В течение 2013 года ученые со всего мира проводили революционные испытания и инновационные эксперименты в разных сферах науки. Самые значимые открытия ученых были сосредоточены вокруг поиска новых портативных источников энергии и сырья, а также создания высокоэффективных аккумуляторов и медицинских препаратов от трудноизлечимых болезней. В то же время, ученые-испытатели не скрывают, что им еще предстоит много работы. ГолосUA представляет небольшой перечень самых ярких и неожиданных достижений ученых со всего мира.
Автомобильные шины из одуванчиков
В Германии построена пилотная установка, способная производить резину из одуванчиков тоннами. Одновременно с этим выращивается несколько сот гектаров одуванчика того сорта, который особенно богат соком, пригодным для изготовления резины. Исследователи отмечают, что резина, полученная из одуванчиков, имеет такие же качества , что и обычная из каучуковых деревьев. Важным отличием является то, что каучук необходимо завозить из субтропических стран, а одуванчики можно вырастить у себя в стране, что сразу же повышает рентабельность производства в несколько раз. Более того, одуванчики неприхотливы, поэтому могут выращиваться даже на участках, которые не пригодны для сельского хозяйства. Для производителей шин тоже есть свои преимущества: сокращение затрат на логистику, а значит и уменьшение выбросов углекислого газа в атмосферу.
Мозговой имплантат остановит болезнь Паркинсона
Ученые из Бристоля разработали имплантат, который обеспечивает протеинами мозг пациентов, страдающих болезнью Паркинсона, предотвращая прогрессирование болезни. Высокотехнологичный мозговой имплантат представляет собой систему трубок и катетеров, выполняющих перекачивание протеинов глубоко в мозг пациента. Данная методика будет стимулировать рост поврежденных болезнью клеток. Белок, известный еще как глиальная клетка, каждый месяц вводится через специальный порт, расположенный позади уха человека. Медики больницы Френчей в Бристоле, новую систему опробовали уже на шести пациентах и в настоящее время ищут еще 36 добровольцев для продолжения исследования.
/> Инновационный космический корабль Sabre
Космический корабль Skylon способен обеспечить вывод на орбиту 12-15 тонн груза. Это первый космический корабль, который взлетает и приземляется как обычный самолет, что значительно упрощает его эксплуатацию и удешевляет вывод груза на орбиту в десяток раз. Главным элементом этого аппарата является революционный гиперзвуковой комбинированный воздушно-реактивный/ракетный двигатель с предварительным охлаждением под названием SABRE. После подъема с взлетной полосы силовая установка SABRE работает как гиперзвуковой прямоточный воздушно-реактивный двигатель. При этом забортный воздух под высоким давлением доставляется в камеру сгорания, где в качестве топлива используется водород. В таком режиме SABRE функционирует до тех пор, пока корабль не разгонится до пятикратной скорости звука, а высота не достигнет 25 километров. Затем силовая установка переходит в ракетный режим с окислителем в виде жидкого кислорода. Описанный принцип позволяет значительно уменьшить количество окислителя, это же избавляет от необходимости сброса отработанных ступеней.
Портативный источник энергии на все случаи жизни
SunSocket Solar Generator представляет собой источник питания со встроенным аккумулятором и солнечными батареями. Последние имеют раздвижную конструкцию: открыв крышку кейса, панели можно выдвинуть влево и вправо на общую длину в 113,7 сантиметра. Солнечные батареи установлены на моторизованный площадка, что позволяет устройству автоматически отслеживать положение Солнца и корректировать положение панелей, благодаря чему эффективность генерации энергии всегда будет максимальной. Так, батарея этого типа способна сохранять заряд в течение очень длительного времени и без использования теряется не более 2 % в месяц. Зарядить аккумулятор можно от сети переменного тока или солнечных панелей; в обоих случаях процесс занимает около пяти часов. В пасмурную погоду, разумеется, солнечным батареям потребуется больше времени для восполнения запаса энергии аккумулятора — до 9-10 часов.
Продвижение в изучении ВИЧ
Двум группам исследователей впервые удалось получить изображение комплекса белков, с помощью которых ВИЧ проникает в клетки: образующийся белками gp120 и gp41 комплекс обеспечивает проникновение в клетки во всех ретровирусов. Ранее ученым не удавалось увидеть, как выглядит весь этот комплекс в целом. Именно форма триммера, а не только структура отдельных белков диктует то, как должны выглядеть антитела, которыми ученые стремятся закрыть все «посадочные места» на вирусе, чтобы не допустить его проникновения в клетки. Так, ученым удалось рассмотреть внешний вид триммера с разрешением 4,7 и 5,8 ангстрем. Причем одна из групп использовала для установления структуры рентгеновский анализ упорядоченного кристалл , а вторая анализировала электронные микрофотографии комплексов. В последнем случае на основе тысяч изображений индивидуальных комплексов ученые на компьютере восстанавливали их обобщенный внешний вид. Внешняя структура белков оболочки вирусов необходима ученым для того, чтобы можно было применить методы рационального подбора лекарств. Ключевым этапом такого метода является докинг, есть симулирование на компьютере взаимодействия различных веществ с поверхностью вируса.
Робот-ворон на солнечных батареях
Инженеры Мэрилендского университета создали беспилотный летательный аппарат Robo Raven III, питание электронных систем которого осуществляется от солнечных батарей. Этот робот оснащен подвижными крыльями, имитирующими крылья птиц. Солнечные батареи размещены на верхней поверхности крыльев. Испытания нового беспилотника уже проведены и признаны успешными, однако сам аппарат еще предстоит доработать. Дело в том, что имеющиеся солнечные батареи в безоблачный день способны вырабатывать до 3,6 ватт электричества, в то время как электропотребление Robo Raven III составляет около 30 ватт. Таким образом, непосредственно в полете батареи почти не используются; они нужны преимущественно для подзарядки аккумуляторов, пока робот находится на земле. В перспективе ученые планируют увеличить продолжительность полета Robo Raven III . Ожидается, что в итоге беспилотник сможет находиться в воздухе до пяти лет, производя фотосъемку земной поверхности с высоты до 20 километров.
Диск, сохраняющий данные в течение миллиона лет
Исследователи разработали и изготовили опытные образцы дисков, которые способны хранить данные в течение не менее миллиона лет. Для проверки разработанной ими технологии были использованы тесты ускоренного старения, которые подтвердили, что изготовленные диски могут обеспечить сохранность данных в течение более одного миллиона лет. Создавая «долгоиграющий» диск, исследователи руководствовались некоторыми теориями, описывающими процессы старения. Использованная исследователями идея заключается в том, что данные должны храниться в среде какого-либо материала, находящегося в самом низком энергетическом состоянии, и каждые единицы данных должны быть отделены друг от друга и от окружающей среды достаточно сильными энергетическими барьерами. Из-за этого, для изменения состояния записанной единицы информации сначала придется затратить немалое количество энергии на преодоление энергетического барьера.
Нанопрепараты против рака
Фармацевтические препараты точечного воздействия российского производства должны вывести терапию трудноизлечимых заболеваний на новый уровень, обещают сотрудники Института физики высоких технологий Национального исследовательского Томского политехнического университета.
«Мы «пришиваем» к поверхности особых наночастиц белки, которые прилипают к раковым клеткам и губят их. По такому же принципу мы делаем диагностические препараты, например, магнитные контрасты, используемые в МРТ. В России используют эти препараты, но не производят», – отмечают ученые. На данный момент созданы лекарства, отличающиеся относительно небольшой стоимостью производства, которые уже прошли все стадии экспертизы и получили «зеленый свет».