Araignées robotiques, batteries en sueur et béton vivant: 8 technologies futures qui existent déjà
Miscellanea / / July 25, 2023
1. Nécroarachnobots
Fragment vidéo: Université Rice
Parfois, les nouvelles technologies peuvent être extrêmement intrigantes et en même temps si effrayantes, comme si tout se passait dans un film d'horreur.
Ingénieurs de l'Université Rice a appris transformer les araignées mortes en robots attrapeurs. Le responsable du projet, Daniel Preston de la George Brown School of Engineering, a découvert que même après la mort, les araignées conservent une structure corporelle idéale pour capturer divers objets.
Les araignées utilisent l'hydraulique pour déplacer leurs membres. Dans leur céphalothorax (prosoma), il y a une chambre spéciale qui se contracte ou se dilate, ce qui conduit à une transfusion sanguine (hémolymphe). Lorsque la pression est réduite, les jambes sont pliées; lorsqu'elle est augmentée, elles ne sont pas pliées.
Les scientifiques ont réussi à faire bouger les membres d'une araignée-loup morte en enfonçant une aiguille dans son prosoma. "Necrorobot" a réussi à saisir et à déplacer des objets, y compris des cartes de circuits imprimés et leurs proches.
Une araignée morte soulevait environ 130 % de son propre poids, et parfois bien plus.
En même temps, il réussit à fléchir et à étendre ses membres mille fois de suite avant qu'ils ne se cassent. Des chercheurs lier c'est la déshydratation des articulations. Et ils pensent qu'il est possible de surmonter la limitation si les jambes sont recouvertes de polymères durables.
Vous vous demandez peut-être: pourquoi apprendre aux araignées mortes à saisir des objets? Eh bien, les perspectives pour les "nécrorobots" sont excellentes. Ils peuvent faire de petits travaux comme assembler des appareils électroniques, tuer des parasites ou même être utiles en médecine. Étant donné que les araignées elles-mêmes sont biodégradables, la "nécrorobotique" est également respectueuse de l'environnement.
Peut-être qu'à l'avenir, il se transformera en robots des cadavres plus grands que ceux araignées. Bien sûr, tout cela rappelle l'intrigue du Frankenstein de Mary Shelley, mais ne vous inquiétez pas. En réalité, les morts s'en moqueront.
2. batteries de sable
Les énergies renouvelables sont souvent critiquées pour le fait que l'électricité qu'elles génèrent ne peut pas être stockée. Stocker du charbon ou de l'essence n'est pas difficile, contrairement à l'énergie que génèrent les éoliennes et les panneaux solaires. Bien sûr, il existe des batteries, mais le lithium est une ressource coûteuse pour celles-ci, et, en plus, toxique.
Le développement des ingénieurs finlandais de Polar Night Energy peut résoudre le problème. trouvé une façon de stocker l'énergie littéralement dans le sable. Ils ont pris un conteneur en acier de 4 × 7 m et l'ont rempli de 100 tonnes de sable, puis ont utilisé l'énergie éolienne et solaire pour le chauffer.
Le résultat est une batterie thermique ou, comme on l'appelle aussi, une batterie thermoélectrique.
Le principe de son fonctionnement basé sur l'effet thermoélectrique, qui se produit lorsque la différence de température dans différentes couches du fluide de travail de la batterie. Sable ou un autre liquide de refroidissement similaire est chauffé à une température élevée, puis la chaleur est transférée à travers modules thermoélectriques contenant des matériaux semi-conducteurs, qui génèrent de l'électricité actuel.
Ces batteries sont un moyen très efficace de stocker l'électricité excédentaire et leur fabrication est extrêmement peu coûteuse. Cela permettra d'utiliser plus pleinement les sources d'énergie renouvelables et de résoudre le problème de sa production inégale.
Comme vous pouvez le voir, les technologies qui peuvent améliorer l'avenir de l'humanité n'ont pas besoin d'être complexes. Certains d'entre eux sont assez simples, mais très efficaces.
3. catapulte spatiale
Extrait vidéo: SpinLaunch
Alors qu'Elon Musk essaie d'obtenir les meilleures performances des bons vieux moteurs de fusée, les gens de SpinLaunch décidé allez de manière plus originale et lancez une cargaison en orbite à l'aide d'une catapulte spatiale. Et ils ont déjà un prototype fonctionnel qui a été testé.
