YouTube + Изобретения

Управление командой роботов

Исследователи разработали новый подход к координации команд роботов, названный "обучение добровольному ожиданию и формированию подгрупп" (LVWS). Эта технология позволяет роботам эффективнее выполнять сложные задачи в производстве, сельском хозяйстве и на складах.

LVWS использует графовое обучение, представляя задачу планирования как двудольный граф. Система учится оценивать "матрицу наград" с помощью имитационного обучения, используя графовые нейронные сети внимания и трансформеры.

Ключевые особенности LVWS:

1. Формирование подгрупп: роботы могут объединяться для выполнения задач, непосильных для одного.

2. Добровольное ожидание: роботы могут "простаивать", если это оптимизирует общее время выполнения.

3. Гетерогенность: учитываются разные возможности роботов (подвижность, грузоподъемность и т.д.).

В симуляции LVWS показал результат на 0,8% хуже теоретического оптимума, в то время как другие методы отставали на 11,8-23%. При масштабировании до 100 задач LVWS также опередил конкурентов.

Преимущества подхода:

Эффективное использование ресурсов разнотипных роботов

Возможность выполнять сложные задачи командой

Гибкое планирование с учетом доступности роботов и задач

LVWS может найти применение в крупных промышленных средах, где требуется координация специализированных роботов для выполнения взаимосвязанных задач.

Что ж, метод неплохой, это безусловно. Особенно радует тот факт, что он вроде как автоматизирован благодаря ИИ. Но к сожалению в современных реалиях данный метод применим, на мой взгляд, лишь на складах, и то с достаточной роботизированностью. Хотя посмотрим, что дадут гуманоидные роботы, когда пойдут в массу, может это что-то и изменит.

Источник: ссылка

_____________________________________________________________________________________

Теневая камера

Учёные из MIT и Meta (признана экстремистской организацией в РФ) создали новый способ получения трёхмерных моделей пространства, который они назвали PlatoNeRF. Эта технология позволяет "видеть" скрытые объекты, используя всего одну камеру.

Исследователи разработали систему, состоящую из специальной камеры (лидара) и лазера. Лазер посылает короткие световые импульсы в разные точки пространства, а камера измеряет, сколько времени свету потребовалось, чтобы вернуться обратно.

Стоит отметить, что учёные используют не только свет, который отражается напрямую, но и тот, который отражается дважды. Они обнаружили, что двукратное отражение позволяет получить информацию о геометрии скрытых областей сцены. Они также заметили, что отсутствие сигнала двукратного отражения указывает на наличие тени.

Для обработки полученных данных исследователи применили искусственный интеллект. Они обучили нейронную сеть предсказывать, где в пространстве находятся объекты, основываясь на времени возвращения света.

Ученые провели сравнение PlatoNeRF с аналогами и обнаружили, что их метод точнее реконструирует геометрию, включая скрытые области. Они также выяснили, что метод устойчив к низкому разрешению сенсора и внешней засветке.

Разработчики отмечают, что их метод может быть полезен для беспилотных автомобилей, позволяя им "видеть" объекты за другими машинами. Также технология может пригодиться для улучшения работы очков виртуальной реальности.

Они также отметили, что их метод позволяет получить метрическую глубину сцены с произвольных ракурсов. Однако они признали, что PlatoNeRF имеет ограничения, включая моделирование только диффузного отражения и возможное появление "парящих" артефактов.

В будущем исследователи планируют интегрировать свой метод с RGB-данными и учесть зеркальные отражения для улучшения результатов.

Достаточно интересная разработка, сыроватая, конечно, ещё, но главное её преимущество в том, что она работает на уже существующих технологиях, что должно ускорить её конечную разработку и внедрение.

Источник: ссылка

_____________________________________________________________________________________

Контакты для 2D-чипов

Исследователи из Университета науки и технологий Китая разработали инновационный метод изготовления двумерных (2D) электронных устройств. Результаты работы демонстрируют прогресс в создании качественных контактов между металлическими электродами и 2D-материалами.

Традиционные методы изготовления 2D-устройств приводят к повреждению кристаллической решетки 2D-материалов при напылении металлических электродов. Новый метод, названный "техникой полного наслаивания", решает эту проблему, формируя контакт ван-дер-Ваальса между металлом и 2D-полупроводником.

Метод заключается в прямом наложении заранее сформированных металлических электродов на 2D-материал. Это создает чистый интерфейс с четко выраженным зазором ван-дер-Ваальса. Простыми словами, такой зазор позволяет проходить току без физико-химического контакта.

Преимущества нового метода продемонстрированы на примере полевых транзисторов из различных 2D-материалов. Транзисторы с "наслоенными" электродами показали значительные улучшения: ток в выключенном состоянии уменьшился более чем на 95%, подпороговый наклон снизился на 50%, увеличилось соотношение токов в открытом и закрытом состояниях.

Технология продемонстрировала потенциал для массового производства. Исследователи изготовили массив из 416 транзисторов на основе монослойного дисульфида молибдена с выходом годных устройств 98,4% и высокой однородностью характеристик.

Метод позволяет оптимизировать высоту барьера Шоттки путем выбора металлов с подходящей работой выхода. Поэтому технология применима к сложным многослойным устройствам.

Результаты открывают новые перспективы для массового производства высококачественных 2D-электронных устройств с улучшенными характеристиками.

Данная технология весьма значима, нежели может изначально показаться. 2D-чипы уже достаточно изучены, чтобы пытаться запускать их в производство и реально применять. И данная технология, по сути, решает последний барьер для этого - как эти чипы соединять в системы. Вероятно, я, конечно, могу ошибаться, но переход на подобные устройства станет новым витком развития электроники, как когда-то механизмы заменили лампами, а лампы, в свою очередь, заменили полупроводниками.

Источник: ссылка

_____________________________________________________________________________________

AR симулятор вождения

Исследователи из Корнелльского технологического института разработали инновационную систему для симуляции вождения под названием Portobello. Эта технология позволяет объединить виртуальную и реальную среду, давая возможность водителям и пассажирам видеть виртуальные объекты, наложенные на реальный мир во время движения.

Ключевая особенность Portobello - "переносимость платформы". Это означает, что исследователи могут проводить идентичные эксперименты как в лабораторных условиях, так и на реальных дорогах. Система создает точную карту окружающей среды, на которой можно размещать виртуальные объекты относительно реальных элементов. Например, виртуальный пешеход может появиться на реальном пешеходном переходе.

Portobello решает проблемы предыдущих симуляторов с дополненной реальностью, которые не могли точно привязывать виртуальные события к реальным объектам. Это особенно важно для экспериментов с автономным вождением, требующих точного расположения объектов и событий в фиксированных местах.

Исследования показали, что участники воспринимают симуляции на дороге более реалистично и серьезно, чем лабораторные. Они испытывают больше стресса и чувствуют, что их решения имеют больший вес. Ученые считают, что добавление элементов реального мира сделает результаты исследований более применимыми к реальным ситуациям.

Система Portobello была представлена на конференции ACM по человеческому фактору в компьютерных системах (CHI), где получила почетное упоминание. Разработка открывает новые возможности для изучения взаимодействия человека и автомобиля, особенно в контексте автономного вождения.

Источник: ссылка

_____________________________________________________________________________________

Стеклянные гидрогели

Исследователи из Университета штата Северная Каролина создали новый класс материалов под названием "стеклообразные гели", которые очень твердые и трудно разрушаемые, несмотря на содержание более 50% жидкости. Учитывая простоту их производства, этот материал имеет перспективы для различных применений.

