Švicarski istraživači već neko vrijeme rade na staničnim terapijama koje bi, nadaju se, jednog dana trebale omogućiti individualno i precizno liječenje, ili čak izlječenje metaboličkih bolesti poput dijabetesa. Ljudske stanice modificiraju se ugradnjom mreže gena pod kožu, a mreža se aktivira prekidačem kojim se upravlja električno, svjetlom pa čak i glazbom grupe Queen. Na ETH-u u Baselu sad su razvili novu varijantu, predstavljenu u časopisu Nature Biomedical Engineering. Ovaj genski prekidač aktivira se nanošenjem komercijalno dostupnog nitroglicerinskog flastera na kožu.

Nitroglicerin brzo difundira iz flastera u kožu, gdje nailazi na implantat koji sadrži modificirane ljudske bubrežne stanice. Enzim iz ovih stanica pretvara nitroglicerin u dušikov oksid (NO) koji širi krvne žile i tako povećava protok krvi. Razgrađuje se u roku od nekoliko sekundi i stoga utječe samo na vrlo lokalizirano područje. Novi prekidač napravljen je isključivo od ljudskih sastojaka i ne sadrži komponente drugih vrsta čime se isključuje rizik od lažnog okidanja, ometanja vlastitih procesa u tijelu ili imunoloških reakcija.

Nova legura krši pravila toplinskog širenja

Istraživači Tehnološkog sveučilišta u Beču i kolege sa Sveučilišta za znanost i tehnologiju u Pekingu razvili su takozvani piroklorni magnet, leguru s još boljim svojstvima od invara, legure željeza i nikla poznate po iznimno malom toplinskom širenju. U iznimno širokom temperaturnom rasponu od više od 400 Kelvina njegova se duljina mijenja samo za desettisućinku jednog postotka po stupnju.

Piroklorni magnet, opisan u časopisu National Science Review,  ima četiri komponente: cirkonij, niobij, željezo i kobalt. Ovaj materijal svoj iznimno niski koeficijent toplinskog širenja zahvaljuje heterogenoj strukturi rešetke čiji sastav materijala nije u svakoj točki isti. Neka područja sadrže malo više kobalta, neka malo manje. Oba podsustava različito reagiraju na temperaturne promjene. Detalji o sastavu materijala uravnotežuju se točku po točku tako da ukupna temperaturna ekspanzija na kraju bude gotovo jednaka nuli.

Solarni uređaj pretvara CO2 u održivo gorivo

U hvatanju i skladištenju ugljika neki su vidjeli rješenje klimatske krize. No, na Sveučilištu u Cambridgeu mislili su izvan okvira: “Što ako bismo umjesto pumpanja ugljičnog dioksida pod zemlju napravili nešto korisno od njega?” Tako su razvili reaktor koji CO₂ izvlači izravno iz zraka i pretvara ga u održivo gorivo, koristeći pritom sunčevu svjetlost kao izvor energije. 

Detalji procesa opisani su u časopisu Nature Energy. Ovaj protočni kemijski reaktor koristi specijalizirane filtre za hvatanje CO₂ iz zraka noću, kao što spužva upija vodu, dok danju sunčeva svjetlost pokreće kemijsku reakciju koja uhvaćeni CO2 pretvara u plin. 

Samoiscjeljujuća elektronička koža

Istraživači Instituta za biomedicinske inovacije Terasaki razvili su samoizlječivu elektroničku kožu koja se sama popravlja u samo nekoliko sekundi nakon oštećenja. Studija objavljena u Science Advances detaljno objašnjava tehnologiju koja E-Skinu vraća više od 80 % funkcionalnosti unutar 10 sekundi nakon oštećenja; postojećim rješenjima za oporavak trebaju minute, ponekad i sati.

Ova tehnologija besprijekorno kombinira mogućnosti ultrabrzog samoizlječenja, pouzdane performanse u ekstremnim uvjetima, naprednu integraciju umjetne inteligencije i vrlo precizne sustave za praćenje zdravlja. Ova integracija otkriva umor u stvarnom vremenu i precizno procjenjuje mišićnu snagu. To znači da bi se mogla iskoristiti za praćenje sportskih performansi, u medicinskoj rehabilitaciji i svakodnevnom praćenju zdravlja.

Egzoskeletna invalidska kolica

Među brojnim robotima u laboratoriju tajlandskog Sveučilišta Chulalongkorn posebno se ističe "Transformabilni hibridni robot za invalidska kolica i egzoskelet za pomoć ljudskom kretanju", skraćeno i pamtljivije Wheelchair Exoskeleton. Riječ je o napravi koja se nosi na tijelu kako bi pomogla ljudskom kretanju; koja služi kao invalidska kolica i pretvara se u robota. Izrađena je od ugljičnih vlakana jer su lagana i može se otisnuti u 3D pisaču.

Nova vrsta hibridnog robota kombinira invalidska kolica i egzoskelet. Potkoljenica može mijenjati način rada između sjedenja i hodanja zahvaljujući motoru koji pomaže pri pokretima zglobova kuka i koljena. Skočni zglob je slobodan i bez pogona, a lijevi i desni kotačići mogu se uvući u potkoljenicu kako bi se preobrazili u položaj hodanja ili prešli preko prepreka.

Budućnost neuromorfnog računalstva

Simulacija cjelovitog, biološki nadahnutog sustava vida u jednom uređajem duge je bio i ostao nedostižan cilj. No, sad su istraživači Instituta za tehnologiju u Pekingu u časopisu Microsystems & Nanoengineering predstavili moguće rješenje problema: niz sinaptičkih uređaja 28×28 koji repliciraju neuronske mreže ljudskog vizualnog sustava i nude iznimne optoelektroničke sinaptičke performanse.

Niz je uspješno pohranio i obradio slikovne podatke kao što je amblem Pekinškog instituta za tehnologiju. Sposobnost mreže da istovremeno obrađuje optoelektroničke signale i prilagođava sinaptičke težine putem svjetlosnih signala već je pokazala impresivne rezultate u prepoznavanju rukom pisanih znamenki, s točnošću od 96,5%. Ovo otkriće, uvjereni su kineski istraživači, otvara nove mogućnosti dubokog učenja i umjetnog vida te najavljuje pametnije i učinkovitije sustave u bliskoj budućnosti.

Udobna AI jakna

Neki elektronički tekstili koriste senzore koji mogu pratiti otkucaje srca, krvni tlak i kretanje korisnika ili se putem Bluetootha mogu povezati s mobilnim aplikacijama koje kontroliraju temperaturu. Istraživači Politehničkog sveučilišta u Hong Kongu izradili su pak pametnu jaknu opremljenu senzorima za okoliš, nitima koje stvaraju toplinu i mijenjaju boju te umjetnom inteligencijom za kontrolu temperature i sprečavanje pregrijavanja.

Inteligentna grijaća jakna, opisana u časopisu ACS Applied Materials & Interfaces, sadrži pređu presvučenu srebrom koja stvara toplinu i dvije vrste termokromne pređe. I dok termokromni materijal prati dnevne promjene temperature mijenjajući boju iz ljubičaste u ružičastu, polimerna pređa od optičkih vlakana noću ispušta plavi, žuti ili crveni sjaj, ovisno o temperaturi. AI omogućava idealno zagrijavanje, čak i kod promjene okruženja. Ovaj e-tekstil, uvjereni su njegovi izumitelji, mogao bi se koristiti u raznim prilikama, od grijanih automobilskih sjedala i namještaja do svemirskih odijela.