Aranhas-robôs, baterias suadas e concreto vivo: 8 tecnologias futuras que já existem

1. Necroarachnobots

Fragmento de vídeo: Rice University

Às vezes, as novas tecnologias podem ser extremamente intrigantes e ao mesmo tempo assustadoras, como se tudo estivesse acontecendo em um filme de terror.

Engenheiros da Universidade Rice Aprendeu transforme aranhas mortas em robôs agarradores. O chefe do projeto, Daniel Preston, da George Brown School of Engineering, descobriu que, mesmo após a morte, as aranhas mantêm uma estrutura corporal ideal para capturar vários objetos.

As aranhas usam sistemas hidráulicos para mover seus membros. Em seu cefalotórax (prossoma) existe uma câmara especial que se contrai ou se expande, o que leva à transfusão de sangue (hemolinfa). Quando a pressão é reduzida, as pernas são dobradas; quando é aumentada, elas não são dobradas.

Os cientistas conseguiram fazer com que uma aranha-lobo morta movesse seus membros enfiando uma agulha em seu prossoma. "Necrorobot" agarrou e moveu coisas com sucesso, incluindo placas de circuito impresso e seus parentes.

Uma aranha morta levantou cerca de 130% de seu próprio peso e, às vezes, muito mais.

Ao mesmo tempo, ele flexionou e estendeu com sucesso seus membros mil vezes seguidas antes de quebrar. Pesquisadores vincular é a desidratação das articulações. E eles acreditam que é possível superar a limitação se as pernas forem cobertas com polímeros duráveis.

Você pode perguntar: por que ensinar aranhas mortas a agarrar objetos? Bem, as perspectivas para os "necrorobôs" são ótimas. Eles podem fazer pequenos trabalhos como montar eletrônicos, matar pragas ou até mesmo ser úteis na medicina. Dado que as próprias aranhas são biodegradáveis, a "necrorobótica" também é ecologicamente correta.

Talvez no futuro se transforme em robôs cadáveres maiores do que aqueles aranhas. Claro, tudo isso lembra o enredo de Frankenstein de Mary Shelley, mas não se preocupe. Na realidade, os mortos não se importarão.

2. baterias de areia

A energia renovável é frequentemente criticada pelo fato de que a eletricidade que ela gera não pode ser armazenada. Armazenar carvão ou gasolina não é difícil, ao contrário da energia gerada por moinhos de vento e painéis solares. Claro, existem baterias, mas o lítio é um recurso caro para elas e, além disso, tóxico.

O desenvolvimento de engenheiros finlandeses da Polar Night Energy pode resolver o problema. encontrado uma forma de armazenar energia literalmente na areia. Eles pegaram um contêiner de aço de 4×7m e o encheram com 100 toneladas de areia, depois usaram energia eólica e solar para aquecê-lo.

O resultado é uma bateria térmica ou, como também é chamada, bateria termoelétrica.

O princípio de seu funcionamento baseado sobre o efeito termoelétrico, que ocorre quando a diferença de temperatura em diferentes camadas do fluido de trabalho da bateria. Areia ou outro refrigerante semelhante é aquecido a uma temperatura alta, então o calor é transferido através módulos termoelétricos contendo materiais semicondutores, que geram eletricidade atual.

Essas baterias são uma maneira muito eficiente de armazenar o excesso de eletricidade e são extremamente baratas de fabricar. Isso permitirá o uso mais completo de fontes de energia renováveis ​​e resolverá o problema de sua produção desigual.

Como você pode ver, as tecnologias que podem melhorar o futuro da humanidade não precisam ser complexas. Alguns deles são bastante simples, mas muito eficazes.

3. catapulta espacial

Trecho do vídeo: SpinLaunch

Enquanto Elon Musk está tentando extrair o melhor desempenho dos bons e velhos motores de foguete, o pessoal da SpinLaunch decidiu vá de uma forma mais original e jogue a carga em órbita usando uma catapulta espacial. E eles já têm um protótipo funcional que foi testado.