Стеклообразные гели сочетают в себе свойства стеклообразных полимеров и обычных гелей. Они такие же твердые, как стеклообразные полимеры, но при достаточном усилии могут растягиваться до пятикратной длины, а не ломаться. После растяжения материал может вернуться к исходной форме при нагревании. Кроме того, поверхность стеклообразных гелей обладает высокой адгезией, что необычно для твердых материалов.

Ключевой особенностью является то, что стеклообразные гели более чем на 50% состоят из жидкости, что делает их более эффективными проводниками электричества по сравнению с обычными пластиками с аналогичными физическими характеристиками.

Для создания стеклообразных гелей исследователи смешивают жидкие предшественники стеклообразных полимеров с ионной жидкостью. Эту смесь заливают в форму и облучают ультрафиолетом для отверждения. Ионная жидкость раздвигает полимерные цепи, делая материал растяжимым, но при этом ионы сильно притягиваются к полимеру, что ограничивает подвижность цепей и обеспечивает твердость.

Стеклообразные гели не испаряются и не высыхают, несмотря на высокое содержание жидкости. Их можно создавать с использованием различных полимеров и ионных жидкостей.

Исследователи отмечают, что стеклообразные гели просты в изготовлении - их можно отверждать в любой форме или создавать методом 3D-печати. Это преимущество по сравнению с обычными пластиками, производство которых часто требует нескольких этапов.

Ученые надеются, что уникальные свойства стеклообразных гелей найдут применение в различных областях, и открыты для сотрудничества по выявлению возможных применений этих материалов.

И скажу, надеются они достаточно сильно, так как основная информация о разработке скрыта из общего доступа, и это не удивительно, ведь материал действительно получился весьма перспективным. Я в начале подумал, что это что-то вроде гидрогеля, но заявления о том, что он не набирает воду и не испаряет её, явно дают понять, что это не так.

Источник: ссылка

_____________________________________________________________________________________

Эталон растений для 3D-сканера

Исследователи из Германии разработали новый метод для улучшения селекции сельскохозяйственных культур с помощью 3D-печати. Они создали точную трехмерную модель растения сахарной свеклы, которую можно использовать для проверки и калибровки систем компьютерного зрения и алгоритмов анализа растений.

Модель была получена путем 3D-сканирования реального растения сахарной свеклы с помощью лазерной технологии LIDAR. Затем полученные данные были обработаны и напечатаны на 3D-принтере в натуральную величину.

Такая модель позволяет стандартизировать измерения различных параметров растений, таких как высота, ширина листьев, угол наклона листьев и др. Это важно для современных методов селекции, которые все больше полагаются на автоматизированные системы измерения и анализа растений.

Напечатанная модель оказалась достаточно точной и стабильной. Отклонения от цифровой модели составили от -10 до +5 мм. За год использования в полевых и лабораторных условиях деформация модели не превысила ±4 мм.

Исследователи продемонстрировали несколько вариантов применения такой модели:

Сравнение точности и полноты реконструкции растений разными 3D-сканерами.

Проверка алгоритмов автоматического измерения параметров растений.

Мониторинг стабильности измерений в реальных полевых условиях.

Авторы отмечают, что подобный подход может быть применен и для других сельскохозяйственных культур. Это позволит стандартизировать и улучшить процессы компьютерного анализа растений в селекции, что в конечном итоге должно ускорить создание новых, более продуктивных и устойчивых сортов.

Честно говоря, я, когда брал эту новость, думал, что здесь будет что-то более технологичное. По сути, ученые создали просто пластиковый эталон с имеющейся математической моделью. При сканировании полей такие метки просто показывают, насколько достоверная калибровка на данный момент у сканера. То, что данную технологию адаптировали под сельское хозяйство, несомненно радует. Но принципиально нового здесь ничего нет.

Источник: ссылка

_____________________________________________________________________________________

Свет меняет проводимость

Ученые из EPFL обнаружили, что, освещая магнетит (железная руда) светом разных цветов, можно менять его свойства. Например, делать его более или менее проводящим электричество. В теории это открытие может помочь создавать новые материалы для электроники.

Обычно, чтобы изменить состояние вещества, его нагревают или охлаждают. Но в случае с магнетитом ученые смогли вызвать изменения, просто направляя на него лазер определенной длины волны. Это похоже на то, как если бы воду можно было заморозить, добавив в нее энергию, а не охладив.

Исследователи использовали два типа лазеров: ближний инфракрасный (800 нм) и видимый синий (400 нм). Инфракрасный свет нарушал структуру магнетита, создавая смесь проводящих и непроводящих областей. Синий свет, наоборот, делал магнетит более стабильным изолятором.

Чтобы увидеть, как меняется структура магнетита под действием света, ученые использовали сверхбыструю электронную дифракцию. Эта техника позволяет наблюдать за движением атомов в материале за очень короткие промежутки времени (триллионные доли секунды).

Оказалось, что инфракрасный свет заставляет кристаллическую решетку магнетита сжиматься, превращая ее в кубическую структуру. Это происходит в три этапа за 50 пикосекунд. Синий свет, напротив, расширяет решетку, усиливая ее моноклинную форму и создавая более упорядоченную фазу.

Ученые считают, что в будущем эти открытия могут найти применение в разработке новых материалов для компьютеров и устройств памяти, которым нужно быстро переключаться между разными электронными состояниями.

Источник: ссылка

_____________________________________________________________________________________

Литий-титан-ниобиевый аккумулятор

Ну и, как обычно, мой выпуск не обходится без новых технологий в батареестроении. Но здесь немного необычная ситуация, так как за разработку взялись крупные компании, а значит, там все уже посчитано и скоро выйдет на рынок.

Короче говоря, разработан новый тип литий-ионных аккумуляторов с анодом из оксида ниобия-титана (NTO). Эта технология позволяет создавать батареи со сверхбыстрой зарядкой и высокой плотностью энергии.

Основные особенности:

·  Время зарядки до 80% емкости - около 10 минут

·  Плотность энергии - 350 Вт·ч/л, что на 50% выше предыдущего поколения

·  Работа в широком диапазоне температур: от -30°C до +60°C

·  Повышенная безопасность и долговечность

·  Подходят для различных типов электротранспорта

Аккумуляторы разработаны совместно компаниями Toshiba, Sojitz и CBMM. Для демонстрации технологии создан прототип электробуса с новыми батареями. Это первое в мире применение NTO-аккумуляторов в электротранспорте.

Оксид ниобия-титана имеет вдвое большую теоретическую объемную плотность по сравнению с графитовыми анодами, обычно используемыми в литий-ионных батареях. Это позволяет значительно увеличить емкость при тех же габаритах.

Разработчики планируют вывести новые аккумуляторы на мировой рынок весной 2025 года. Сейчас проводятся испытания прототипа электробуса для сбора данных и доработки технологии перед коммерциализацией.

Ожидается, что NTO-аккумуляторы найдут широкое применение в электромобилях, электробусах и другом коммерческом электротранспорте благодаря быстрой зарядке, высокой плотности энергии и надежности.

Каждый, думаю, отметит, что, заменив графит на ниобий с титаном, аккумуляторы вырастут в цене достаточно сильно. И таки да, если считать только материалы, получается рост цены в 1,5 раза, я не говорю уже о новизне технологии, что также скажется на цене конечного продукта. Но с ростом цены растет и долговечность, и в принципе экономическая выгода может оказаться выше затрат.

