Hari ini kami mengundang pembaca kami untuk melihat ke masa depan. Kami akan memberi tahu Anda tentang eksperimen ilmiah yang dapat mengubah hidup kita menjadi lebih baik dalam beberapa dekade mendatang. Sebentar lagi kita akan bisa menikmati hasil penelitian ilmiah ini.
Penanaman chip ke dalam tubuh manusia
Perangkat ini ditemukan di Pusat Penelitian NASA di California. Ini adalah tabung nano karbon yang dapat ditanamkan di bawah kulit.
Bayangkan sebuah mikrokapsul "pintar", dijahit ke dalam tubuh manusia, yang menyuntikkan obat penting bagi seseorang ke dalam darah pada waktu dan dosis yang tepat. Adaptasi seperti itu dapat menyelamatkan ratusan ribu orang sakit yang perlu terus minum obat. Misalnya, jika sel-sel pulau Langerhans dari pankreas, yang biasanya menghasilkan insulin, ditempatkan dalam nanotube, sel-sel tersebut dapat digunakan untuk mengobati diabetes.
Salah satu modifikasi alat tersebut rencananya akan ditanamkan ke astronot. Idenya adalah bahwa tabung nano mengandung bahan biologis (sel hidup) yang bereaksi, misalnya, terhadap peningkatan radiasi dari jilatan api matahari dan melepaskan obat yang melindungi tubuh astronot. Sel-sel dalam nanotube dapat direkayasa secara genetik untuk menghasilkan zat yang dibutuhkan sebagai respons terhadap perubahan lingkungan.
Melindungi seseorang dari radiasi dapat, misalnya, protein G-CSF - zat yang sudah digunakan dalam radioterapi pasien kanker. Nanotube karbon harus memiliki pori-pori yang memungkinkan sel tumbuh dan membelah, dan obat-obatan dilepaskan ke inang. Kapsul tersebut sekarang sedang diuji coba pada hewan. Namun dalam waktu dekat, para ilmuwan akan beralih ke eksperimen pada relawan.
Video promosi:
Mesin yang menyerap karbondioksida dari atmosfer
Perubahan iklim yang akan datang di planet ini telah lama dibahas di semua lapisan masyarakat. Penyebab utama pemanasan global adalah karbondioksida, yang diproduksi dalam jumlah besar oleh pabrik industri dan sistem transportasi di seluruh dunia. Perusahaan Kanada, Carbon Engineering, berharap dapat membuat perbedaan dengan mengekstraksi gas ini secara kimiawi dari atmosfer. Perangkat, yang ditemukan oleh spesialis perusahaan, dapat menyedot udara dan melewatkannya melalui larutan hidroksida. Akibatnya, karbon dioksida berubah menjadi sedimen karbon padat - karbon dioksida. Dan itu sudah bisa digunakan untuk keperluan industri atau hanya dikubur di dalam tanah.
Mesin ini diuji tahun lalu dan berjalan selama 500 jam, berhasil mengekstraksi karbon dioksida dari udara. Percobaan selanjutnya akan berlangsung selama beberapa ribu jam. Insinyur tertarik pada bagaimana perangkat akan merespons kondisi cuaca yang berbeda.
Perusahaan berharap dapat mengembangkan pilot komersial pada 2013. Setiap modul perangkat akan menyerupai menara pendingin raksasa pembangkit listrik tenaga nuklir dan akan mampu mengekstraksi 1 juta ton karbon dioksida dari atmosfer per tahun. Peradaban kita setiap tahun menghasilkan 30 miliar ton gas ini, artinya, dibutuhkan kerja 30 ribu modul untuk sepenuhnya menetralkan pengaruh umat manusia pada iklim planet ini.
Memecahkan masalah superkonduktor
Superkonduktor adalah masa depan transmisi dan penyimpanan listrik. Bahan-bahan ini memiliki resistansi yang sangat rendah, hampir nol. Mereka dapat digunakan untuk membuat kabel dan baterai untuk sistem tenaga. Tetapi masalahnya adalah semua superkonduktor yang diketahui saat ini hanya terjadi pada suhu yang sangat rendah: kurang dari - 163 ° C. Karena itu, mereka harus didinginkan dan diisolasi dengan baik, yang dengan sendirinya sangat mahal. Diperlukan untuk menemukan bahan yang superkonduktif pada suhu yang lebih tinggi. Dan ini sudah berada dalam kompetensi fisika kuantum dan hukum kompleksnya tentang perilaku partikel subatom. Solusi untuk masalah ini berada di luar kekuatan komputer modern. Tetapi para ilmuwan di Institut Standar dan Teknologi Nasional AS telah mengembangkan "stimulator kuantum" - sistem komputer yangyang akan membantu peneliti merencanakan dan menstimulasi interaksi antara partikel kuantum dan hanya membaca informasi tentang hasil interaksi ini. Dengan demikian, dimungkinkan untuk membandingkan superkonduktor yang dikenal dengan bahan lain dan mencari yang cocok di antara mereka.
