger, blandes med vand og sendes dybt ned i jorden. Inden for få år har denne CO2 reagerer med naturlig basalt og bliver til faste carbonatmineraler. Derudover kan den opsamlede kuldioxid behandles og bruges til at skabe syntetisk brændstof.
7. 3D-print af knogler og organer
3D-print er en ekstremt lovende industri, der kan forsyne menneskeheden med alt fra billige huse til rummotorer. Men en af de mest spændende anvendelser af denne teknologi er skabelsen af knogler og indre organer på 3D-printere.
Ossiform Company skaber individuelle proteser af forskellige knogler lavet af biokeramik og tricalciumphosphat - materialer, hvis egenskaber ligner dem for knoglevæv i den menneskelige krop. Læger udfører en MR for at få information om knoglen, der udskiftes, som derefter overføres til Ossiform. Baseret på disse oplysninger skaber virksomheden en 3D-model af implantatet, som er specielt designet til hver enkelt patient og nøjagtigt efterligner den anatomiske form og struktur af rigtige knogler. Kirurgen tjekker designet, og når implantatet er 3D-printet, kan det bruges under operationen.
Udover implantation i menneskekroppen er Ossiform-produkter også velegnede til træning af kirurger.
En anden lovende anvendelse af 3D-printere i medicin er udskrivning af menneskelige organer. Teknologien er baseret på brug af biologisk kompatible materialer, såsom biopolymerer og celler taget fra en donor, ofte fra patienten selv.
Speciel printer lag disse materialer, efter en streng rækkefølge, for at skabe en tredimensionel struktur af orgelet. Så vokser cellerne, der er indlejret i materialet, og absorberer polymeren og danner på den, som på en ramme, væv, organer og nogle gange hele dele af kroppen.
For eksempel på denne måde en dag trykt næse. De fæstede det til patientens underarm, det slog rod der i et par måneder, og så blev det transplanteret til ansigtet.
Og selv den menneskelige nethinde kan 3D-printes ved hjælp af stamceller. Denne teknologi udviklede sig forskere fra US National Eye Institute i 2022.
8. Miljøvenlig svampebegravelse
Overbefolkning af planeten er et alvorligt problem, ikke kun fordi milliarder af mennesker har brug for noget at brødføde, men også fordi de alle stadig skal begraves et sted. Landene, der bruges til kirkegårde, vil ikke snart være egnede til anden brug, fordi produkterne fra dødsforfald ikke tillader dyrkning af nyttige planter på dem.
Ligbrænding er heller ikke en mulighed, da der bruges meget energi på brændende kroppe. Derudover atmosfæren smidt ud en masse kuldioxid, og endda skadeligt kviksølv - under fordampning af tandfyldninger.
Men den originale teknologi med "grønne" begravelser, som allerede bliver brugt i USA og Storbritannien, gør det muligt at bortskaffe lig uden skader på naturen. Afdød placeret ind i en speciel beholder, hvor kontrolleret nedbrydning sker under påvirkning af særligt udvalgte svampe og mikroorganismer. Skimmelsvampe og svampe af slægten Agaricus lever af organisk materiale, herunder rester. De nedbryder proteiner, kulhydrater og fedtstoffer og omdanner dem til humus og næringsstoffer.
Som et resultat af denne proces dannes der svampekompost, som kan bruges til gødning. Ikke alene reducerer kompostering de skadelige virkninger af henfaldsprodukter på miljøet, den bidrager også til en hurtig genopretning af jordens frugtbarhed.
Læs også🧐
- 5 ældgamle opfindelser, der var forud for deres tid
- 10 fantastiske filmopfindelser, der blev til virkelighed
- 8 simple opfindelser, der ændrede verden til ukendelighed