Источник: ссылка

_____________________________________________________________________________________

MIT готовит архитекторов космополисов

Массачусетский технологический институт (MIT) запустил новый междисциплинарный курс, направленный на разработку жилых модулей для будущих лунных миссий. Этот проект объединил 35 студентов из различных областей, включая архитектуру, инженерию и дизайн.

Основная цель курса - подготовить специалистов к проектированию комфортной среды обитания для длительных космических экспедиций. Студенты разделились на семь команд, каждая из которых работала над собственной концепцией лунного жилища.

Одним из главных вызовов стало согласование видения архитекторов, стремящихся создать уютное жизненное пространство, с подходом инженеров, сосредоточенных на технических ограничениях и выживании в экстремальных условиях. Эта задача потребовала от участников развития навыков междисциплинарного сотрудничества.

Среди разработанных прототипов особо выделяются надувные конструкции:

Модульная мобильная научная библиотека на четырех человек

Быстро разворачиваемое временное убежище

Полупостоянное жилище для долгосрочных исследовательских миссий

При проектировании студенты учитывали множество факторов: от способов транспортировки и сборки до обеспечения долговечности конструкций и психологического комфорта обитателей.

Важной частью курса стало практическое создание макетов, что позволило участникам лучше понять свойства используемых материалов и особенности их применения в реальных условиях.

MIT планирует продолжать подготовку специалистов в области космической архитектуры и инженерии, ожидая рост спроса на таких профессионалов в ближайшем будущем. Этот курс не только дает студентам уникальные знания и навыки, но и готовит их к решению сложных междисциплинарных задач в экстремальных условиях.

Источник: ссылка

_____________________________________________________________________________________

Рентген в смартфоне

Инженеры из США и Южной Кореи разработали инновационный чип для мобильных устройств, способный "видеть" сквозь стены и другие преграды. Эта технология, вдохновленная концепцией рентгеновского зрения супергероев, может найти широкое применение в повседневной жизни.

Устройство работает на частоте 296 ГГц, излучая и принимая миллиметровые волны. Эти волны способны проникать через различные материалы, позволяя обнаруживать скрытые объекты. Чип состоит из массива 1×3 пикселей-приемопередатчиков, каждый размером всего 0,5 мм, что делает его достаточно компактным для использования в мобильных устройствах.

Потенциальные применения технологии включают обнаружение трещин в трубах, поиск проводки в стенах, проверку содержимого упаковок и конвертов. В будущем она может найти применение и в медицинской сфере.

Важно отметить, что излучение, используемое устройством, считается безопасным для человека. Кроме того, разработчики учли вопросы приватности: чип работает только на очень близком расстоянии (около 1 см) от объекта, что минимизирует риск несанкционированного использования.

Эта технология - результат 15-летних исследований, в ходе которых эффективность пикселей была увеличена в 100 миллионов раз. В будущем разработчики планируют увеличить дальность действия до 12 см и улучшить способность распознавания мелких объектов.

Подобные системы уже используются в аэропортах для досмотра пассажиров, но новая разработка значительно компактнее, что открывает возможности для ее интеграции в смартфоны и другие портативные устройства.

По мнению разработчиков, эта инновация может стать важным шагом в развитии мобильных технологий, предоставляя пользователям новые возможности для взаимодействия с окружающим миром и решения практических задач в различных сферах деятельности.

Источник: ссылка

_____________________________________________________________________________________

Вращение Земли и запутанные фотоны

Ученые из Венского университета совершили прорыв в области квантовых измерений, используя запутанные фотоны для определения скорости вращения Земли с беспрецедентной точностью.

Исследователи создали гигантский оптоволоконный интерферометр Саньяка - устройство, способное измерять вращение с высокой чувствительностью. Их версия состояла из 2-километрового оптоволокна, намотанного на огромную катушку, создавая эффективную площадь более 700 квадратных метров.

Ключевым элементом эксперимента стало использование квантово-запутанных пар фотонов. Эти частицы света проходили через интерферометр в состоянии квантовой суперпозиции, одновременно двигаясь по часовой стрелке и против нее. Благодаря явлению квантовой запутанности, фотоны накапливали вдвое больший временной сдвиг по сравнению с обычными, незапутанными частицами.

Главной трудностью было выделение слабого сигнала вращения Земли из фонового шума. Ученые решили эту проблему, разработав систему с оптическим переключателем, позволяющую создавать контрольную точку измерения.

Результаты эксперимента не только подтвердили теоретические предсказания о взаимодействии квантовой запутанности с вращающимися системами отсчета, но и продемонстрировали тысячекратное увеличение точности по сравнению с предыдущими квантово-оптическими интерферометрами.

Это достижение открывает новые горизонты для изучения взаимосвязи между квантовой механикой и общей теорией относительности. Кроме того, оно может привести к созданию сверхчувствительных датчиков вращения, которые найдут применение в навигации, геодезии и фундаментальных физических исследованиях.

Источник: ссылка

_____________________________________________________________________________________

Новый тип огнетушителя

Отечественные ученые из Томского политехнического университета разработали новый метод пожаротушения с использованием газовых гидратов. Газовые гидраты - это соединения газа в ледяной оболочке, которые в природе образуются на дне океана.

Новый огнетушитель работает следующим образом:

При активации происходит взрыв гидратной системы, создающий ударную волну.

Ледяная оболочка гидрата охлаждает зону горения.

Выделившийся инертный газ вытесняет кислород.

Для создания гидрата использовались поверхностно-активные вещества, образующие пену: лаурилсульфат натрия, огнетушащий состав ОС-5, пенообразователь и полисорбат ТВИН-80. Эти компоненты недороги и экологически безопасны.

Гидратную массу помещали в пластиковые емкости объемом 50-100 мл. Испытания проводились на различных горючих материалах: древесине, пластике, маслах, спиртах и др.

Эксперименты показали высокую эффективность и гибкость метода. Время срабатывания огнетушителя можно регулировать, изменяя массу гидрата, объем емкости, количество воды и способ активации. Например, добавление воды ускоряло реакцию до 9 раз, а механическое воздействие сокращало время срабатывания на 20 секунд.

Ученые продолжают исследования, в том числе работу над мультигидратами - соединениями из нескольких газов. Это позволит создавать огнетушители с заданными свойствами, повышая их эффективность при меньшем воздействии на окружающую среду и оборудование.

Источник: ссылка

_____________________________________________________________________________________

Новые иммунные препараты

Ученые Кембриджского университета сделали важное открытие в области иммунологии. Они обнаружили, что регуляторные Т-клетки, разновидность лейкоцитов, функционируют как единая популяция, постоянно перемещаясь по организму в поисках поврежденных тканей для их восстановления.

Регуляторные Т-клетки - это особый тип белых кровяных телец, отвечающих за контроль иммунного ответа. Ранее считалось, что они существуют как множество специализированных групп, привязанных к определенным частям тела. Однако новое исследование опровергает эту теорию.

Анализ 48 различных тканей мышей показал, что регуляторные Т-клетки способны быстро перемещаться по кровеносной системе, проводя в среднем три недели в каждой ткани перед тем, как двинуться дальше. Это открытие может значительно повлиять на лечение многих заболеваний, связанных с иммунной системой.

Используя специально разработанный препарат, исследователи продемонстрировали возможность управления активностью Т-клеток. Они смогли привлечь эти клетки к определенным частям тела, увеличить их количество и активировать для подавления иммунного ответа и стимуляции восстановления тканей.

