Одно можно сказать точно: у всех нас есть проблемы. Многие из них имеют глобальный масштаб и серьёзные последствия: сокращающиеся природные ресурсы, рост опасных заболеваний и изменение климата. Конечно, нехватка печенья с начинкой Oreo в магазине — это не настоящая проблема.
Хотя некоторые трудности кажутся непреодолимыми и, возможно, такими и останутся на долгое время, у человечества всё же есть преимущество. Мы обладаем талантливыми и изобретательными людьми, которые ищут пути решения. Иногда самые странные идеи оказываются наиболее эффективными. Ведь если бы не космическая программа NASA, у нас, возможно, не было бы ушных термометров.
10. Печать новой кожи для заживления ран
3D-печать чаще всего ассоциируется с забавными фигурками или мелкими бытовыми деталями, вроде ручки для плиты. Но в медицине эта технология может стать настоящим прорывом.
Учёные Гавайского университета разрабатывают новое направление — биопечать. Подобно тому, как 3D-принтер использует расплавленный пластик, здесь применяются специальные «био-чернила». Они создаются из человеческих стволовых клеток, способных превращаться в различные ткани, включая органоподобные структуры.
Так как кожа является органом, биопечать может существенно изменить лечение ожогов, химических повреждений и ран, вызванных даже устойчивыми к антибиотикам бактериями. Более того, напечатанные ткани могут использоваться для защиты и лечения солдат, например, в форме специальных контактных линз.
Не менее важно, что напечатанные материалы дают возможность проводить медицинские испытания без использования животных.
9. Самоубийственный трюк для сорняков-паразитов
Сорняки-паразиты — это глобальная угроза сельскому хозяйству. Они отбирают питательные вещества у культурных растений, что ведёт к потере урожая. Особенно остро эта проблема стоит в странах Африки к югу от Сахары.
Учёные Калифорнийского университета в Риверсайде нашли необычный способ борьбы: заставить сорняки уничтожать сами себя. Всё основано на том, что паразитические растения реагируют на гормоны стриголактоны, которые выделяются корнями культурных растений.
Исследователи решили использовать эти же гормоны, чтобы обмануть сорняки. Их стимулируют прорастать слишком рано или слишком поздно, когда питательных веществ недостаточно. В итоге растения погибают ещё до того, как успевают навредить урожаю.
8. «Умная плёнка» для коленей с искусственным интеллектом
Боли в коленях — одна из самых распространённых проблем во всём мире. По данным Американской академии семейных врачей, ими страдает около 25% людей. За последние двадцать лет число таких случаев выросло на 65%.
Причины могут быть разными: травмы, наследственность, лишний вес или неправильные движения. Чтобы найти источник боли, необходимо изучать нагрузки на сустав. Обычно это возможно только в лаборатории с громоздким оборудованием.
Поэтому учёные создали тонкую плёнку, которую можно прикрепить к колену. Она фиксирует сигналы силы, возникающие при движениях, а встроенный искусственный интеллект анализирует данные. Плёнка лёгкая, дешёвая и удобная в использовании. Её можно применять даже во время повседневных дел или игр на компьютере.
7. Гелевая плёнка, которая пьёт воздух пустыни
Воздух содержит влагу, но собрать её очень сложно. Однако учёные Техасского университета нашли решение. Они разработали недорогую гидрофильную гелевую плёнку, которая притягивает воду даже из самого сухого воздуха в пустыне.
Эта технология может стать спасением для миллиардов людей, ведь треть населения Земли живёт в засушливых районах и сталкивается с регулярной нехваткой воды.
Стоимость такой плёнки всего около одного доллара за фунт, а один фунт способен производить от 100 до 200 унций воды в зависимости от влажности. Если увеличить толщину плёнки или собрать их в большие массивы, можно будет обеспечивать целые сообщества чистой водой.
6. Почва, которая поливает себя сама
На основе той же гидрогелевой технологии исследователи создали «умную почву». В неё встроены вещества, которые удерживают влагу и постепенно выделяют удобрения.
