Svakodnevni predmeti, od hladnjaka do uličnih svjetiljki, povezani su s internetom kao dijelom Interneta stvari (IoT), a mnogi od njih opremljeni su senzorima koji prikupljaju podatke. No ti IoT uređaji trebaju napajanje da bi funkcionirali, što je izazov ako su na udaljenim mjestima ili ako ih ima puno.

Stoga je međunarodni istraživački tim predvođen stručnjacima Sveučilišta Tohoku razvio uređaj koji bi mogao pružiti učinkovito i pouzdano sredstvo za samonapajanje senzora. Novi uređaj za generiranje energije napravljen je kombinacijom piezoelektričnih kompozita s polimerom ojačanim ugljičnim vlaknima (CFRP), često korištenim, laganim i čvrstim materijalom. Ovakav sastav omogućuje pretvaranje vibracija iz okoline u električnu energiju.

Ovaj uređaj, opisan u časopisu Nano Energy, može zadržati visoke performanse čak i nakon što je savijen više od 100.000 puta, može pohraniti generiranu električnu energiju i napajati LED-ice. Istraživači vjeruju da bi njihovo rješenje moglo pomoći u razvoju IoT senzora s vlastitim napajanjem, što bi dovelo do energetski učinkovitijih IoT uređaja.

Materijal koji skuplja vodu iz pustinjskog zraka

Inženjeri MIT-a sintetizirali su hidrogel koji može nabubriti kako bi apsorbirao vodenu paru čak i u pustinjskim uvjetima, gdje je relativna vlažnost zraka samo 30 posto. Nakon što je gel apsorbira, voda se može zagrijati, kondenzirati i sakupiti kao ultračista voda. Rekordna apsorpcija pare postignuta je ubacivanjem hidrogela s većim količinama litijeva klorida, vrste soli koja se koristi kao snažno sredstvo za sušenje.

Ovaj novi materijal, opisan u Advanced Materials, potencijalno bi se mogao koristiti kao izvor pitke vode u vrlo suhim klimama. Štoviše, materijal bi se također mogao ugraditi u klimatizacijske jedinice kao element za odvlaživanje koji štedi energiju. 

Meke elektrode bez metala

A kad smo već kod hidrogelova, inženjeri MIT-a osmislili su i mekani, vodljivi polimerni hidrogel koji bi mogao poslužiti kao biokompatibilna implantabilna elektroda bez metala. Materijal, od kojeg se može napraviti tinta za ispis, mogao bi se koristiti u medicini za izradu srčanih i dubokih moždanih stimulatora. Novi materijal mogao bi zamijeniti metale kao električna sučelja za srčane stimulatore, kohlearne implantate i druge elektroničke implantate.

Ovaj materijal nalik želeu bez metala mekan je i čvrst poput biološkog tkiva i može provoditi struju slično konvencionalnim metalima. Funkcionira kao metalne elektrode, ali je napravljen od gelova koji su slični našim tijelima i sa sličnim sadržajem vode pa ih se može smatrati umjetnim tkivom ili živcem, objašnjavaju njegovi tvorci iz startupa SanaHeal u časopisu Nature Materials.

Tiskane elektrode uspješno su usađene u srce, išijatični živac i leđnu moždinu štakora, a istraživači sad pokušavaju produljiti vijeka trajanja i učinkovitost materijala kako bi se gel mogao koristiti kao meko električno sučelje između organa i dugoročnih implantata, uključujući pacemakere i duboke moždane stimulatore.

Medicinski robot inspiriran pangolinom

Sićušni robot inspiriran ljuskavim mravojedom pangolinom mogao bi uskoro obavljati niz sigurnih i minimalno invazivnih medicinskih postupaka unutar tijela. Robot opisan u Nature Communications jednog bi dana, nadaju se istraživači, možda mogao pristupiti i teško dostupnim dijelovima, poput želuca i tankog crijeva, mijenjajući njihov oblik.