Penciptaan model terpadu dari semua hukum dan fenomena dalam fisika
Model Standar Fisika Partikel saat ini adalah sistem terbaik untuk memahami perilaku partikel materi subatom. Namun, ia tidak dapat menjelaskan fenomena gravitasi dan perluasan alam semesta, yang terjadi dengan kecepatan yang meningkat. Penciptaan model tunggal yang akan mencakup semua fenomena fisik yang diketahui di alam akan menjadi terobosan luar biasa dalam sains, sebanding dengan perkembangan teori kuantum. Berdasarkan teori kuantum, laser, perangkat mikroelektronik, jam ultra-presisi sekarang bekerja, kode-kode yang tidak dapat dipecahkan telah dibuat, yaitu, banyak hal yang bahkan tidak terpikirkan sampai teori itu dirumuskan.
Bagaimana realitas di sekitar kita menyimpang dari prediksi model standar? Jawabannya akan muncul setelah eksperimen dilakukan di Large Hadron Collider - akselerator partikel raksasa. Dia bekerja dengan energi yang besar. terjadi tumbukan partikel - proton. Tabrakan elektron dan positron akan lebih menjanjikan, karena dalam percobaan ini seseorang dapat mengatur dan mengubah energi dari setiap tumbukan dan mempelajari keadaan akhir yang lebih sederhana. Tetapi partikel-partikel ini tidak dapat dipercepat dalam lingkaran, karena dalam hal ini mereka akan memberikan energinya ke segala arah. Fenomena ini dikenal sebagai radiasi sinkrotron. Solusinya ada di permukaan: Anda perlu mempercepatnya dalam garis lurus menggunakan akselerator linier. Justru struktur seperti itu yang rencananya akan didirikan dalam waktu dekat. Panjangnya akan mencapai 50 kilometer. Itu bisa dibangun di Jepang,Amerika, Swiss atau Rusia.
Penyakit Alzheimer pada cawan petri
Saat ini terdapat 26 juta orang dengan penyakit Alzheimer di dunia. Ini lebih dari populasi seluruh Australia. Ada 800.000 pasien seperti itu di Inggris. Angka-angka ini diharapkan meningkat dua kali lipat pada tahun 2050. Penyebab penyakit ini masih belum diketahui dan belum ada pengobatan yang efektif. Pasien hanya bisa sedikit meningkatkan kualitas hidupnya. Untuk mempelajari penyakit ini, diperlukan sampel jaringan otak orang yang masih hidup, tetapi karena alasan yang jelas tidak mungkin mendapatkannya. Dan dalam hal ini, tidak ada gunanya bereksperimen pada hewan, karena hanya manusia yang rentan terhadap penyakit ini. Oleh karena itu, sulit untuk melebih-lebihkan pentingnya pekerjaan dua kelompok peneliti independen dari University of Cambridge dan California. Mereka mampu menumbuhkan sel otak di laboratorium dan mengamati perkembangan penyakit Alzheimer langsung di cawan petri. Berhasil mencari tahubahwa penyakit ini dimulai dengan akumulasi bertahap dari kelainan sel kecil. Para ilmuwan mengambil sel kulit dari pasien yang keluarganya ada pasiennya, dari mana mereka menerima sel induk yang dapat berubah menjadi sel lain, misalnya, sel otak. Mereka mempelajari pengaruh berbagai zat untuk menemukan cara menghentikan perkembangan penyakit. Para peneliti berharap proyek tersebut dapat diselesaikan dengan sukses dalam tiga hingga lima tahun ke depan.
Cari peradaban luar angkasa
Sejak 1995, ketika bintang pertama yang mirip Matahari dengan planet di sekitarnya - 51 Pegasi dan planetnya Bellerophon - ditemukan, ahli astrofisika mulai mempelajari sekitar 760 planet untuk mengetahui adanya peradaban di dalamnya. Ternyata planet-planet ini, yang jaraknya kira-kira sama dari matahari dengan Bumi dari bintangnya, menerima cahaya dan panas yang jauh lebih sedikit dari mereka.
