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

Od transformiranja ugljena do računalstva vezanog za DNK i farmaceutske proizvodnje u svemiru, Forbes donosi popis otkrića koja će biti temelji tehnološkog razvoja u sljedećem desetljeću.

Kada pomislite na Alberta Einsteina, prva stvar koja vam vjerojatno 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 ju je zbog otkrića fotoelektričnog efekta. Za to možda niste čuli, ali svakoga dana vidite njegov utjecaj – 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 znanosti i inženjerstvu do kojih je došlo godinama, ponekad i desetljećima ranije. Diljem svijeta, inženjeri i znanstvenici pomiču 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 računalima

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

U kolovozu je tim sa sveučilišta John Hopkins i North Carolina State objavio rad koji opisuje praktički prvo DNK računalo 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 listopadu su istraživači sa sveučilišta Peking objavili rad koji opisuje korištenje 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.

Znanstvenici su stvorili stvarnu verziju paukove mreže iz Spider-Mana

U stripovima je Spider-Manova mreža nevjerojatno raznovrsna supstanca. Može ju se čuvati kao tekućinu, lijepi se za predmete i može prenositi težak teret. Ovog listopada su istraživači sa sveučilišta Tufts razvili pravu verziju ove supstance. To su postigli izvlačenjem vlakana iz čahura dudovih svilaca i dodavanjem kemikalija. Tako su kreirali tekućinu koja se počinje učvršćivati pri izlaganju zraku. 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 lijekova u svemiru

U ožujku ove godine, kalifornijski startup Varda Space Industries objavio je rad koji pokazuje da su uspješno proizveli lijek za HIV, ritonavir, u malenom, automatiziranom laboratoriju u svemiru. Lijek su također uspješno vratili natrag na Zemlju, što je ogroman korak u pokazivanju da lijekovi kreirani u mikrogravitaciji ostaju stabilni pri povratku na površinu.

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

Letjelica startupa ima prednost pred postajom jer je automatizirana i ne zahtijeva pristup astronauta. To znači da oni ne ovise o NASA-inom rasporedu letova, što značajno smanjuje troškove, objasnio je ranije ove godine predsjednik tvrtke Delian Asparouhov. U travnju je kompanija prikupila 90 milijuna dolara investicija za ubrzanje proizvodnje svojih letjelica.

Mapiranje ovog staničnog procesa moglo bi dovesti do novih terapija za lijekove

Bilo je potrebno deset godina, ali ovog listopada su znanstvenici iz Centra za regulaciju genoma iz Barcelone objavili mapu ljudskog “spliceosoma”. To je dio stanice koji čita i mijenja DNK za stvaranje različitih protein. Više od 90 posto ljudskih gena mijenja se ovim mehanizmom, koji se ispostavio mnogo kompliciranijim nego se ranije vjerovalo.

Ova mapa jednog od najvažnijih staničnih procesa ogroman je korak u razvoju novih lijekova. Greške u spliceosomu povezuju se s čitavim nizom bolesti, uključujući neurodegenerativne poremećaje poput Parkinsonove bolesti, genetske poremećaje i većinu vrsta tumora. Sada kada znanstvenici imaju pristup točnoj mapi koja pokazuje kako funkcionira svaka komponenta, moguće je pronaći nove metode razvoja lijekova.

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

Jedna od glavnih komponenti litij-ionskih baterija je grafit, materijal kojeg će, kako se očekuje, 2030-ih godina ponestati zbog ogromne potražnje u proizvodnji električnih vozila. Trenutačno svijet za opskrbu ovim materijalom ovisi o Kini, koja ga proizvodi oko 80 posto. Kina ima i rudnike i proizvodna postrojenja koja mogu grafit proizvoditi na umjetan način, iako je to trenutačno skup proces.

U prosincu su istraživači u Nacionalnom laboratoriju Oak Ridge možda pronašli rješenje za tu potencijalnu nestašicu. Razvili su dva nova procesa kojima se ugljen može pretvoriti u grafit. Jedan proces čvrsti ugljen mijenja elektrokemijskom reakcijom, dok drugi zahtijeva tekući oblik ugljena kojeg potom mijenja, također elektrokemijskom reakcijom. U oba slučaja potrebno je manje energije nego konvencionalnim metodama, što ih čini potencijalno jeftinijim metodama.

Vođa projekta, Edgar Lara-Curzio, za Forbes kaže kako ova inovacija pokazuje potencijal koji bi ugljen – kojeg još uvijek ima mnogo – mogao nastaviti imati u 21. stoljeću. “Možete proizvoditi stvari poput ugljičnih vlakana, elektroda za uređaje za skladištenje energije, građevinskih materijala,” kaže on. Ovo otkriće otvara vrata za svijetlu budućnost na mjestima gdje ugljen još uvijek ima ogromnu važnost u gospodarstvu.

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