Minirobot inspiriran pangolinima, veličine 1 cm x 2 cm x 0,2 mm, može se preklapati, zagrijavati, mijenjati oblik i kotrljati se. Uz to, mogu se i demagnetizirati kako bi isporučili lijek u tkivo. 

Kapi za nos za oporavak od moždanog udara

Otprilike 7,6 milijuna ljudi godišnje doživi ishemijski moždani udar, a više od polovice zatim razvije neku vrstu fizičkog ili mentalnog oštećenja kao posljedicu: gubitak voljnih pokreta ruke ili noge, poremećaje govora ili probleme s depresijom i tjeskoba. No, to bi se uskoro moglo promijeniti. Naime, neuroimunolozi Sveučilišta Göteborg predstavili su u časopisu Journal of Clinical Investigation kapi za nos koje sadrže lanac aminokiselina C3a  koje su pomogle miševima da se oporave od štetnih bioloških posljedica moždanog udara.

Istraživači vjeruju da bi se taj način liječenja s vremenom moglo prenijeti i na ljude. 
Ključno je u cijeloj priči to da se liječenje ne mora primijeniti odmah nego sedam dana nakon moždanog udara. Kašnjenje je zapravo namjerno. Prerano primijenjen, peptid C3a može povećati broj upalnih stanica u mozgu, gdje bi one počele činiti više štete nego koristi. 

Kruti elektroliti za krute baterije

Korejski institut za elektrotehnološka istraživanja (KERI), pionirska ustanova za razvoj krutih baterija na bazi sulfida koje ne predstavljaju opasnost od požara i eksplozije, razvio je novu tehnologiju koja bi mogla otvoriti put masovnoj proizvodnji jeftinih čvrstih elektrolita. Ova tehnologija počiva na metodi "sinteze u jednom loncu" (one-pot synthesis) bez potrebe za korištenjem skupih litijevih sulfida i aditiva ili dodatnih procesa. 

U usporedbi s postojećim postupkom temeljenim na litijevom sulfidu, trošak materijala smanjen je na 1/25, a ubrzano vrijeme proizvodnje značajno bi pridonijelo masovnoj proizvodnji čvrstih elektrolita. KERI je objavio rad u časopisu Chemistry Europe i podnio patentnu prijavu za ovu originalnu tehnologiju koji bi, nadaju se njeni tvorci, trebala privući veliki interes tvrtki koje razvijaju solid-state baterije s čvrstim elektrolitom.

Temelji kuće od plastičnih boca

Ljudi su širom svijeta lani bacili 481,6 milijardi plastičnih boca, stvorivši brda otpada golemih razmjera. Istovremeno, više od milijardu ljudi nema gdje stanovati. Dr. AJ Perez, član istraživačke grupe MIT HAUS i osnivač MIT-ovog spinoffa NVBOTS, vjeruje da ogromna masa plastičnog otpada može postati dobar temelj za izgradnju kuća.

Plastika se ne razgrađuje, hidrofobna je, samogasiva i sveprisutna, kaže ovaj stručnjak u području 3D ispisa koji je osmislio način kako da se reciklirane boce postanu jeftin građevinski materijal za kuće koje bi se mogle 3D ispisati kroz mrežu mikrotvornica smještenih tamo gdje su stambene potrebe najveće. Potom je, koristeći ekvivalent oko 15.000 plastičnih boca, ispisao i prvi montažni temeljni modul kuće.

Perez vjeruje u uspjeh ovog koncepta i predviđa masovnu proizvodnju modularnih, proširivih, povezivih i složivih kuća koje bi se tiskale lokalno, stvarajući radna mjesta u recikliranju, 3D tvorničkom ispisu i izgradnji u siromašnim zajednicama širom svijeta.