Em vez de queimar combustíveis químicos tradicionais, o SpinLaunch lança objetos no espaço usando energia cinética. Ou seja, basta rotaciona e joga o satélite na luz branca como uma bela moeda. Então ele ainda tem que usar motores químicos para estabilizar a órbita. Mas ser capaz de chegar ao espaço sem ter que construir um enorme foguete ainda é impressionante.

A SpinLaunch afirma que seu sistema reduz os custos de combustível e infraestrutura para lançamentos em um fator de 10. Você dá espaço disponível em cada quintal.

É verdade que, para lançar um satélite, ele deve ser disperso em centrifugar até uma velocidade de 8.000 km / he experimenta sobrecargas de 10.000 G. Naturalmente, tal coisa catapulta uma pessoa para a órbita apenas em estado líquido - literalmente espirrará passageiros no primeiro espaço. Mas ele lidará com cargas inanimadas com um estrondo.

4. supercapacitor suado

Você não está cansado de carregar seu telefone, smartwatch, fones de ouvido e outros gadgets o tempo todo? Especialistas da Escola de Engenharia James Watt da Universidade de Glasgow decidiram lidar com esse problema de uma vez por todas. Eles desenvolveram um novo tipo de supercapacitor flexível no qual o eletrólito das baterias convencionais é substituído Então.

Quando o tecido de celulose de poliéster absorve o fluido do corpo humano, os íons positivos e negativos do suor interagir com a superfície do polímero que o recobre e provoca uma reação eletroquímica que gera energia. Um supercapacitor têxtil inteligente pode ser totalmente carregado absorvendo apenas 20 microlitros de líquido. E é capaz de suportar 4.000 ciclos de carga e descarga.

Imagine que você não precisa mais tirar sua pulseira de fitness para carregá-la - coloque-a e use-a.

E se esse polímero for tecido em um moletom, será possível corrida também alimente seu smartphone. Mas essas baterias têm uma aplicação mais importante - elas podem ser usadas em marcapassos, sensores rastreamento de sinais vitais e outros dispositivos médicos vestíveis que requerem monitoramento contínuo nutrição.

O suor humano como corpo funcional de uma bateria também é promissor porque é ecologicamente correto. Ao contrário do mesmo lítio tóxico, você pode derramar em si mesmo o quanto quiser.

5. Concreto "vivo"

Em princípio, o concreto autorreparável não é uma tecnologia nova. Existem materiais que podem reparar trincas microscópicas, impedindo sua expansão e impedindo a penetração de umidade e o impacto de ambientes agressivos. Normalmente, na composição do concreto autocicatrizante são adicionadas microcápsulas com agentes reparadores ou fibras, que endurecem ao entrar em contato com a água.

Mas cientistas da Universidade do Colorado em Boulder decidiram ir além e criada literalmente "materiais de construção vivos" (materiais de construção vivos, LBM). É feito de hidrogel e areia, que foram suplementados com cianobactérias fotossintéticas Synechococcus. Quando surgem fissuras na estrutura desse material, as cianobactérias iniciam o processo de biomineralização, literalmente curando o dano.

Os cientistas acreditam que seu "concreto com bactérias"permitirá que você crie estruturas que podem não apenas "curar" rachaduras por conta própria, mas também absorver toxinas perigosas do ar e até mesmo brilhar sob comando. Você gosta da perspectiva de se estabelecer em uma casa "viva"?

6. removedor de carbono

No momento, a tarefa vital de reduzir o CO₂ na atmosfera do planeta, nossas amigas verdes, as árvores, atuam com a ajuda da tecnologia de fotossíntese comprovada há bilhões de anos. Novos desenvolvimentos podem facilitar sua difícil missão, absorvendo mais dióxido de carbono e ocupando uma área menor.

empresa suíça Climeworks lançado na Islândia, a Orca é a maior planta de captura e armazenamento de carbono do mundo, utilizando uma tecnologia chamada DAC (Direct Air Capture). O princípio é extremamente simples: a planta suga o ar ao seu redor e depois o filtra. Assim como em casa ar condicionado, simplesmente enorme.