Au lieu de brûler des carburants chimiques traditionnels, le SpinLaunch lance des objets dans l'espace en utilisant l'énergie cinétique. C'est-à-dire qu'il faut simplement tourne et jette le satellite dans la lumière blanche comme un joli sou. Ensuite, il doit encore utiliser des moteurs chimiques pour stabiliser l'orbite. Mais pouvoir aller dans l'espace sans avoir à construire une énorme fusée est toujours impressionnant.
SpinLaunch affirme que son système réduit les coûts de carburant et d'infrastructure pour les lancements par un facteur de 10. Vous donnez de l'espace disponible dans chaque cour.
Certes, pour lancer un satellite, il faut le disperser dans centrifuger jusqu'à une vitesse de 8 000 km/h, et il subit des surcharges de 10 000 G. Naturellement, une telle chose catapulte une personne en orbite uniquement à l'état liquide - elle éclaboussera littéralement les passagers sur le premier espace. Mais il fera face aux charges inanimées avec un bang.
4. Supercondensateur en sueur
Vous n'êtes pas fatigué de recharger votre téléphone, votre smartwatch, vos écouteurs et autres gadgets tout le temps? Des spécialistes de la James Watt School of Engineering de l'Université de Glasgow ont décidé de régler ce problème une fois pour toutes. Ils ont développé un nouveau type de supercondensateur flexible dans lequel l'électrolyte des batteries conventionnelles est remplacé Alors.
Lorsque le tissu en polyester cellulose absorbe les fluides corporels humains, les ions positifs et négatifs de la sueur interagir avec la surface du polymère qui la recouvre et provoquer une réaction électrochimique qui génère de l'énergie. Un supercondensateur textile intelligent peut être entièrement chargé en absorbant aussi peu que 20 microlitres de liquide. Et il est tout à fait capable de supporter 4 000 cycles de charge et de décharge.
Imaginez que vous n'ayez plus besoin d'enlever votre bracelet de fitness pour le mettre en charge - mettez-le et portez-le.
Et si un tel polymère est tissé dans un sweat-shirt, il sera alors possible de jogging alimentez également votre smartphone. Mais ces batteries ont une application plus importante - elles peuvent être utilisées dans les stimulateurs cardiaques, les capteurs suivi des signes vitaux et autres dispositifs médicaux portables nécessitant une surveillance continue nutrition.
La sueur humaine en tant que corps de travail d'une batterie est également prometteuse car elle est respectueuse de l'environnement. Contrairement au même lithium toxique, vous pouvez vous en renverser autant que vous le souhaitez.
5. Béton "vivant"
En principe, le béton autocicatrisant n'est pas une nouvelle technologie. Il existe des matériaux qui peuvent réparation fissures microscopiques, empêchant leur expansion et empêchant la pénétration de l'humidité et l'impact des environnements agressifs. Habituellement, des microcapsules avec des agents de réparation ou des fibres sont ajoutées à la composition du béton autocicatrisant, qui durcissent au contact de l'eau.
Mais des scientifiques de l'Université du Colorado à Boulder ont décidé d'aller plus loin et créé littéralement « matériaux de construction vivants » (matériaux de construction vivants, LBM). Il est composé d'hydrogel et de sable, qui ont été complétés par des cyanobactéries photosynthétiques Synechococcus. Lorsque des fissures apparaissent dans la structure de ce matériau, les cyanobactéries entament le processus de biominéralisation, guérissant littéralement les dégâts.
Les scientifiques pensent que leur "concret avec bactéries"vous permettra de créer des structures qui peuvent non seulement "guérir" les fissures par elles-mêmes, mais aussi absorber les toxines dangereuses de l'air et même briller sur commande. Aimez-vous la perspective de vous installer dans une maison "vivante" ?
6. dissolvant de carbone
À l'heure actuelle, la tâche vitale de réduire le CO2 dans l'atmosphère de la planète, nos amis verts, les arbres, fonctionnent à l'aide d'une technologie de photosynthèse éprouvée depuis des milliards d'années. De nouveaux développements peuvent faciliter leur mission difficile en absorbant plus de dioxyde de carbone et en occupant une zone plus petite.