Это открытие может привести к разработке более целенаправленных методов лечения. Вместо подавления иммунной системы во всем организме, как это делают современные противовоспалительные препараты, новый подход позволит воздействовать только на нужную область. Это особенно важно для лечения аутоиммунных заболеваний, таких как рассеянный склероз, а также для улучшения результатов трансплантации органов.

Исследователи планируют создать компанию для проведения клинических испытаний на людях в ближайшие годы. Если результаты подтвердятся, это может открыть новые горизонты в лечении широкого спектра заболеваний, связанных с иммунной системой.

Источник: ссылка

_____________________________________________________________________________________

Биопластик из свеклы

Ученые из Копенгагенского университета разработали инновационный биоразлагаемый материал, который может стать альтернативой традиционному пластику. Этот материал создан из ячменного крахмала и волокон сахарной свеклы, что делает его экологически чистым и полностью разлагаемым в природных условиях.

Ключевые компоненты нового материала - амилоза и целлюлоза - широко распространены в растительном мире. Исследователи вывели специальный сорт ячменя, производящий чистую амилозу, которая не образует пасту при контакте с водой. Целлюлоза, второй компонент, получена из отходов сахарной промышленности в виде нановолокон, обеспечивающих прочность материала.

Производство биокомпозита осуществляется путем растворения сырья в воде или нагревания под давлением, что позволяет создавать гранулы для дальнейшей обработки. Важно отметить, что технологическая цепочка для производства богатого амилозой крахмала уже существует, что облегчает масштабирование производства.

В отличие от большинства современных биопластиков, которые разлагаются только в специальных условиях, новый материал полностью разлагается в природе за два месяца. Это решает проблему загрязнения окружающей среды микропластиком.

Исследователи видят широкие перспективы применения нового материала - от пищевой упаковки до автомобильной промышленности. Они уже сотрудничают с датскими компаниями для разработки прототипов упаковки.

Создание этого биоразлагаемого материала - важный шаг в борьбе с пластиковым загрязнением. Учитывая, что глобально перерабатывается лишь около 9% пластика, новая разработка может значительно снизить негативное воздействие на окружающую среду.

Также хочу отметить, что пластики из подобных материалов могут послужить удобрением после эксплуатации, так как заставить человека всегда кидать отходы в мусорку проблематично. Стоить, конечно, такой материал будет сравнительно дороже, да и применить его вряд ли можно будет прям везде, как полиэтилен, но лучше так, чем никак.

Источник: ссылка

_____________________________________________________________________________________

Сверхпроводящий токамак

Китайская компания Energy Singularity создала первый в мире высокотемпературный сверхпроводящий токамак HH70. Эта установка, расположенная в Шанхае, знаменует важный шаг в развитии термоядерной энергетики.

Токамак - это устройство в форме тора, использующее магнитные поля для удержания плазмы. При экстремально высоких температурах в плазме происходит слияние атомов водорода с образованием гелия, выделяя огромное количество энергии.

HH70 отличается от традиционных токамаков меньшими размерами и стоимостью. Это достигается за счет использования высокотемпературных сверхпроводников REBCO (оксид редкоземельного элемента, бария и меди). REBCO можно производить в промышленных масштабах, что снижает затраты.

Эффективность термоядерных реакторов оценивается коэффициентом Q - отношением выработанной энергии к затраченной. Рекордное значение Q для токамаков сейчас составляет 1,53, то есть получили энергии в 1,53 раза больше, чем затратили. Energy Singularity планирует достичь Q=10 к концу десятилетия.

Успех HH70 демонстрирует потенциал компактных и экономичных токамаков для коммерческого использования. Это может ускорить развитие чистой и практически неисчерпаемой термоядерной энергетики, способной в будущем заменить ископаемое топливо.

Источник: ссылка

_____________________________________________________________________________________

Космический фен для сердца

Ученые из Университетской клиники кардиохирургии в Инсбруке разработали инновационное устройство для ударно-волновой терапии сердца. Оно применяется после операции аортокоронарного шунтирования (АКШ) для ускорения восстановления и улучшения функции сердца.

Устройство использует мягкие звуковые волны для стимуляции сердечной мышцы. Это активизирует неактивные клетки сердца и способствует образованию новых кровеносных сосудов. Процедура занимает 10 минут и проводится сразу после АКШ.

В клиническом исследовании участвовали 63 пациента. Результаты показали значительное улучшение насосной функции сердца у тех, кто получил ударно-волновую терапию. Среднее улучшение фракции выброса левого желудочка составило около 12 процентных пунктов, что является клинически значимым.

Йоханнес Холфельд, руководитель проекта, также отметил, что каждое улучшение насосной функции на пять процентных пунктов приводит к значительному сокращению повторных госпитализаций и увеличению продолжительности жизни.

Ожидается, что устройство, почему-то названное "космическим феном", будет доступно для клинического применения в 2025 году после одобрения европейскими регуляторами.

Ударно-волновая терапия уже применяется для лечения проблем с сухожилиями, связками и эректильной дисфункцией. Однако ее использование в кардиологии - новаторский подход.

Эта разработка может значительно улучшить результаты операций АКШ, повысить качество жизни пациентов и снизить риск повторных госпитализаций.

Источник: ссылка

Испанская компания EOS-X Space обещает стать первопроходцем в организации туристических поездок на границу стратосферы с помощью гигантского воздушного шара. Подобные проекты были анонсированы ранее, но испанцы утверждают, что у них уже почти все готово. В ближайшее время планируются проверочные испытания летной капсулы в сотрудничестве с Национальным институтом аэрокосмических технологий Испании.

Капсула EOS-X изготовлена из углеродного волокна, оборудована панорамным остеклением, туалетом и баром. В полет могут отправиться один пилот и семеро пассажиров, каждый из которых заплатит от 150 до 200 тыс. евро за поездку. Полет начинается на рассвете и занимает два часа на подъем к высоте 40 км, после чего капсула будет дрейфовать еще столько же времени, а спуск займет около часа.

Туристам обещаются комфортабельные кресла, декоративное освещение и великолепные виды на Землю, видимую в форме шара, а также на бескрайнюю черноту космоса с противоположной стороны. Первые полеты запланированы на третий квартал 2025 года.

Для привлечения интереса к своему проекту EOS-X Space планирует создать развлекательный комплекс SpaceHub на острове Ла-Исла-де-ла-Картуха в Севилье. Этот комплекс будет включать отель с масштабным симулятором космических полетов в виртуальной реальности. Покупатели тура смогут познакомиться с космосом, совершить полеты на специализированном самолете с реальной невесомостью и затем отправиться в стратосферу.

источник

Электрохромная плёнка на окна

Применение электрохромных покрытий может приблизить нас к экологически чистым способам поддержания прохлады внутренних помещений. Подобно затемняющимся солнцезащитным очкам, оптические свойства этих прозрачных пленок можно регулировать с помощью электричества для блокировки солнечного тепла и света.

В недавней работе, опубликованной в журнале ACS Energy Letters, исследователи продемонстрировали новую конструкцию электрохромной пленки на основе МОК... Нет, не этот мок, а металл-органических каркасов, которая быстро и надежно переключается из прозрачного состояния в зеленый, уменьшающий блики, а затем в красный, обеспечивающий теплоизоляцию.

МОК использовались для создания пленки благодаря их способности формировать тонкие пленки с регулируемым размером пор путем изменения длины органического лиганда, связывающегося с ионом металла. Эти особенности обеспечивают улучшенный ток, более точный контроль цветов и долговечность.

