Nowinki techniczne

Drukowanie grafenu 3D

Grafen, będący jedną z odmian alotropowych węgla, ma niezwykłe właściwości mechaniczne i elektryczne, jest też dobrym przewodnikiem ciepła. Naukowcy umieją już pozyskiwać grafen 2D, czyli warstwy o grubości jednego atomu. Teraz specjaliści z Virginia Tech oraz Lawrence Livermore National Laboratory donoszą o opracowaniu technologii, która umożliwi druk 3D tego materiału. Okazuje się, że jeśli uda się ułożyć jego warstwy w taki sposób, że pozostanie między nimi cienka warstwa powietrza, uzyskamy materiał należący do grupy aerożelów. Naukowcy wykorzystali tu tlenek grafenu. Najpierw był on w specjalny sposób sieciowany, co dało porowaty hydrożel. Ten z kolei traktowano ultradźwiękami i polimerem akrylowym. Ostatni etap procesu polegał na wypaleniu w piecu – w ten sposób otrzymuje się pożądaną porowatą strukturę. Można zaprojektować próbkę grafenu 3D w zasadzie o dowolnym kształcie i dowolnej wielkości. Inżynierowie planują wykorzystanie tego materiału do budowy nowego typu baterii, czujników, katalizatorów itp.

Model ludzkiego łożyska

Łożysko to skomplikowana struktura łącząca organizm matki i rozwijającego się płodu. W jedną stronę przenikają przez nie pokarm oraz tlen niezbędny do rozwoju płodu, a w drugą – dwutlenek węgla oraz produkty przemiany materii dziecka. Badania tego, jak działa ten narząd, są dość skomplikowane, dlatego od jakiegoś czasu trwają prace nad stworzeniem syntetycznego modelu, który pozwoli na znacznie bardziej złożone analizy. Powstał on właśnie na Technische Universität Wien. Wykorzystano tu metodę druku 3D. Dokładność do 1 µm udało się osiągnąć dzięki użyciu specjalnego lasera femtosekundowego. W obrębie mikroprzepływowego chipu (zawiera kanaliki o bardzo małej średnicy) powstały hydrożelowe błony, które następnie zasiedlono komórkami łożyska. Całość ma kilka centymetrów i składa się z dwóch części – jedna strona odpowiada organizmowi płodu, a druga matki. Dzięki temu możliwe będą badania istotnych parametrów biologicznych czy działania leków i substancji toksycznych, których z oczywistych względów nie da się wykonywać in vivo.

Robot-kaskader

Kaskaderzy są narażeni na kontuzje, nierzadko bardzo poważne i nawet zagrażające życiu. Dlatego trwają prace nad humanoidalnym robotem mogącym przynajmniej w niektórych przypadkach zastąpić ludzi. Są one prowadzone przez inżynierów działu badawczo-rozwojowego The Walt Disney Company – jednej z największych na świecie korporacji mediowych produkującej niezliczone filmy. Cały projekt nosi nazwę Stuntronics (stunt z ang. „kaskader”), a testowany robot otrzymał imię Stickman. Obecne wysiłki są nakierowane na uzyskanie jak najbardziej realistycznego wrażenia, że robot lata, dlatego wyposażono go w akcelerometr, laserowe czujniki odległości oraz zespół żyroskopów. Całość (oczywiście bez zewnętrznej powłoki i stroju superbohatera) waży ok. 40 kg. Twórcy na razie nie planują wykorzystania wynalazku w filmach, ale ma on stać się atrakcją znajdujących się na całym świecie parków rozrywki Disneyland. Przykładowy film prezentujący niektóre ewolucje Stickmana można obejrzeć na YouTube: https://youtu.be/ENa98h7M7qY.

Radar dla samochodów autonomicznych

Już od jakiegoś czasu mamy pojazdy autonomiczne, które obywają się bez kierowców. Technologia ta jest jednak nadal w powijakach, bo auta te muszą posiadać cały szereg systemów pozwalających na orientację w przestrzeni, wykrywanie drogi, jak też wszystkich przeszkód mogących wpływać na bezpieczeństwo jazdy. Jeśli droga jest czysta i sucha, pojazd może polegać na istniejących już na jezdni znakach poziomych – liniach rozdzielających pasy ruchu oraz oddzielających drogę od pobocza. Niestety ślepnie np. podczas opadów śniegu, bo nie widać ani powierzchni drogi, ani linii. Nie pomogą tu będące obecnie na wyposażeniu GPS-y, kamera ani lidar (działa podobnie do radaru, ale posługuje się światłem).

Pomysł na rozwiązanie tego problemu ma firma WaveSense, która zamontowała w samochodzie autonomicznym stworzony przez MIT na potrzeby wojska rewolucyjny system radarowy. Tworzy on obraz podłoża do głębokości nawet 3 m, co przy wsparciu innych czujników pozwala na ustalenie położenia auta z dokładnością nawet do kilku centymetrów i utrzymanie go między liniami. Na razie trwają testy pomysłu.

Wi-fi wykrywa broń i niebezpieczne materiały

Żyjemy w dobie sporego zagrożenia terroryzmem. Podróżując i zwiedzając, natykamy się na rozmaite systemy bezpieczeństwa, które prześwietlają nas oraz nasz bagaż. Zwykle są to dość skomplikowane oraz drogie urządzenia, ale okazuje się, że można to zrobić prościej.

Wszyscy w mniejszym lub większym stopniu posługujemy się technologią wi-fi, wykorzystywaną głównie w smartfonach i laptopach. Polega ona na komunikacji za pomocą fal radiowych o określonej częstotliwości. Okazuje się, że można jej użyć także do detekcji materiałów niebezpiecznych oraz broni. Pokazał to na tegorocznej konferencji dotyczącej komunikacji i bezpieczeństwa zespół badawczy z Rutgers University, pracujący pod kierunkiem prof. Yingying Chen. Prosty system wi-fi, bardzo podobny do znanych z naszych domów routerów, umieszczony w pobliżu torby czy pakunku może z dużą precyzją wykryć przedmioty metalowe (np. broń), laptopy i tablety lub nawet baterie będące elementami bomb. Idea działania polega na detekcji fal elektromagnetycznych odbitych od obiektów. Naukowcy twierdzą, że potrafią także oszacować objętość płynów zawartych w pojemnikach, a obecnie pracują nad tym, aby można było określić kształt podejrzanych przedmiotów. Doświadczenia przeprowadzone z 15 typami obiektów oraz sześcioma rodzajami toreb pozwoliły na wykrycie zagrożenia z dokładnością większą niż 95%. Dopracowanie systemu może pozwolić na stworzenie bardzo prostego i taniego urządzenia, które zdecydowanie poprawi bezpieczeństwo.