Goriva od zraka i plastičnog otpada

Na Sveučilištu Cambridge uspjeli su pak sklepati uređaj na sunčevu energiju koji sakupljeni CO₂ i plastični otpad pretvara u održiva goriva i druge vrijedne kemijske proizvode. Tijekom eksperimenata CO₂ je pretvoren u sintetički plin, vitalnu komponentu za ekološki prihvatljiva tekuća goriva, dok su plastične boce pretvorene u glikolnu kiselinu, koja se intenzivno koristi u kozmetičkom sektoru.

Za razliku od prethodnih ispitivanja njihove inovacije solarnih goriva, istraživači su dobili CO2 izravno iz stvarnog života, uključujući industrijske emisije ili okolni zrak. Uspješno su uhvatili i koncentrirali CO₂, a zatim ga pretvorili u održivo gorivo. Solarnu tehnologiju modificirali su kako bi učinkovito radila s dimnim plinovima iz industrijskih procesa ili čak izravno iz zraka. Koristeći snagu sunca, oni mogu pretvoriti CO₂ i plastiku u vrijedna goriva i kemikalije.

Integrirani sustav, opisan u časopisu Joule, sastoji se od fotokatode i anode, podijeljenih u dva odjeljka. U jednom odjeljku, uhvaćena otopina CO₂ prolazi kroz konverziju u sintetički plin, koji služi kao osnovno gorivo. Istovremeno, u drugom odjeljku, plastika se pretvara u vrijedne kemikalije isključivo koristeći sunčevu svjetlost. Ova postavka omogućuje istovremenu proizvodnju sintetičkog plina iz CO₂ i pretvorbu plastike u korisne kemijske spojeve unutar istog sustava.

Nosivi robotski pomoćnik 

Calico je mali robot koji može zakopčati vašu odjeću kako bi vam pomogao. Njegovi tvorci iz Laboratorija malih artefakata (SMART LAB) na Sveučilištu Maryland predviđaju mu mnoštvo različitih namjena, uključujući praćenje vašeg zdravlja, podučavanje pravilnim tehnikama vježbanja ili jednostavno kao modni dodatak. Težak samo 18 grama, robot se pričvršćuje na posebnu traku ušivenu u odjeću. Calico je mobilan, što mu omogućuje da radi razne stvari,a može se koristiti i kao stetoskop za osluškivanje srca i pluća.

Jedan od najvećih izazova bila je lokalizacija jer GPS, naravno, nije dovoljno precizan da vam pomogne odrediti gdje se robot nalazi na odjeći. Istraživači su ovaj problem riješili ugradnjom neodimijskih magneta koji se mogu koristiti kao markeri. S ugrađenim senzorima uređaj detektira magnete i koristiti ih kako bi se snalazio u prostoru. 

Calico može nositi teret od 20 grama, a ovisno o smjeru kretanja može postići brzine između 115 i 227 milimetara u sekundi. Bežično punjiva baterija može izdržati više od 8 sati u stanju mirovanja ili 30 minuta neprekidnog kretanja. 

3D ispisan raketni motor 

Britanska raketna tvrtka Skyrora započela je testiranja svog novog modela 3D tiskanih motora kako bi od tamošnje Uprave za civilno zrakoplovstvo dobila dozvolu za izvođenje orbitalnih lansiranja iz svemirske luke SaxaVord na Shetlandskim otocima. 

Motori su po prvi put ispisani 3D-tiskom koristeći Skyrorin pisač Skyprint 2 u procesu za koji tvrtka tvrdi da je 66 posto brži i 20 posto jeftiniji od drugih proizvodnih procesa.  Motor ima poboljšanu rashladnu komoru kako bi se povećala učinkovitost procesa hlađenja i produžio životni ciklus motora.

Bude li odobren, bit će to prvi komercijalni motor sa sustavom s postupnim izgaranjem zatvorenog ciklusa koji kao pogonsko gorivo koristi kombinaciju vodikovog peroksida i kerozina, tvrde u Skyrori koja bi se tako približila svom prvom komercijalnom orbitalnom lansiranju.