В экспериментах пленка на основе МОК переключалась из бесцветного состояния в зеленый цвет за 2 секунды при потенциале 0,8 В, а затем в темно-красный цвет за 2 секунды при 1,6 В. Пленка сохраняла зеленый или красный цвет в течение 40 часов при снижении потенциала до тех пор, пока не было приложено обратное напряжение для возвращения к прозрачному состоянию.

Пленка также надежно работала в течение 4500 циклов переключения между окрашенным и прозрачным состоянием. После дальнейшей оптимизации, по мнению исследователей, такие регулируемые покрытия можно использовать в "умных" окнах для регулирования температуры внутри помещений, а также в интеллектуальных оптических устройствах и датчиках меньшего масштаба.

В прошлом выпуске я рассказывал про плёнку со схожими свойствами, но там были минусы в прозрачности и надёжности. Здесь же плёнку как минимум можно автоматизировать, включать и выключать, когда требуется, благо делает она это достаточно быстро. К тому же, насколько я понял, плёнка не теряет полностью прозрачность при максимальном затемнении, что на мой вкус является огромным преимуществом.

Источник: ссылка

Новая технология ночного зрения

Исследователи из Центра превосходства ARC по трансформационным метаоптическим системам разработали метод преобразования инфракрасного излучения в видимый свет с помощью тонкой нелинейной метаповерхности. Метаповерхность представляет собой периодическую решетку из кремнезема на тонкой пленке ниобата лития.

При освещении метаповерхности инфракрасным (1550 нм) и накачивающим (860 нм) лазерными пучками происходит нелинейное суммирование частот - генерация суммарной частоты (550 нм). Это позволяет преобразовать инфракрасное изображение в видимое.

Ключевым моментом является высокодобротный резонанс в метаповерхности, обеспечивающий 458-кратное усиление нелинейного процесса по сравнению с тонкой пленкой ниобата лития. Достигнута рекордная эффективность преобразования 1,93×10^-5 см^2/ГВт, это аж на порядок выше, чем прошлые разработки аналогичной технологии.

Для получения качественных изображений использовалась схема фурье-визуализации. Пространственные частоты исходного объекта проецировались на метаповерхность, а затем преобразованное изображение фокусировалось на видимую камеру. Это позволило преодолеть нелокальный характер резонансов и избежать потерь разрешения.

Продемонстрированы четкие преобразованные изображения тестовых мишеней с разрешением до 50 мкм, сравнимым с прямой инфракрасной визуализацией. Подобные эффективные преобразователи могут найти применение в компактных системах ночного видения, датчиках и многоцветной визуализации при комнатной температуре.

Кроме того, эти специальные метаповерхности с нелокальными (угло-зависимыми) свойствами потенциально могут не только преобразовывать инфракрасные изображения в видимый диапазон, но и одновременно обрабатывать эти изображения. Например, одна часть преобразованного видимого изображения может показывать сами объекты, а другая часть - только границы или контуры этих объектов.

Короче говоря, технология достойная. Думаю, каждый хотел бы себе обычные очки, в которых хорошо видно ночью, это как минимум удобно. Да, скорее всего такая технология войдет в первую очередь в военку, но думаю и до гражданских когда-нибудь доберется.

Источник: ссылка

Карманный 3D-принтер

В современных технологиях аддитивного производства происходит переход от громоздких настольных 3D-принтеров к компактным портативным решениям. Исследователи из MIT и Университета Техаса в Остине предложили чип-систему для 3D-печати, которая не имеет движущихся частей.

Система основана на интегрированной оптической антенной решетке, изготовленной по технологии кремниевой фотоники. Чип излучает перенастраиваемые голограммы видимого света в емкость со светоотверждаемым жидким составом. Под воздействием света состав селективно затвердевает, формируя требуемый трехмерный объект.

Для демонстрации концепции был создан прототип, совмещающий технологии интегрированных оптических антенных решеток видимого диапазона и специального светоотверждаемого состава. В емкость с жидким составом проецировался управляемый пучок от антенной решетки, что позволило сформировать твердые воксели (элементарные объемы) размером около 0,5х0,125 мм за считанные секунды.

Используя неметаллическое сканирование пучка по одной из координат, удалось напечатать линии. Комбинируя печать линий с перемещением емкости, были сформированы двумерные произвольные узоры, например, логотип MIT.

Дальнейшие работы нацелены на создание полноценной системы для объемной 3D-печати целых объектов за один проход. Для этого требуются фокусирующие антенные решетки и специальные составы с низким поглощением для голографической литографии. Подобный портативный чип-принтер мог бы найти применение в различных отраслях, обеспечивая компактное, доступное и быстрое решение для аддитивного производства.

Да, конечно, карманным пока такой принтер не назовешь, но в любом случае разработчикам можно пожелать только удачи. Я лично 3D-принтером не пользуюсь, пока что. Но если такой экспонат выпустят в мир, то возможно вооружусь.

Источник: ссылка

Цинк-йод-аккумулятор

Ох, сколько же я уже обозревал разных типов аккумуляторов, наверное, даже выпусков столько нет. Каждый месяц придумывают по несколько формул точно всех побеждающего аккумулятора. Но я не могу обойти эту нишу стороной, поэтому рассказываю.

Водные цинк-иодидные (ZnI2) батареи привлекательны своей безопасностью, низкой стоимостью и высокой теоретической емкостью. Но их циклический ресурс ограничен из-за нестабильности цинкового анода в водном электролите, что приводит к выделению водорода и вздутию батареи. Также проблемой является взаимодействие иодид-ионов на катоде с пассивационными слоями на цинковом аноде.

Ученые разработали новый фторсодержащий полимерный твердотельный электролит для ZnI2 батарей. На цинковом аноде в этом электролите формируется стабильный фторидный слой (SEI), обеспечивающий горизонтальный рост цинковых отложений и предотвращающий образование опасных цинковых дендритов, которые могут повредить сепаратор.

Твердотельная структура электролита также подавляет нежелательное перемещение иодид-ионов, значительно увеличивая ресурс батареи. Симметричные ячейки с этим электролитом работали стабильно около 5000 часов при плотности тока в 0,2 мА/см2. Полные ZnI2 батареи показали почти 100% кулоновскую эффективность свыше 7000 циклов (что равно более 10 000 часов наработки) при нормальной разрядке около 2-х часов и удельную емкость в 79,8 мАч/г даже при сверхвысокой нагрузке или разрядке до 3-х минут.

Это демонстрирует коммерческий потенциал разработанных твердотельных ZnI2 батарей с высоким ресурсом и бездендритными цинковыми анодами. В будущем планируется изучение практических применений таких батарей с учетом стоимости. Твердотельный электролит способствует увеличению ресурса за счет стабильного SEI-слоя на цинке, горизонтального роста и подавления дендритов, а также предотвращения перемещения иодид-ионов и коррозии цинка.

Что ж, показатели реально впечатляют. Надеюсь, что это выйдет на рынок. НО понятно дело, что данные батареи никогда не попадут в наши гаджеты и даже электромобили. Просто они большие и тяжелые, относительно тех же литий-ионных. Но они и создаются не для этого, а скорее как огромные хранилища энергии, на различные подстанции, в работе с солнечными батареями и прочей энергосистемой, где требуется сохранить излишки энергии.

