Pet naučnih otkrića iz 2024. godine koja postavljaju temelje za tehnologije budućnosti

Kada pomislite na Alberta Ajnštajna (Albert Einstein), prva stvar koja vam vjerovatno padne na pamet je teorija relativnosti. Upravo zato bi mnoge mogla iznenaditi činjenica da on nije dobio Nobelovu nagradu za svoj rad na razvoju te teorije. Dobio je zbog otkrića fotoelektričnog efekta. Za to možda niste čuli, ali svakoga dana vidite njegov uticaj – ona je u temeljima tehnologije koja postoji u solarnim panelima, digitalnim kamerama i snimanju u medicini.

Mnoge od tehnologija na koje se danas oslanjamo rezultat su manjih otkrića u nauci i inženjerstvu do kojih je došlo godinama, ponekad i decenijama ranije. Širom svijeta, inženjeri i naučnici pomjeraju granice i dolaze do novih otkrića koja bi jednog dana mogla stvoriti novu budućnosti.

Forbes donosi pet takvih otkrića iz 2024. godine.

Jedan korak bliže DNK računarima

Još od 1990-ih godina istraživači razmišljaju o mogućnosti korišćenja DNK u računarstvu, što bi teoretski moglo donijeti prednosti iz perspektive energije, paralelne obrade i skladištenja podataka. Na primjer, gram DNK može čuvati oko 10 miliona sati videozapisa – za to je danas potrebna čitava polica. Praktično DNK računar nije iza ugla, ali ove godine došlo je do nekoliko zanimljivih otkrića koja bi mogla ubrzati njegov razvoj.

U avgustu je tim sa Univerziteta Džon Hopkins (John Hopkins) i North Carolina State objavio rad koji opisuje praktično prvi DNK računar svoje vrste koje može ne samo računati, već i pristupati, dodavati i mijenjati podatke. Istraživači su svoj prototip upotrijebili za rješavanje jednostavnih problema u igrama poput šaha i sudokua.

I oktobru su istraživači sa Univerziteta Peking objavili rad koji opisuje korišćenje DNK za čuvanje podataka u binarnom kodu, što ga čini kompatibilnijim s konvencionalnim programskim jezicima. Postoji još praktičnija primjena ove tehnike. Naime, ona ne zahtijeva obučene laboratorijske tehničare i specijaliziranu opremu, što znači da je njom lakše raditi.

Naučnici su stvorili stvarnu verziju paukove mreže iz Spajdermena

U stripovima je Spajdermenova mreža nevjerovatno raznovrsna supstanca. Može se čuvati kao tečnost, lijepi se za predmete i može prenositi težak teret. Ovog oktobra su istraživači sa Univerziteta Tufts razvili pravu verziju ove supstance. To su postigli izvlačenjem vlakana iz čaura dudovih svilaca i dodavanjem hemikalija. Tako su kreirali tečnost koja se počinje učvršćivati pri izlaganju vazduhu. Supstanca se može lijepiti na predmete i držati 80 puta težu masu.

Sljedeći korak za istraživače je poboljšavanje snage materijala, ali ova supstanca ima čitav niz potencijalnih primjena, baš kao i prava svila.

Proizvodnja ljekova u svemiru

U martu ove godine, kalifornijski startap Varda Space Industries objavio je rad koji pokazuje da su uspješno proizveli lijek za HIV, ritonavir, u maloj, automatizovanoj laboratoriji u svemiru. Lijek su takođe uspješno vratili natrag na Zemlju, što je ogroman korak u pokazivanju da ljekovi kreirani u mikrogravitaciji ostaju stabilni pri povratku na površinu.

Proizvodnja ljekova u orbiti omogućava bolju kontrolu nad procesom kristalizacije koji je čest u proizvodnji ljekova. Taj nivo kontrole može učiniti razliku između toga hoće li lijek biti tableta ili se mora unositi intravenozno. Upravo zato farmaceutski giganti sprovode niz sličnih eksperimenata na Međunarodnoj svemirskoj stanici.

Letjelica startapa ima prednost u odnosu na stanicu jer je automatizovana i ne zahtijeva pristup astronauta. To znači da oni ne zavise od NASA-inog rasporeda letova, što značajno smanjuje troškove, objasnio je ranije ove godine predsjednik kompanije Delian Asparouhov. U aprilu je kompanija prikupila 90 miliona dolara investicija za ubrzanje proizvodnje svojih letjelica.

Mapiranje ovog ćelijskog procesa moglo bi dovesti do novih terapija za ljekove

Bilo je potrebno deset godina, ali ovog oktobra su naučnici iz Centra za regulaciju genoma iz Barselone objavili mapu ljudskog splajsozoma (spliceosom). To je dio ćelije koji čita i mijenja DNK za stvaranje različitih proteina. Više od 90 posto ljudskih gena mijenja se ovim mehanizmom, koji se ispostavio mnogo komplikovanijim nego se ranije vjerovalo.

Ova mapa jednog od najvažnijih ćelijskih procesa ogroman je korak u razvoju novih ljekova. Greške u splajsozomu povezuju se s čitavim nizom bolesti, uključujući neurodegenerativne poremećaje poput Parkinsonove bolesti, genetske poremećaje i većinu vrsta tumora. Sada kada naučnici imaju pristup tačnoj mapi koja pokazuje kako funkcioniše svaka komponenta, moguće je pronaći nove metode razvoja ljekova.

Sljedeća baterija vašeg električnog automobila mogla bi biti proizvedena – od uglja

Jedna od glavnih komponenti litijum-jonskih baterija je grafit, materijal koji će, kako se očekuje, 2030-ih godina ponestati zbog ogromne potražnje u proizvodnji električnih vozila. Trenutno svijet za snaabdijevanje ovim materijalom zavisi od Kine, koja ga proizvodi oko 80 posto. Kina ima i rudnike i proizvodna postrojenja koja mogu grafit da proizvode vještački, iako je to trenutno skup proces.

U decembru su istraživači u Nacionalnoj laboratoriji Oak Ridge možda pronašli rješenje za tu potencijalnu nestašicu. Razvili su dva nova procesa kojima se ugalj može pretvoriti u grafit. Jedan proces čvrsti ugalj mijenja elektrohemijskom reakcijom, dok drugi zahtijeva tečni oblik uglja kojeg potom mijenja, takođe elektrohemijskom reakcijom. U oba slučaja potrebno je manje energije nego konvencionalnim metodama, što ih čini potencijalno jeftinijim metodama.

Vođa projekta, Edgar Lara Kurzio (Edgar Lara-Curzio), za Forbes kaže da ova inovacija pokazuje potencijal koji bi ugalj – kojeg još ima mnogo – mogao nastaviti da ima u 21. vijeku. “Možete proizvoditi stvari poput ugljenih vlakana, elektroda za uređaje za skladištenje energije, građevinskih materijala,” kaže on. Ovo otkriće otvara vrata za svijetlu budućnost na mjestima gdje ugalj još ima ogromnu važnost u ekonomiji.

Alex Knapp, Forbes
Five Breakthroughs In 2024 That Laid A Foundation For Future Tech
(Prevela: Nataša Belančić)