A construção do Orca começou em maio de 2020 e foi concluída em menos de 15 meses, graças ao seu design modular simples. Ao mesmo tempo, é capaz de remover anualmente 4.000 toneladas de CO da atmosfera.₂.

O dióxido de carbono capturado pela planta é misturado com água e enviado para as profundezas da terra. Dentro de alguns anos este CO₂ reage com o basalto natural e se transforma em minerais sólidos de carbonato. Além disso, o dióxido de carbono coletado pode ser processado e usado para criar combustível sintético.

7. Impressão 3D de ossos e órgãos

A impressão 3D é uma indústria extremamente promissora que pode fornecer à humanidade qualquer coisa, desde casas baratas até motores espaciais. Mas uma das aplicações mais intrigantes dessa tecnologia é a criação de ossos e órgãos internos em impressoras 3D.

Companhia Ossiforme cria próteses individuais de vários ossos feitas de biocerâmica e fosfato tricálcico - materiais cujas propriedades são semelhantes às do tecido ósseo do corpo humano. Os médicos realizam uma ressonância magnética para obter informações sobre o osso que está sendo substituído, que é então transmitido ao Ossiforme. Com base nessas informações, a empresa cria um modelo 3D do implante, que é especialmente projetado para cada paciente e imita com precisão a forma anatômica e a estrutura dos ossos reais. O cirurgião verifica o design e, uma vez impresso em 3D, o implante pode ser usado durante a cirurgia.

Além da implantação no corpo humano, os produtos Ossiformes também são adequados para o treinamento de cirurgiões.

Outro uso promissor para impressoras 3D na medicina é a impressão de órgãos humanos. A tecnologia se baseia no uso de materiais biologicamente compatíveis, como biopolímeros e células retiradas de um doador, muitas vezes do próprio paciente.

impressora especial camadas esses materiais, seguindo uma ordem estrita, para criar uma estrutura tridimensional do órgão. Então as células embutidas no material crescem e absorvem o polímero, formando sobre ele, como em uma moldura, tecidos, órgãos e, às vezes, partes inteiras do corpo.

Por exemplo, assim um dia impresso nariz. Eles o prenderam no antebraço do paciente, criaram raízes ali por alguns meses e depois foram transplantados para o rosto.

E até a retina humana pode ser impressa em 3D usando células-tronco. esta tecnologia desenvolvido cientistas do US National Eye Institute em 2022.

8. Funeral de cogumelo ecológico

A superpopulação do planeta é um problema sério, não só porque bilhões de pessoas precisam de algo para se alimentar, mas também porque todas ainda precisam ser enterradas em algum lugar. Os terrenos usados ​​para cemitérios logo não serão adequados para qualquer outro uso, porque os produtos da decomposição cadavérica não permitem o cultivo de plantas úteis neles.

A cremação também não é uma opção, pois muita energia é gasta na queima de corpos. Além disso, a atmosfera jogado fora muito dióxido de carbono e até mercúrio prejudicial - durante a evaporação das obturações dentárias.

Mas a tecnologia original dos funerais "verdes", que já está sendo utilizada nos Estados Unidos e na Grã-Bretanha, possibilita o descarte de corpos sem nenhum dano à natureza. Morto colocada em um recipiente especial onde ocorre a decomposição controlada sob a influência de fungos e microorganismos especialmente selecionados. Bolores e fungos do gênero Agaricus se alimentam de material orgânico, incluindo restos. Eles decompõem proteínas, carboidratos e gorduras, transformando-os em húmus e nutrientes.

Como resultado deste processo, é formado um composto de cogumelos, que pode ser usado para fertilizante. A compostagem não apenas reduz os efeitos nocivos dos produtos de decomposição no meio ambiente, mas também contribui para a rápida restauração da fertilidade do solo.