Источник: ссылка

Биоинспирированный бетон

Вдохновленные материалом, из которого состоят раковины устриц и абалонов, инженеры из Принстонского университета создали новый цементный композит, который в 17 раз более стойкий к растрескиванию, чем обычный цемент, и в 19 раз более способный растягиваться и деформироваться без разрушения. Эти результаты могут в будущем помочь повысить стойкость к растрескиванию широкого спектра хрупких керамических материалов, от бетона до фарфора.

Исследователи разработали композиты, вдохновленные природной структурой перламутра, используя портландцемент и небольшое количество полимера. Они чередовали слои цементных листов с тонкими эластичными полимерными прослойками. В экспериментах создавались три типа образцов: с чередующимися слоями без предварительной обработки поверхности, с гексагональными канавками на цементных листах, а также с физически разделенными на гексагональные таблетки цементными листами.

Испытания показали, что образцы с разделенными таблетками демонстрируют в 19 раз большую пластичность и в 17 раз более высокую стойкость к растрескиванию по сравнению с цельным цементным образцом при сохранении аналогичной прочности на изгиб. Этот существенный рост характеристик связан с рядом механизмов упрочнения, включая скольжение таблеток, деформацию полимерных прослоек и извилистое распространение трещины. В свою очередь это открывает путь к повышению стойкости к растрескиванию хрупких цементных материалов примерно на порядок при сохранении прочности. В планах ученых дальнейшие исследования для совершенствования методов производства и масштабирования подобных материалов для применения в строительной отрасли.

Откровенно говоря, метод неплохой с технической части, как любой биоинспирированный метод. Эти прекрасные с инженерной стороны строения радуют глаз. К сожалению, на практике такое применить достаточно сложно, так как никто не будет заморачиваться с нанослоями, синтезировать нужный полимер и т.д. Я лично не представляю, как это можно масштабировать в приемлемых размерах. Может быть какие-то прям сверхузконаправленные изделия. Ну либо же пойти от обратного и тупо масштабировать всё, не в плане количества, а в плане размера, но тут это может уже работать не так хорошо, как на наноуровне.

Источник: ссылка

Шифратор изображений

Исследователи из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе (UCLA) разработали инновационную камеру для скрытия информации, которая оптически преобразует входные изображения в обычные с виду шаблоны. Это решение обеспечивает защиту визуальных данных.

В основе технологии лежит дифракционный оптический процессор. Он состоит из слоев, которые манипулируют световыми волнами, чтобы преобразовать входное изображение в обычный с виду шаблон. Таким образом, конфиденциальные данные скрываются от посторонних глаз. Однако авторизованные пользователи могут восстановить исходное изображение с помощью совместно обученной электронной декодирующей нейросети.

Физическое оптическое преобразование происходит за счет взаимодействия света с материалом процессора, что делает его быстрым и энергоэффективным. Команда продемонстрировала работу системы в различных условиях освещения и при наличии шумов. Они также расширили дизайн для мультиспектральной работы, позволяющей одновременно шифровать и раскрывать несколько изображений на разных длинах волн.

Оптический шифратор совместно оптимизируется с электронным декодером с помощью глубокого обучения. Скрытая информация точно восстанавливается авторизованными пользователями через декодер, в то время как неавторизованные видят лишь обычные паттерны.

В отличие от традиционной криптографии и стеганографии, данный подход обеспечивает большую емкость сокрытия данных, стойкость к сжатию и шумам. Экспериментально система была успешно протестирована на терагерцовом излучении с использованием 3D-печати дифракционного слоя. Результаты совпали с численным моделированием, продемонстрировав точность метода.

Разработка открывает новые возможности для обработки и передачи конфиденциальных визуальных данных в различных сферах, требующих повышенной безопасности коммуникаций.

Весьма интересная разработка. Привлекает, что она отчасти аналоговая. Сам дифракционный процессор. Я +- понял, в чем ее суть, и могу быть уверенным, что эта штука взломоустойчивая, но только если паттерн шифрования самого процессора может постоянно изменяться.

Источник: ссылка

Литий из воды

Ни для кого не секрет, что Китай лидер по добыче лития и тем самым по производству аккумуляторов такого типа. И судя по следующей новости, свою позицию они ни с кем делить не собираются.

Исследователи из Института биоэнергетики и биопроцессов в Циндао разработали инновационную мембрану из кристаллического нитрида углерода для извлечения лития. Эта мембрана имитирует структуру биологических ионных каналов и демонстрирует выдающиеся селективность и стабильность в разделении ионов лития и магния в рассолах соляных озер.

Мембрана состоит из кристаллического политриазиноимида (PTI) - формы нитрида углерода с плотноупакованными нанопорами около 0,3 нм в диаметре, и аморфного полимерного нитрида углерода (PCN). PTI обеспечивает высокую селективность за счет узких пор, способных пропускать только обезвоженные ионы лития. PCN же "сваривает" кристаллы PTI в сплошную мембрану, предотвращая утечку ионов.

Благодаря идеальному сочетанию узких пор и электроотрицательных лигандов, мембрана обеспечивает почти барьерный транспорт ионов лития, но затрудняет прохождение крупных гидратированных ионов магния. Компьютерное моделирование показало, что ионы лития могут свободно перемещаться по зигзагообразным порам PTI, периодически связываясь с азотными лигандами.

В экспериментах мембрана продемонстрировала выдающуюся селективность 1708 для извлечения разбавленного лития (0,002 М) из концентрированного магниевого раствора (1,0 М). Ее работоспособность сохранялась на протяжении более 200 часов испытаний. Это открывает новые возможности для эффективной добычи лития - ключевого элемента для аккумуляторов и возобновляемой энергетики.

Источник: ссылка

Робот-водитель

Команда робототехников из Токийского университета разработала мускулоскелетного гуманоидного робота Musashi, способного управлять автомобилем в режиме автономного вождения. В отличие от большинства подходов, нацеленных на полную автоматизацию автомобиля, в данном случае в обычный автомобиль помещается робот-водитель.

Musashi имеет антропоморфную конструкцию с двумя руками, двумя ногами, стопами, кистями, туловищем, шеей и головой. Робот оснащен подвижным блоком глаз с высокоразрешающими камерами, гибкими кистями рук со встроенными пружинами для регулировки жесткости пальцев и стопами с датчиками сил, измеряющими нагрузку по всей поверхности. Гибкая конструкция позволяет роботу адаптироваться к сложным ситуациям при вождении и работать с различными элементами управления автомобиля.

Программное обеспечение робота включает модули для обучения, распознавания объектов, управления движениями и рефлекторного контроля безопасности. Нейросетевые модели обучаются на основе данных, полученных при случайных командах управления, что позволяет роботу адаптироваться к динамике автомобиля и точно воспроизводить необходимые траектории движения.

В ходе экспериментов Musashi успешно выполнял операции по вождению, такие как управление рулевым колесом, педалями газа и тормоза, а также распознавание людей и дорожных объектов с помощью камер и звуковых датчиков. Тем не менее, существуют некоторые ограничения, включая недостаточную скорость реакции, сложность работы в разных средах и ограниченные возможности распознавания в ночное время.

Исследователи продолжают работу над совершенствованием аппаратного и программного обеспечения робота, чтобы повысить безопасность и точность управления в реальных дорожных условиях. Цель состоит в создании роботизированной системы автономного вождения, способной конкурировать с человеком-водителем или даже превзойти его по некоторым показателям.

