Arañas robot, baterías sudorosas y hormigón vivo: 8 tecnologías futuras que ya existen
Miscelánea / / July 25, 2023
1. Necroaracnobots
Fragmento de video: Universidad Rice
A veces, las nuevas tecnologías pueden ser extremadamente intrigantes y al mismo tiempo tan espeluznantes, como si todo estuviera sucediendo en una película de terror.
ingenieros de la universidad de arroz he aprendido Convierte arañas muertas en robots agarradores. El director del proyecto, Daniel Preston, de la Escuela de Ingeniería George Brown, descubrió que incluso después de la muerte, las arañas conservan una estructura corporal que es ideal para capturar diversos objetos.
Las arañas usan sistemas hidráulicos para mover sus extremidades. En su cefalotórax (prosoma) hay una cámara especial que se contrae o se expande, lo que conduce a la transfusión de sangre (hemolinfa). Cuando se reduce la presión, las piernas se doblan; cuando se aumenta, no se doblan.
Los científicos han conseguido que una araña lobo muerta mueva sus extremidades clavándole una aguja en el prosoma. "Necrorobot" agarró y movió con éxito cosas, incluidas placas de circuito impreso y sus familiares.
Una araña muerta levantaba alrededor del 130 % de su propio peso y, a veces, mucho más.
Al mismo tiempo, flexionó y extendió con éxito sus extremidades mil veces seguidas antes de que se rompieran. Investigadores unir es deshidratación de las articulaciones. Y creen que es posible superar la limitación si las piernas están cubiertas con polímeros duraderos.
Usted puede preguntarse: ¿por qué enseñar a las arañas muertas a agarrar objetos? Bueno, las perspectivas para los "necrorobots" son excelentes. Pueden hacer pequeños trabajos como ensamblar productos electrónicos, matar plagas o incluso ser útiles en medicina. Dado que las propias arañas son biodegradables, la "necrorobótica" también es respetuosa con el medio ambiente.
Quizá en el futuro resulte convertirse en robots cadáveres más grandes que los arañas. Por supuesto, todo esto recuerda a la trama del Frankenstein de Mary Shelley, pero no te preocupes. En realidad, a los muertos no les importará.
2. baterías de arena
La energía renovable es a menudo criticada por el hecho de que la electricidad que genera no se puede almacenar. Almacenar carbón o gasolina no es difícil, a diferencia de la energía que generan los molinos de viento y los paneles solares. Por supuesto, hay baterías, pero el litio es un recurso costoso para ellas y, además, tóxico.
El desarrollo de los ingenieros finlandeses de Polar Night Energy puede resolver el problema. encontró una forma de almacenar energía literalmente en la arena. Tomaron un contenedor de acero de 4×7m y lo llenaron con 100 toneladas de arena, luego usaron energía eólica y solar para calentarlo.
El resultado es una batería térmica o, como también se le llama, termoeléctrica.
El principio de su acción. basado en el efecto termoeléctrico, que ocurre cuando la diferencia de temperatura en diferentes capas del fluido de trabajo de la batería. Arena u otro refrigerante similar se calienta a una temperatura alta, luego el calor se transfiere a través módulos termoeléctricos que contienen materiales semiconductores, que generan electricidad actual.
Estas baterías son una forma muy eficiente de almacenar el exceso de electricidad y son extremadamente baratas de fabricar. Esto permitirá un uso más completo de las fuentes de energía renovables y resolverá el problema de su producción desigual.
Como puede ver, las tecnologías que pueden mejorar el futuro de la humanidad no tienen por qué ser complejas. Algunos de ellos son bastante simples, pero muy efectivos.
3. catapulta espacial
Fragmento de video: SpinLaunch
Mientras Elon Musk intenta exprimir el mejor rendimiento de los motores de cohetes viejos y buenos, la gente de SpinLaunch decidido ve de una manera más original y lanza carga en órbita usando una catapulta espacial. Y ya tienen un prototipo de trabajo que ha sido probado.
