Technologické novinky: Neurální prach, nejnižší teplota pevné látky v historii, šlapací ponorka pod hladinou kanálu La Manche a vysokoobrátkový minimotor

Neurální prach - lékařské senzory o velikosti zrnek prachu

Tým výzkumníků z Kalifornské univerzity v Berkeley vyvinul speciální mikroskopické implantáty, které dovedou uvnitř lidského těla sbírat data o činnosti periferních nervů a svalů. Jejich konstruktéři je nazvali „neurální prach“, podle jejich drobných rozměrů, které činí 3 milimetry na délku a zhruba 1 milimetr na výšku a šířku.

Skupina podobných mikroimplantátů vlastně může dohromady tvořit jemné a rozprostřené komunikační rozhraní mezi tělními orgány, zejména jejich nervovými a svalovými vlákny, a přístroji.

Každý mikroimplantát zachycuje časově proměnlivé elektrické signály ze svého blízkého okolí a vysílá je pomocí ultrazvuku ven z těla, na řídící základnu, kde jsou vyslaná data zpracována. Ultrazvuk vysílaný opačným směrem však zároveň mikroimplantáty napájí.

V praxi tento proces vypadá tak, že ultrazvukový signál z vnějšího zdroje doputuje k mikroimplantátu, vytvořenému z piezoelektrického materiálu a tranzistoru. Zde dojde k elektromechanické interakci mezi tímto zvukem a elektrickým signálem, přicházejícím z okolních buněk, přičemž sejmutá senzorická informace o naměřených elektrických signálech putuje v reálném čase ven, opět ve formě ultrazvuku.

Neurální prach bude sloužit především k diagnostice různých orgánů, ale s jeho pomocí bude také možné sestrojit neuroelektrické ovládání protéz. Nebo také naopak aktivně elektricky stimulovat různé tělní orgány, za účelem jejich regulace nebo léčby, např. v případě epilepsie. Po dalším podstatném zmenšení zrnek neurálního prachu bude totiž možné jej použít i v mozku.

Zdroje: Berkeley News, Popular Science, Futurism, Neuron, Youtube

Nejnižší teplota pevné látky v historii dosažená pomocí laserového chlazení

Většinou si lasery spojujeme s řezáním, prudkým zahříváním nebo pálením nějakých předmětů. Laserem je ovšem možné naopak i jisté materiály výkonně ochlazovat a to bez přítomnosti kapalin, vibrací a pohybů některých částí přístroje.

Nejnižší teplota pevné látky v historii, dosažená pomocí laserového chlazení|foto: youtube.com

V posledních 20 letech se dokonce laserové ochlazování stalo nejvýkonnější chladící metodou v oblasti pevných látek. Vlastně jde o první a zatím jedinou přímou metodu ochlazování pevných látek až do oblasti tzv. kryogenních teplot, tj. do teplotní oblasti pod 130 nebo nyní až pod 100 Kelviny.

Vědcům z Univerzity v Novém Mexiku se nyní povedl další teplotní rekord v této oblasti, když laserem ochladili krystalickou pevnou látku s obsahem iontů ytterbia až na 91 Kelvinů, což bylo předtím možné jen za použití kapalného dusíku nebo kapalného hélia (připomeňme si, že teplota 0 stupňů Celsia je rovna přibližně 273 Kelvinům).

Zmíněný pokrok ovšem obnášel důkladnou práci v rámci mnoha oborů - od laserové technologie přes výrobu speciálních ultračistých materiálů a udržování vysoké čistoty v okolním prostředí až k pokročilé tepelné a vibrační správě zařízení.

Cílem dosahování podobně nízkých teplot je především provoz velmi přesných a citlivých infračervených senzorů, které se bez hlubokého podchlazení neobejdou.

Zdroje: Phys.Org, Next Big Future, Scientific Reports, Youtube

Šlapací ponorka pod hladinou kanálu La Manche

Dva francouzští inženýři, Antoine Delafargue a Michael de Lagarde, se v pátek 5. srpna vydali na podmořskou cestu, jejímž cílem mělo být pionýrské překonání kanálu La Manche v ponorce, poháněné lidskou silou. Šlo vlastně o první pokus tohoto typu v historii. Vypluli z britského Plymouthu, po sedmi dnech šlapání měli urazit pod vodou 250 kilometrů a doplout 12. srpna do francouzského přístavu Saint Malo.

Šlapací ponorka pod hladinou kanálu La Manche|foto: youtube.com

Každý den měli strávit šlapáním kolem 12 hodin, při průměrné rychlosti asi 3 kilometry za hodinu a při hloubce ponoru do 100 metrů pod hladinou. Jejich ponorka byla dlouhá 6 metrů, její konstrukce stála 100 tisíc liber a na souši vážila asi 3.5 tuny. Každý z obou členů posádky měl k dispozici sedadlo, vyhlídkovou skleněnou kupoli pro hlavu, pedály a malý prostor pro odpočinek.

Oba průkopníci chtěli zároveň pod vodou filmovat vše kolem sebe. Odvážný pokus však musel být naneštěstí kvůli technickým závadám přerušen hned následující den po vyplutí. Jednak “podmořským cyklistům” přestal správně fungovat sonar a navíc se v uzavřeném prostoru ponorky objevily stopy oxidu uhelnatého. Můžeme však očekávat, že časem se na podobnou výpravu nějací podmořští výzkumníci opět vydají.

Zdroje: BBC1, BBC 2, Project Pilot Fish, Next Big Future, ABC News, Torquay Herald Express, Youtube

Vysokoobrátkový minimotor pro družice

Švýcarští vědci z Federálního technologického institutu v Zurichu (ETH Zurich) vyvinuli speciální vysokoobrátkový a miniaturní motor, který bude sloužit ke stabilizaci nebo k přesnému řízení změny orientace malých umělých družic Země. Jde např o kilogramové Cubesaty o hraně krychle 10 centimetrů nebo o ještě menší družice, tzv. Femtosaty.

Družice|foto: Boeing

Motor se přitom otáčí zcela bez mechanického kontaktu s okolním pouzdrem, plave v něm pomocí magnetické levitace, a může vykonat až 150 tisíc otáček za minutu. Nepotřebuje tedy kuličková ložiska, což eliminuje řadu mechanických problémů, jako jsou např. vibrace, tření nebo nutnost hermetizace a mazání. Je přitom mnohem výkonnější a zároveň menší než podobné motory s mechanickými převody.

Motory s kuličkovými ložisky mají navíc limit rotační rychlosti již ve výši kolem 6 tisíc otáček za minutu. Podobné motory uvnitř družic dokáží měnit jejich prostorovou orientaci pomocí jemné změny rotační rychlosti, tedy doslova bez spotřeby sebemenší kapky paliva v raketových motorech. Děje se tak díky principu akce a reakce.

Zdroje: Futurism, Techcrunch, ETH Zurich