Я не мог не взять эту новость. Но откровенно говоря, полнейший абсурд. У меня даже слов нет, чтобы описать всю нелепость этой разработки. Я приведу пару примеров, почему я так считаю. Во-первых, это адаптация, ни один современный робот, и думаю в ближайшее десятилетие тоже, не сможет даже близко с такой же скоростью, как человек, адаптироваться к резко изменяющейся ситуации с машиной или дорогой. Во-вторых, роботы и так не самые умные сегодня, так у него для ограниченного обзора изнутри машины всего в арсенале две камеры, это смех, достаточно просто посмотреть, сколько различных датчиков и аппаратуры напихано вокруг любого беспилотного транспорта, и то сегодня это достаточно сомнительный инструмент. Ну и в-третьих, банально робот занимает 1 место, а для стандартной легковушки это 20%. Я, конечно, могу заблуждаться в своих выводах, но думаю, минимум 90% со мной согласятся.

Источник: ссылка

Снайперский антибиотик

Ученые разработали новый "умный" антибиотик лоламицин, который избирательно атакует только патогенные (болезнетворные) бактерии, не причиняя вреда полезным микроорганизмам в кишечнике. В экспериментах на клеточных культурах лоламицин эффективно подавлял рост более 130 штаммов бактерий с множественной лекарственной устойчивостью. А в опытах на мышах с сепсисом и пневмонией, вызванными супербактериями, препарат спас 100% животных с сепсисом и 70% с пневмонией.

Обычные антибиотики уничтожают как патогенные, так и полезные бактерии, нарушая микробиом кишечника. Это повышает риск развития вторичных инфекций, таких как клостридиальная инфекция, а также может вызывать проблемы с желудочно-кишечным трактом, почками и печенью. Бактерии делятся на два основных типа: грамположительные с тонкой оболочкой и грамотрицательные с прочной двойной мембраной. Большинство устойчивых к лечению патогенных бактерий относятся к грамотрицательному типу, как и значительная часть полезной кишечной микрофлоры.

Лоламицин нацеливается на систему транспорта липопротеинов Lol, которая присутствует только у грамотрицательных бактерий и генетически различается у патогенов и кишечной микрофлоры. Это позволяет препарату избирательно поражать болезнетворные микроорганизмы, не затрагивая местных жителей.

В ходе тестирования, в отличие от обычных антибиотиков, лоламицин не вызывал существенных изменений в составе кишечного микробиома мышей за трехдневный курс лечения и последующие 28 дней наблюдения.

Однако требуются многолетние дополнительные исследования для оценки эффективности и безопасности лоламицина, включая тестирование на других бактериальных штаммах, изучение токсичности и определение скорости развития устойчивости. Разработчики считают лоламицин перспективным прототипом для создания антибиотиков нового поколения против супербактерий.

Источник: ссылка

Китай на обратной стороне Луны

Следующей новости уже правда 2 недели, в силу особенностей моих выпусков, но я думаю, лучше поздно, чем никогда, тем более что история еще не завершена, по крайней мере на момент записи.

Китайский космический аппарат "Чанъэ-6" уже вот-вот доставит на Землю первые образцы грунта, собранные на обратной стороне Луны. Посадочный модуль совершил историческую мягкую посадку на лунном бассейне Южный полюс — Эйткен, одном из древнейших ударных кратеров в Солнечной системе.

После высадки модуль приступил к операциям по сбору лунного реголита (поверхностного грунта). Для этого он использовал черпак для захвата образцов с поверхности и дрель для извлечения более глубинного материала. В общей сложности было собрано около 2 кг лунных пород.

Процесс посадки и забора проб проходил полностью в автоматическом режиме под управлением бортовых систем зонда. Из-за отсутствия прямой радиосвязи с Землей команды передавались через специальный ретранслятор Queqiao-2 на окололунной орбите.

После завершения операций на поверхности спускаемый аппарат с контейнером образцов отделился и при помощи ракетного ускорителя был выведен на окололунную орбиту для стыковки с орбитальным модулем станции. В дальнейшем образцы будут перегружены в возвращаемую капсулу для доставки на Землю.

Собранные "Чанъэ-6" лунные породы являются уникальными, так как ранее пробы собирались только на видимой стороне Луны. Изучение этих новых материалов позволит ученым лучше понять различия между двумя лунными полушариями, а также раскрыть ранние этапы формирования и эволюции естественного спутника Земли.

Источник: ссылка

Грибы, едящие пластик

Исследователи из Нидерландского института исследования моря (NIOZ) и других организаций обнаружили необычный морской гриб Паренгиодонтиум альбум, способный разлагать одну из наиболее распространенных разновидностей пластика в океане - полиэтилен (ПЭ). Находка была сделана в районе Большого Тихоокеанского мусорного пятна - скопления пластикового мусора в северной части Тихого океана.

В лабораторных условиях ученые проследили процесс разложения ПЭ грибком с использованием меченого углерода (13С). Оказалось, что гриб может расщеплять полиэтиленовые частицы, предварительно подвергнутые воздействию ультрафиолетового излучения, имитирующего солнечный свет. Скорость разложения составляет около 0,05% в день.

Однако большая часть углерода из разлагаемого ПЭ не усваивается грибком, а выделяется обратно в виде углекислого газа (СО2). Учёные считают, что этот процесс не представляет новой угрозы, поскольку выбросы CO2 сопоставимы с количеством, выдыхаемым человеком.

Ученые предполагают, что в более глубоких слоях океана могут существовать и другие виды грибов, пока не обнаруженные, способные разлагать пластик без предварительного воздействия ультрафиолета. Поиск таких организмов важен, поскольку ежегодно в мировой океан попадают сотни миллионов тонн пластиковых отходов, часть которых оседает на дне, не подвергаясь солнечному свету.

Возможность биологической утилизации пластика посредством морских грибов представляет интерес для решения проблемы загрязнения океанов. Однако требуются дальнейшие исследования динамики этого процесса и его последствий.

Ну что ж, посмотрим, к чему это всё приведёт. Вообще появление таких грибов было ожидаемо. Когда есть потенциальная пища, содержащая в себе энергию, появятся и те, кто эту энергию научится потреблять. И я, кстати, не понимаю одного: вот у меня было столько новостей про улавливание и переработку углекислого газа в полезные элементы, почему бы просто не пиролизировать пластик, тем самым получая из него различные нефтепродукты, а выделяемый при этом всём углекислый газ так же улавливать и перерабатывать во что-то полезное.

Источник: ссылка

Инсулин под язык

Ученые из Университета Британской Колумбии (UBC) разработали новый безболезненный метод доставки инсулина - сублингвальные капли, которые нужно просто капать под язык. Это потенциально может заменить необходимость в инъекциях инсулина для пациентов с диабетом.

Обычно пероральный прием инсулина неэффективен, так как его крупные молекулы плохо проникают через клетки желудочно-кишечного тракта. Чтобы решить эту проблему, исследователи объединили инсулин с особыми белковыми молекулами - клеточными проникающими пептидами (CPP).

CPP действуют как "проводники", помогая инсулину преодолевать клеточные мембраны и попадать в кровоток. В данной разработке использовались CPP, полученные из побочных продуктов рыбы. Они делают клетки более проницаемыми для молекул инсулина.

В доклинических испытаниях на мышах инсулин с CPP успешно проникал в кровоток при сублингвальном введении и эффективно контролировал уровень глюкозы, как и при инъекциях. Без добавления CPP инсулин оставался в клетках полости рта и не поступал в кровь.