Entreprise suisse Climeworks lancé en Islande, Orca est la plus grande usine de capture et de stockage de carbone au monde, utilisant une technologie appelée DAC (Direct Air Capture). Le principe est extrêmement simple: la plante aspire l'air qui l'entoure, puis le filtre. Comme à la maison climatiseur, juste énorme.
La construction de l'Orca a débuté en mai 2020 et s'est achevée en moins de 15 mois grâce à sa conception modulaire simple. Dans le même temps, il est capable d'éliminer annuellement 4 000 tonnes de CO de l'atmosphère.2.
Le dioxyde de carbone capturé par la plante est mélangé à de l'eau et envoyé profondément dans la terre. En quelques années, ce CO2 réagit avec le basalte naturel et se transforme en minéraux carbonatés solides. De plus, le dioxyde de carbone collecté peut être traité et utilisé pour créer du carburant synthétique.
7. Impression 3D d'os et d'organes
L'impression 3D est une industrie extrêmement prometteuse qui peut fournir à l'humanité n'importe quoi, des maisons bon marché aux moteurs spatiaux. Mais l'une des applications les plus intrigantes de cette technologie est la création d'os et d'organes internes sur des imprimantes 3D.
Société Ossiform crée prothèses individuelles de divers os en biocéramique et phosphate tricalcique - matériaux dont les propriétés sont similaires à celles du tissu osseux du corps humain. Les médecins réalisent une IRM pour obtenir des informations sur l'os à remplacer, qui sont ensuite transmises à Ossiform. Sur la base de ces informations, la société crée un modèle 3D de l'implant, qui est spécialement conçu pour chaque patient et imite avec précision la forme et la structure anatomiques des vrais os. Le chirurgien vérifie la conception et une fois l'implant imprimé en 3D, il peut être utilisé pendant la chirurgie.
Outre l'implantation dans le corps humain, les produits Ossiform conviennent également à la formation des chirurgiens.
Une autre utilisation prometteuse des imprimantes 3D en médecine est l'impression d'organes humains. La technologie repose sur l'utilisation de matériaux biologiquement compatibles, tels que des biopolymères et des cellules prélevées sur un donneur, souvent sur le patient lui-même.
Imprimante spéciale couches ces matériaux, suivant un ordre strict, pour créer une structure tridimensionnelle de l'organe. Puis les cellules incrustées dans le matériau se développent et absorbent le polymère, formant sur celui-ci, comme sur une charpente, des tissus, des organes, et parfois des parties entières du corps.
Par exemple, de cette façon un jour imprimé nez. Ils l'ont attaché à l'avant-bras du patient, il y a pris racine pendant quelques mois, puis il a été transplanté sur le visage.
Et même la rétine humaine peut être imprimée en 3D à l'aide de cellules souches. Cette technologie développé scientifiques du US National Eye Institute en 2022.
8. Funérailles écologiques aux champignons
La surpopulation de la planète est un problème sérieux, non seulement parce que des milliards de personnes ont besoin de quoi se nourrir, mais aussi parce qu'elles ont encore toutes besoin d'être enterrées quelque part. Les terres utilisées pour les cimetières ne pourront bientôt plus convenir à aucun autre usage, car les produits de la décomposition cadavérique ne permettent pas d'y faire pousser des plantes utiles.
La crémation n'est pas non plus une option, car beaucoup d'énergie est dépensée pour brûler les corps. De plus, l'ambiance jeté beaucoup de dioxyde de carbone et même de mercure nocif - lors de l'évaporation des obturations dentaires.
Mais la technologie originale des funérailles « vertes », déjà utilisée aux États-Unis et en Grande-Bretagne, permet de se débarrasser des corps sans aucun dommage pour la nature. Défunt mis dans un récipient spécial où une décomposition contrôlée a lieu sous l'influence de champignons et de micro-organismes spécialement sélectionnés. Les moisissures et les champignons du genre Agaricus se nourrissent de matières organiques, y compris des restes. Ils décomposent les protéines, les glucides et les graisses, les transformant en humus et en nutriments.
À la suite de ce processus, un compost de champignons est formé, qui peut être utilisé pour engrais. Non seulement le compostage réduit les effets nocifs des produits de décomposition sur l'environnement, mais il contribue également à la restauration rapide de la fertilité des sols.
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