Ahli astrofisika dan profesor di University of Colorado Webster Cash mengusulkan perangkat "peredup bintang" - pesawat ruang angkasa khusus yang dapat memblokir cahaya dari bintang, memungkinkan instrumen sensitif teleskop untuk mempelajari planet mana pun. Ini akan memungkinkan pemeriksaan spektroskopi cahaya dari planet-planet ini untuk menentukan komposisi kimianya dan ada atau tidaknya atmosfer. Anda juga bisa mengetahui apakah ada uap air di sekitar planet. Biomarker kunci, yaitu zat yang berbicara tentang keberadaan kehidupan, adalah oksigen. Inilah yang coba ditemukan oleh para peneliti.
Pengembangan mesin baru untuk pesawat ruang angkasa
Meluncurkan pesawat ruang angkasa ke orbit Bumi adalah tugas yang agak sulit. Dalam hal ini, kecepatan pesawat ruang angkasa harus 25 kali kecepatan suara. Hal ini membutuhkan kapal bertingkat multi dengan bahan bakar dalam jumlah besar, yang jika tidak sengaja meledak, akan menyerupai ledakan bom nuklir kecil. Selain bahaya ini, ada juga masalah keuangan. Penerbangan seperti itu menelan biaya puluhan ribu dolar per kilogram kargo di roket itu. Tapi keadaan ini bisa segera diubah.
Perusahaan Inggris Reaction Engines telah merancang Skylon pesawat ruang angkasa tak berawak yang dapat digunakan kembali, tanpa kekurangan di atas. Kunci keberhasilan proyek ini adalah pengembangan mesin luar angkasa SABER sistem yang sepenuhnya baru yang dapat beroperasi dalam dua mode: mesin jet (turbin gas) dan mesin roket.
Bahan bakar utamanya adalah hidrogen, dan oksigen adalah zat pengoksidasi. Saat lepas landas dan mendarat, oksigen akan masuk ke mesin langsung dari atmosfer. Dan setelah pergi ke luar angkasa, tangki internal dengan pengoksidasi akan ikut berperan. Komponen utama mesin baru sekarang telah dibuat dan sedang dipersiapkan untuk pengujian ekstensif. Jika proyek berhasil dan dilaksanakan, biaya peluncuran pesawat ruang angkasa ke orbit Bumi akan berkurang 15-50 kali lipat. Massa muatan maksimum yang dapat dikirim Skylon ke luar angkasa adalah 12-15 ton untuk ketinggian 300 kilometer dan 9,5-10,5 ton untuk ketinggian 460 kilometer.
Menumbuhkan "gandum super"
Untuk memberi makan penduduk Bumi, dibutuhkan lahan pertanian seluas Amerika Selatan. Ilmuwan mencoba menemukan cara yang lebih efisien untuk mendapatkan makanan. Para ahli dari Wheat Yield Consortium percaya bahwa salah satu cara untuk mengatasi masalah ini adalah dengan mengembangkan "gandum super", tanaman yang dimodifikasi untuk menghasilkan lebih banyak biomassa yang dapat dimakan. Tujuan dari pengembangan ini adalah untuk meningkatkan hasil sebesar 50% selama 25 tahun. Tapi bagaimana caranya? Dengan meningkatkan efisiensi fotosintesis. Fotosintesis adalah proses pada tumbuhan untuk pembentukan bahan organik dari karbondioksida dan air dalam cahaya dengan partisipasi pigmen fotosintesis (klorofil pada tumbuhan, bakteri klorofil dan bakteriorhodopsin pada bakteri). Direncanakan untuk meningkatkan efisiensi proses ini dengan mempengaruhi salah satu enzim,yang bertanggung jawab untuk tahap pertama fotosintesis - fiksasi karbon. Di sini Anda dapat menggunakan metode biokimia dan genetik. Proyek ini masih kurang didanai, tetapi eksperimen pertama telah dimulai di Meksiko.