En lugar de quemar combustibles químicos tradicionales, el SpinLaunch lanza objetos al espacio usando energía cinética. Es decir, simplemente se necesita giros y arroja el satélite a la luz blanca como un lindo centavo. Entonces todavía tiene que usar motores químicos para estabilizar la órbita. Pero poder llegar al espacio sin tener que construir un enorme cohete sigue siendo impresionante.
SpinLaunch afirma que su sistema reduce los costos de combustible e infraestructura para los lanzamientos en un factor de 10. Das espacio disponible en cada patio.
Cierto, para lanzar un satélite, debe estar disperso en centrífugo hasta una velocidad de 8.000 km/h, y experimenta sobrecargas de 10.000 G. Naturalmente, tal cosa catapulta a una persona a la órbita solo en estado líquido: literalmente salpicará a los pasajeros en el primer espacio. Pero hará frente a las cargas inanimadas con una explosión.
4. supercondensador sudoroso
¿No estás cansado de cargar tu teléfono, reloj inteligente, auriculares y otros dispositivos todo el tiempo? Especialistas de la Escuela de Ingeniería James Watt de la Universidad de Glasgow decidieron abordar este problema de una vez por todas. Han desarrollado un nuevo tipo de supercondensador flexible en el que se reemplaza el electrolito de las baterías convencionales Entonces.
Cuando el tejido de celulosa de poliéster absorbe fluidos corporales humanos, los iones positivos y negativos del sudor interactuar con la superficie del polímero que lo cubre y provoca una reacción electroquímica que genera energía. Un supercondensador textil inteligente puede cargarse completamente absorbiendo tan solo 20 microlitros de líquido. Y es bastante capaz de soportar 4.000 ciclos de carga y descarga.
Imagina que ya no necesitas quitarte la pulsera de fitness para cargarla, póntela y llévala.
Y si dicho polímero se teje en una sudadera, entonces será posible correr también encienda su teléfono inteligente. Pero tales baterías tienen una aplicación más importante: se pueden usar en marcapasos, sensores seguimiento de signos vitales y otros dispositivos médicos portátiles que requieren nutrición.
El sudor humano como cuerpo de trabajo de una batería también es prometedor porque es ecológico. A diferencia del mismo litio tóxico, puedes derramarlo sobre ti mismo tanto como quieras.
5. Concreto "vivo"
En principio, el hormigón autorreparable no es una tecnología nueva. Hay materiales que pueden reparar grietas microscópicas, impidiendo su expansión y evitando la penetración de la humedad y el impacto de ambientes agresivos. Habitualmente, a la composición del hormigón autorreparable se le añaden microcápsulas con reparadores o fibras, que se endurecen al contacto con el agua.
Pero los científicos de la Universidad de Colorado en Boulder decidieron ir más allá y creado literalmente "materiales de construcción vivos" (materiales de construcción vivos, LBM). Está hecho de hidrogel y arena, que se han complementado con cianobacterias fotosintéticas Synechococcus. Cuando aparecen grietas en la estructura de este material, las cianobacterias comienzan el proceso de biomineralización, curando literalmente el daño.
Los científicos creen que su "hormigón con bacterias"te permitirá crear estructuras que no solo pueden "curar" las grietas por sí solas, sino que también absorben toxinas peligrosas del aire e incluso brillan cuando se les ordena. ¿Qué le parece la perspectiva de instalarse en una casa "viva"?
6. removedor de carbono
Por el momento, la tarea vital de reducir el CO2 en la atmósfera del planeta, nuestros amigos verdes, los árboles, funcionan con la ayuda de la tecnología de fotosíntesis probada durante miles de millones de años. Los nuevos desarrollos pueden facilitar su difícil misión al absorber más dióxido de carbono y ocupar un área más pequeña.
Empresa suiza Climeworks lanzado en Islandia, Orca es la planta de captura y almacenamiento de carbono más grande del mundo, utilizando una tecnología llamada DAC (Direct Air Capture). El principio es extremadamente simple: la planta aspira el aire a su alrededor y luego lo filtra. como en casa aire acondicionado, simplemente enorme.