Для людей с диабетом поддержание нормального уровня глюкозы критически важно во избежание таких осложнений, как повреждение глаз, почек, нервов и ампутация конечностей. Однако многократные ежедневные инъекции инсулина существенно снижают качество жизни.

Разработка UBC открывает новые возможности для безболезненного и удобного контроля диабета. Капли под язык должны обеспечить быструю доставку инсулина в кровь без риска заражения или травм от игл. Команда работает над лицензированием технологии для коммерческого партнера.

Источник: ссылка

Атомная батарейка

Калифорнийская компания Infinity Power разработала высокоэффективную и долговечную атомную батарею на основе электрохимического преобразования энергии радиоизотопов. Согласно пресс-релизу, коэффициент полезного действия (КПД) этого нового источника энергии превышает 60%, что в разы выше предыдущих атомных батарей с КПД всего в несколько процентов.

Принцип работы заключается в использовании энергии, высвобождаемой при распаде ядерных изотопов, и ее преобразовании в электрическую энергию с помощью электрохимического метода конверсии. Жидкая форма радиоизотопов создает более широкий и эффективный канал для сбора электронов, обеспечивая высокую эффективность преобразования.

Миниатюрное устройство размером с монету способно генерировать десятки милливатт энергии на протяжении более 100 лет. Масштабируемость технологии позволяет получать мощность от нановатт до киловатт, что делает батарею пригодной для разных применений – от медицинских имплантатов до энергоснабжения удаленных объектов и космических миссий.

Высокий КПД означает необходимость меньшего количества радиоактивного материала и более широкий выбор изотопов по сравнению с другими источниками питания. Компания разрабатывает усовершенствованную конструкцию для обеспечения надлежащей радиационной защиты.

Новая технология призвана решить проблему периодической подзарядки портативных устройств в системах, требующих бесперебойной работы. Интегрированные радиоизотопы могут обеспечивать электроэнергию в течение длительных периодов без поиска внешних источников питания.

Информации о том, насколько это будет радиоактивно и опасно в наших с вами гаджетах и устройствах, я не нашёл. Поэтому судить о гражданской повседневной эксплуатации такого чуда пока нет смысла. Но если у компании получится сделать батарею безопасной, то может быть уже скоро увидим и в быту. Но для остальных областей это будет полезно безусловно уже сейчас.

Источник: ссылка

Китайский Мега-Коллайдер

Китайские инженеры разработали проект 100-километрового Кругового электрон-позитронного коллайдера (CEPC). По оценкам, стоимость этого крупнейшего в мире ускорителя частиц составит 36,4 млрд юаней (5,2 млрд долларов), что значительно дешевле по сравнению с проектируемым в Европе Будущим кольцевым коллайдером (17 млрд долларов).

Внутри подземного 100-километрового туннеля CEPC будут сталкиваться электроны и их античастицы позитроны при чрезвычайно высоких энергиях. В результате образуются миллионы бозонов Хиггса, что позволит изучать эти загадочные частицы, в теории дающие массу всему сущему, с беспрецедентной точностью.

Детальные измерения бозона Хиггса могут помочь исследовать фундаментальные вопросы, выходящие за рамки Стандартной модели, такие как природа темной материи и преобладание обычной материи над антиматерией во Вселенной.

Проект CEPC будет предложен для утверждения китайскому правительству в следующем году. При одобрении строительство начнется в 2027 году и продлится около 10 лет. Многие компоненты будущего коллайдера уже тестируются на других объектах в Китае.

Отчет о техническом проектировании демонстрирует способность Китая построить ускоритель частиц CEPC с небольшой помощью иностранных экспертов. Однако для разработки детекторов коллайдера, вероятно, потребуется международное сотрудничество.

Помимо финансовых вызовов, проекту CEPC может быть сложно привлечь зарубежное финансирование из-за геополитических трений. Тем не менее, в Китае рассчитывают на международные усилия, поскольку иностранные исследователи уже принимают активное участие во многих крупных научных установках страны.

Источник: ссылка

Табак - молочник

Олигосахариды грудного молока (ОГМ) - важные биоактивные молекулы, определяющие ценность грудного молока для здоровья младенцев. Около 200 различных ОГМ способствуют формированию полезной микрофлоры кишечника, снижают риск инфекций и других заболеваний у новорожденных. Однако в современных молочных смесях обычно содержится лишь один-два вида ОГМ из-за сложности их промышленного производства.

В новом исследовании ученые из Калифорнийского университета модифицировали растение Табак Бентхама, внедрив гены для синтеза ферментов, необходимых для биосинтеза ОГМ. Генетически модифицированные растения продуцировали 11 известных типов ОГМ, включая нейтральные, фукозилированные и кислые формы. Это наибольшее разнообразие ОГМ, полученное в одном гетерологичном организме.

Исследователи оптимизировали продукцию конкретных ОГМ, таких как LNFP1, регулируя пути биосинтеза нуклеотид-сахаров. Удалось получить стабильные трансгенные линии табака с повышенным накоплением этого олигосахарида и фукозиллактозы. Очищенные из растений ОГМ проявили бифидогенную активность in vitro, сравнимую с ОГМ из грудного молока.

Техно-экономический анализ показал, что производство ОГМ в культурных растениях может быть более экономически выгодным по сравнению с микробными платформами для сложных молекул. Растения способны использовать атмосферный CO2 и легкодоступную биомассу для синтеза ценных соединений в промышленных масштабах.

Таким образом, получение ОГМ в генно-модифицированных растениях открывает перспективы для обогащения детских смесей и создания продуктов для взрослых с пребиотическими свойствами. Это позволит расширить исследования биоактивности ранее недоступных сложных ОГМ.

Биоинженерия, конечно, творит чудеса. Если бы я в школе знал, чего можно наколдовать в этой сфере, то точно бы сделал упор на биологию и химию. Как минимум сегодня я считаю, что за биотехнологиями будущее человечества.

Источник: ссылка

Исследователи из Университета Махидол в Таиланде работают над разработкой новых видов экокожи из ананасовых листьев. Первые образцы были получены еще в 2019 году, однако они значительно уступали натуральной коже животных по основным характеристикам. Задачей группы под руководством профессора Тавичаи Аморнсакчая является создание материала, который позволит изготавливать качественные изделия из кожи без необходимости убивать животных.

Основой нового материала становится биомусор – листья ананасовой пальмы, которые обычно выбрасываются при сборе плодов. Листья измельчают, сушат и просеивают для отделения волокнистых частиц от неволокнистых фрагментов. Волокна затем смешивают с различными химикатами, формируют тонкий слой, который покрывают жидким каучуком. После этого материал выдерживается при 70 °C в течение 24 часов, и "экокожа" готова к использованию.

Новый материал обладает пределом прочности на разрыв в 12,3 МПа, что в 60 раз превышает показатели наиболее прочного аналога кожи MuSkin, изготовленного из грибных волокон. Ранее низкая прочность и износостойкость мешали созданию коммерчески успешной версии "растительной кожи", которая не могла выдерживать длительной эксплуатации. Теперь эта проблема решена, однако перед исследователями стоит ряд других трудностей.

Кожа из ананасов имеет отличия по внешнему виду, тактильным свойствам и текстуре по сравнению с выделанной кожей животных. Эти различия можно устранить с помощью дополнительной химической обработки материала, что остается предметом дальнейших экспериментов. Например, недавно исследователи освоили окраску материала с использованием натуральных красителей, таких как кофе и морковь, что позволяет избежать применения токсичных веществ.

источник