Terciptanya pembangkit listrik tenaga nuklir yang aman
Pada tahun 1954, pembangkit listrik tenaga nuklir pertama di dunia dibangun di Obninsk. Energi nuklir sejak itu dielu-elukan sebagai sumber energi yang tidak ada habisnya untuk masa depan. Namun, setelah peristiwa terkenal di Chernobyl dan di Fukushima, menjadi jelas bahwa pembangkit listrik tersebut menimbulkan bahaya besar. Sehubungan dengan masalah ini, sebuah proyek yang disebut ITER (ITER) sedang dikembangkan - reaktor termonuklir terbesar di dunia, yang sekarang sedang dibangun di Prancis atas upaya bersama Uni Eropa, India, Cina, Korea Selatan, Rusia, Amerika Serikat, dan Jepang. Reaktor termonuklir jauh lebih aman daripada reaktor nuklir dalam hal radiasi. Jumlah zat radioaktif yang digunakan di dalamnya relatif kecil. Energi yang dapat dilepaskan akibat kecelakaan juga kecil dan tidak dapat menyebabkan kehancuran reaktor. Desain reaktor dibuat sedemikian rupa sehingga terdapat penghalang alami di dalamnya,mencegah penyebaran zat radioaktif. Namun demikian, saat merancang ITER, banyak perhatian diberikan pada keselamatan radiasi - baik selama operasi normal maupun selama kemungkinan kecelakaan. Energi di dalamnya akan dihasilkan melalui fusi inti deuterium dan tritium (isotop hidrogen dengan neutron ekstra). Bahan bakar ini aman karena tidak ada reaksi berantai saat menggunakannya. Akibatnya, tidak terjadi kontaminasi radioaktif jangka panjang. Selain itu, terdapat banyak deuterium di air laut, dan tritium mudah diperoleh dari litium. Energi di dalamnya akan dihasilkan melalui fusi inti deuterium dan tritium (isotop hidrogen dengan neutron ekstra). Bahan bakar ini aman karena tidak ada reaksi berantai saat menggunakannya. Akibatnya, tidak terjadi kontaminasi radioaktif jangka panjang. Selain itu, terdapat banyak deuterium di air laut, dan tritium mudah diperoleh dari litium. Energi di dalamnya akan dihasilkan melalui fusi inti deuterium dan tritium (isotop hidrogen dengan neutron ekstra). Bahan bakar ini aman karena tidak ada reaksi berantai saat menggunakannya. Akibatnya, tidak terjadi kontaminasi radioaktif jangka panjang. Selain itu, terdapat banyak deuterium di air laut, dan tritium mudah diperoleh dari litium.
Mesin yang dapat mengedit DNA
Kemungkinan mengubah DNA manusia telah lama memenuhi pikiran para ilmuwan dan dokter di seluruh dunia. Sejak diketahui tentang ketergantungan berbagai penyakit pada urutan genom organisme hidup, banyak penelitian genetik, rekayasa genetika dan biokimia telah dilakukan untuk mengembangkan metode pengobatan dengan menggunakan perubahan DNA. Awal dari banyak penemuan dalam biologi dikaitkan dengan bakteri. Ini adalah makhluk yang relatif sederhana, di mana banyak proses mendasar yang terjadi dalam tubuh manusia terwakili. Sekarang, dengan bantuan mereka, sintesis industri zat obat sedang dilakukan. Agar mikroba dapat melayani seseorang sesuai kebutuhannya, para ilmuwan telah belajar membuat perubahan yang sesuai pada DNA mereka. Namun, eksperimen semacam itu membutuhkan banyak waktu, tenaga, dan biaya dan tidak selalu berhasil.
Dalam waktu dekat, perusahaan Amerika LS9 akan menyediakan bahan bakar murah, obat-obatan dan, mungkin, bahkan makanan kepada penduduk. Semua ini akan diproduksi di bioreaktor berbasis bahan baku murah - berbagai sampah organik, serpihan kayu dan sebagainya. Salah satu pemimpin proyek, George Church, bersama dengan rekan-rekannya, mengembangkan pendekatan baru untuk mendapatkan mikroorganisme dengan sifat yang diperlukan. Teknologi baru ini disebut MAGE (Multiplex-automatic genomic engineering), yaitu, “rekayasa genomik-multiply-otomatis”. Ini didasarkan pada perangkat baru yang mungkin disebut "mesin evolusi".
Ini memungkinkan Anda membuat 50 perubahan pada DNA bakteri pada saat yang sama, yaitu memeriksa 50 varian dalam satu percobaan. Dan bila pilihannya begitu banyak, akan lebih mudah dan cepat untuk menemukan apa yang Anda butuhkan. Para ilmuwan sekarang mencari mikroba "bahan bakar" yang akan mensintesis berbagai campuran hidrokarbon, yang komposisinya mirip dengan bahan bakar otomotif. Fasilitas eksperimental pertama diluncurkan tahun lalu di San Francisco, dan sudah mempekerjakan ahli kimia bakteri generasi pertama. Dari tebu, mereka menghasilkan ratusan galon biofuel dalam seminggu. Bahan bakar ini sangat jernih dan memenuhi standar internasional.
Para penulis pengembangan percaya bahwa prinsip evolusi yang dipercepat dalam mesin akan memungkinkan untuk memperoleh bakteri yang dimodifikasi seperti itu yang akan mensintesis nutrisi murah dan berbagai obat dalam jumlah besar.
Eksekutif proyek LS9, Bill Haywood, optimis: "Kami akan menyembuhkan dunia." Saya benar-benar ingin percaya bahwa itu akan terjadi.
Majalah: Rahasia abad ke-20 №41. Penulis: Irina Bakhlanova