La construcción de Orca comenzó en mayo de 2020 y se completó en menos de 15 meses gracias a su diseño modular simple. Al mismo tiempo, es capaz de eliminar anualmente 4.000 toneladas de CO de la atmósfera.2.
El dióxido de carbono capturado por la planta se mezcla con agua y se envía a las profundidades de la tierra. Dentro de unos años este CO2 reacciona con el basalto natural y se convierte en minerales de carbonato sólido. Además, el dióxido de carbono recolectado puede procesarse y usarse para crear combustible sintético.
7. Impresión 3D de huesos y órganos
La impresión 3D es una industria extremadamente prometedora que puede proporcionar a la humanidad cualquier cosa, desde casas baratas hasta motores espaciales. Pero una de las aplicaciones más intrigantes de esta tecnología es la creación de huesos y órganos internos en impresoras 3D.
Compañía osiforme crea prótesis individuales de varios huesos hechas de biocerámica y fosfato tricálcico, materiales cuyas propiedades son similares a las del tejido óseo en el cuerpo humano. Los médicos realizan una resonancia magnética para obtener información sobre el hueso que se está reemplazando, que luego se transmite a Ossiform. Basándose en esta información, la empresa crea un modelo 3D del implante, que está especialmente diseñado para cada paciente individual e imita con precisión la forma anatómica y la estructura de los huesos reales. El cirujano verifica el diseño y, una vez que se imprime el implante en 3D, se puede usar durante la cirugía.
Además de la implantación en el cuerpo humano, los productos Ossiform también son adecuados para la formación de cirujanos.
Otro uso prometedor de las impresoras 3D en medicina es la impresión de órganos humanos. La tecnología se basa en el uso de materiales biológicamente compatibles, como biopolímeros y células extraídas de un donante, a menudo del propio paciente.
impresora especial capas estos materiales, siguiendo un estricto orden, para crear una estructura tridimensional del órgano. Luego, las células incrustadas en el material crecen y absorben el polímero, formando en él, como en un marco, tejidos, órganos y, a veces, partes enteras del cuerpo.
Por ejemplo, de esta manera un día impreso nariz. Lo adhirieron al antebrazo del paciente, se arraigó allí durante un par de meses y luego lo trasplantaron a la cara.
E incluso la retina humana puede imprimirse en 3D utilizando células madre. esta tecnología desarrollado científicos del Instituto Nacional del Ojo de EE. UU. en 2022.
8. Funeral de hongos ecológicos
La sobrepoblación del planeta es un problema grave, no solo porque miles de millones de personas necesitan algo para alimentarse, sino también porque todavía necesitan ser enterradas en algún lugar. Los terrenos destinados a los cementerios no serán pronto aptos para ningún otro uso, porque los productos de la descomposición cadavérica no permiten cultivar en ellos plantas útiles.
La cremación tampoco es una opción, ya que se gasta mucha energía en quemar los cuerpos. Además, el ambiente expulsado una gran cantidad de dióxido de carbono e incluso mercurio nocivo - durante la evaporación de los empastes dentales.
Pero la tecnología original de los funerales "verdes", que ya se utiliza en Estados Unidos y Gran Bretaña, permite disponer de los cadáveres sin dañar la naturaleza. Fallecido metido en un recipiente especial donde tiene lugar una descomposición controlada bajo la influencia de hongos y microorganismos especialmente seleccionados. Los mohos y hongos del género Agaricus se alimentan de materia orgánica, incluidos restos. Descomponen proteínas, carbohidratos y grasas, convirtiéndolos en humus y nutrientes.
Como resultado de este proceso, se forma compost de champiñones, que se puede utilizar para fertilizante. El compostaje no solo reduce los efectos nocivos de los productos de descomposición en el medio ambiente, sino que también contribuye a la rápida restauración de la fertilidad del suelo.
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