Нанометр — это одна миллионная часть метра. Именно на таких масштабах работают нанотехнологии. Их деятельность не ограничивается медициной, как многие полагают, скорее напротив, выходит в сферу высоких технологий. Ведь не зря инвестиции в этом направлении тех же объемов, что и в области астрономии. Насколько это оправдано, каждый оценивает сам, но то, какие открытия удалось совершить ученым, несомненно, удивительны. В данной подборке – 10 интересных изобретений, которые уже стали реальностью.
1. Жидкий металл
Помните робота из «Терминатора 2», который «собирался» из металла, поддающегося управлению с помощью электричества? Британские ученые уже сделали уверенный шаг в этом направлении: они создали дисплей из электродов, с помощью которого могут манипулировать жидкими металлами, задавая им различные двумерные формы. Помимо этого, они ведут работу непосредственно над самим веществом. Материал имеет биометрические свойства, он может «создать видимость», что производит биохимическую реакцию, но на самом деле сплав вовсе не имеет биологических составных. Металл может двигаться и сам, без электроимпульсов, если произойдёт несбалансированная нагрузка в давлении.
2. Очистка воды
Актуальная проблема экологии — разлив нефти и аварии нефтяных танкеров – катастрофа для океана, сравнимая по масштабам разве что с Хиросимой, а то и хуже. Из-за утечки миллионов литров нефти вода становится непроницаемой для кислорода и непригодной для жизни рыб, водорослей и морских микроорганизмов. Чтобы решить эту задачу, ученые работают над плёнкой толщиной в нанометры, чтобы она в сочетании с сеткой из нержавейки отталкивала нефть, очищая при этом поверхность воды. Исследователи нашли пример в природе – поверхность листьев лотоса препятствует проникновению вредных веществ. Именно такой состав сейчас разрабатывается в лаборатории.
3. Краска, меняющая цвет
Во время экспериментов с нитями наночастиц золота ученые из Калифорнийского университета наткнулись на удивительную вещь: они заметили, что цвет золота меняется, когда нить растягивается или сжимается, переходя из ярко-синего в фиолетовый и затем в красный. Эксперимент вдохновил ученых на создание датчиков из наночастиц золота, которые меняют цвет, когда на них оказывается давление. Такие датчики могут служить для разных целей. К примеру, в качестве индикатора их можно включать в мебель, диваны или кровати, чтобы определить, сидит человек или спит.
4. Стиральная машина без воды
Еще одно изобретение в плюс к сохранению экологии – стиральные безводные машины, где используется уникальная система действия наночастичек. 3-миллиметровые полиамидные гранулы профессора Беркиншоу позволяют существенно сократить количество воды, используемой для стирки. Технически, конечно, это не совсем «безводная» стирка, так как наночастички активируются при минимальном количестве воды. Но чашка воды — ничто по сравнению с тем, сколько мы привыкли расходовать на одну стирку. Грязная вода поглощается гранулами, и цикл полоскания исключается. Собранная грязь остается у ядра наночастичек. Гранулы могут использоваться много раз до того, как достигнут предела насыщения.
5. Очистка воздуха для подводных лодок
Наверняка вы однажды задавались вопросом, тяжело ли дышать подводникам, шахтерам и другим людям, работающим в закрытых помещениях. Вот и группа ученых, в числе которых бывший командир подводного судна, однажды озвучив мысль вслух, пришла к выводу о потребности системы очистки. Так появился SAMMS – система, благодаря которой экипаж подлодки дышит одним и тем же воздухом, проходящим очистку. Чтобы очистить воздух, задействуются наночастицы в гранулах из керамики. Пористость вещества поможет поглощать ему углекислый газ и, таким образом, находящимся в комнате более комфортно. Кстати, столовая ложка этого вещества может очистить место площадью как футбольное поле.
6. 100% заряд телефона за 1 минуту
Нет, это не сон, а вероятная реальность. Как мы знаем, любой смартфон, покидающий производственную линию, обладает двумя серьезными недостатками: время жизни батареи и время ее зарядки. И хотя первая проблема остается насущной, ученые из города Рамат-Ган в Израиле смогли решить вторую, создав аккумулятор, заряжающийся за 30 секунд! Прорыв был тесно связан с проектом по изучению болезни Альцейгмера силами ученых из Университета Тель-Авива. Они обнаружили, что молекулы пептида, которые сокращают нейроны мозга и вызывают заболевание, способны сохранять электрический заряд. Это открытие было взято на заметку компанией StoreDot, которая пытается превратить нанотехнологии в целевые потребительские продукты. Совместно с инженерами StoreDot разработала NanoDots — технологию, которая использует способность пептидов для улучшения времени жизни батареи смартфонов. Компания продемонстрировала свою технологию на мероприятии ThinkNext от Microsoft в 2015 году. На примере телефона Samsung Galaxy S3 батарея была заряжена с нуля до максимума меньше чем за минуту. Обещают, что осталось подождать недолго, и технология будет внедрена в массовое производство. Ну что же, ждем.
7. Самовосстанавливающийся бетон
Похоже, что программа реновации ветхого жилья в скором времени исчезнет из списка дел мэра столицы. Создатели самовосстанавливающегося бетона, в составе которого содержатся живые бактерии и лактат кальция, утверждают, что будущее за такими материалами. Представьте себе, бетон «латает» сам себя! Как это работает? Бактерии, поглощая лактат кальция, производят известняк. Он заполняет трещины и полностью восстанавливает целостность бетона, что позволит существенно сэкономить на ремонте в будущем и значительно увеличить длительность эксплуатации здания. Биобетон был создан Хенком Джонкерсом из нидерландского технического университета, который со своей командой потратил 3 года для изготовления этого чуда. Продукт, между прочим, уже был успешно протестирован на здании спасательной станции, расположенной близ озера.
Более того, российские ученые подхватили идею и буквально год назад разработали технологию производства самовосстанавливающихся асфальтобетонных материалов для дорожного покрытия. Кто теперь пожалуется на плохие дороги?
8. Электричество из крови
Человечество постоянно пытается найти альтернативные способы получения энергии. К примеру, исследователи из университета Фудань, Китай, создали генератор, способный добывать энергию из крови, протекающей в кровеносных сосудах человека. Звучит странно, но китайцы всегда нас удивляли необычными изобретениями.
9. Наклейка для определения уровня алкоголя
Ученые из Института биомедицины и биоинженерии США разработали новый способ определения уровня алкоголя в крови с максимальной точностью. Для этого достаточно нанести на любой участок тела особую наклейку, напоминающую по внешнему виду временную татуировку, в которую встроены специальные датчики. Устроено все следующим образом: временную татуировку, внутри которой встроены наночипы размером 0,5 микрометра, располагают на любом открытом участке кожи. Часть из них считывает информацию с кожи человека (используя в качестве «сырья» выделения потовых желез), а другие посылают полученные данные посредством Bluetooth на специальное приложение в смартфоне или любом другом электронном гаджете. Весь процесс занимает не более 8 минут против 2–3 часов в одном из самых быстрых из присутствующих на сегодня способов.