Результаты впечатляют: растения в такой почве растут здоровее и выше, их стебли становятся на 138% длиннее, а воды требуется на 40% меньше.
Сегодня сельское хозяйство потребляет до 70% мировой пресной воды, а в развивающихся странах этот показатель может достигать 95%. Поэтому «умная почва» может значительно снизить нагрузку на фермеров и ресурсы планеты.
5. Корабли с «хвостом кита», которые экономят топливо
Учёные давно заметили, что киты — отличные пловцы. Их эволюция длилась десятки миллионов лет, и их движения в воде крайне эффективны.
На основе этого принципа компания ABB разработала новую систему морского привода под названием Dynafin. Она имитирует движения хвоста кита и позволяет сократить потребление энергии на 22%.
Если такие технологии будут активно внедряться, морская отрасль сможет внести вклад в глобальную цель — снизить выбросы парниковых газов на 50% к 2050 году.
4. Превращение коровьего навоза в топливо для грузовиков
Коровы не только милые и полезные животные, но и источник серьёзной экологической проблемы. Их навоз выделяет метан — парниковый газ, который в 80 раз опаснее углекислого газа в течение 20 лет.
Чтобы уменьшить вред, навоз накрывают огромными герметичными плёнками, создавая так называемые «метановые ловушки». Сегодня в Калифорнии работают более 130 таких установок, и они снижают выбросы метана более чем на 80%.
Собранный газ очищают и используют как топливо для грузовиков дальнего следования. Таким образом, вредные выбросы превращаются в полезный ресурс.
3. Android-приложение, которое предсказывает землетрясения
Землетрясения — одно из самых разрушительных природных явлений. Чтобы спасать жизни, учёные создают глобальную систему раннего предупреждения на основе смартфонов Android.
Эти телефоны, которых в мире около 70%, способны фиксировать вибрации почвы, как и специальные сейсмодатчики. Конечно, они менее точные, но при массовом использовании дают огромный поток данных.
С 2021 по 2024 годы система фиксировала в среднем 312 землетрясений в месяц в 98 странах. Для подземных толчков выше 4,5 баллов она отправляла до 18 миллионов предупреждений ежемесячно.
Пока что время срабатывания не идеально: 36% пользователей получают сигнал заранее, 28% — во время толчков, а 23% — уже после. Но потенциал этой технологии огромен.
2. Сверхтонкая мембрана для кондиционеров, которая снижает выбросы
Кондиционеры спасают нас от жары, но при этом они ответственны за 4% всех мировых выбросов парниковых газов. Это в два раза больше, чем вся авиация.
С ростом температуры потребность в охлаждении только увеличится, и к 2030 году спрос на кондиционеры вырастет на 40%.
Учёные Гарварда разработали альтернативную технологию под названием Trellis Air. Это мембрана толщиной всего 15 микрон, то есть в несколько раз тоньше человеческого волоса. Она работает как фильтр для кофе, но при этом охлаждает воздух и удаляет влагу без огромных затрат энергии.
1. 3D-печатная ручка, которая помогает выявить болезнь Паркинсона
Болезнь Паркинсона поражает более 10 миллионов человек по всему миру. Это нейродегенеративное заболевание нарушает работу двигательной системы, вызывая тремор, скованность и потерю подвижности.
Учёные создали 3D-печатную магнитную ручку, которая помогает диагностировать болезнь на ранних стадиях. Она не пишет на бумаге, а фиксирует движения руки и преобразует их в электрические сигналы.
Эти данные анализируются искусственным интеллектом, который способен с точностью до 96% выявить характерные признаки болезни. Ручка проста в производстве и доступна по цене, поэтому её можно использовать даже в бедных странах.
Хотя лекарства от болезни Паркинсона пока нет, ранняя диагностика позволяет назначить лечение раньше и улучшить качество жизни пациентов.
