10 senaste vetenskapliga framsteg som signalerar framtiden

Vetenskapliga upptäckter görs varje dag som förändrar världen vi lever i. Denna lista innehåller några galen vetenskapliga innovationer - och de har alla gjorts i juni 2013. Från fysik till medicin till biologi kommer följande historier säkert att blåsa din sinne. Teknologiska och medicinska framsteg som de flesta trodde aldrig skulle hända under sin livstid, än mindre i det här ögonblicket, är verkliga och fortsätter att utvecklas. Dessa upptäckter ger med sig en myriad av ny teknik och tekniker som bara kommer att växa och förbättra sig med tiden för att göra världen till en bättre plats att bo i.

10 telekinesis

Att kunna styra rörelsen av objekt kan verka som en del av en science fiction roman, men tack vare forskare från Minnesota College of Science and Engineering, är det nu en realitet. Med hjälp av en icke-invasiv teknik som kallas elektroencefalografi som utnyttjar hjärnvågor kunde fem studenter styra rörelsen hos en helikopter.

Mot bakgrund av motståndarens motsatta riktning kunde eleverna flytta fordonet i olika riktningar genom att föreställa sig att de flyttade sin vänstra hand, höger och båda händerna. Efter en tid och träning kunde deltagarna snart få helikoptern att utföra flera manövrar, inklusive att passera ringar med en bild av flygningen som visades på dem på en skärm. Forskare hoppas kunna expandera denna nya icke-invasiva hjärnvågsteknik för att så småningom återställa rörelse, hörsel och syn hos patienter som lider av förlamning eller neurodegeneration.

9 hjärt-MR

Anthracyclin är en effektiv form av kemoterapi, men det har visat sig allvarligt skada hjärtan hos många barn som genomgår behandling. Hittills har de flesta barn som lider av denna hjärtskade fått sina hjärngumpar att tunna och när de diagnostiseras är det vanligtvis mycket för sent att göra något åt ​​det. Ultraljud skulle ofta sakna hjärtfelet fram till år efter behandlingen, när den irreversibla skadan redan hade tagit sin vägtull.

Men en ny teknik presenterades den 10 juni. Genom omfattande test har T1 MRT visat sig vara mer exakt, effektivare och säkrare än befintliga tekniker som används för att upptäcka hjärtsjukdom hos barn. Läkare har kunnat se barndomshjärtfel tidigare och mer effektivt än med ultraljuden (vilket felaktigt visar hjärtan att vara helt bra). Detta är en stor medicinsk utveckling för upptäckt av hjärtkärl i tidig barndom.

8 Effektiv elektrolys (saltvattenuppdelning)

I tävlingen att hitta effektiva och rikliga alternativa bränslen har forskare alltid slagit ett vägspärr när man försöker komma fram till en effektiv metod för att dela upp havsvatten för att producera vätebränsle. Den 10 juni presenterade ett team vid Australian Research Council Center of Excellence for Electromaterials Science en katalysator som kan dela havsvatten med mycket liten energi som behövs.

Katalysatorn har formats till en flexibel plastfilm som suger upp och använder den energi som erhålls från ljus för att oxidera havsvatten. Till skillnad från nuvarande metoder som kräver en stor mängd energi för att oxidera vattnet, skulle denna metod ge tillräckligt med energi för att driva den genomsnittliga hemmet och bilen för en hel dag med endast 5 liter (1,3 gal) havsvatten. Filmen innehåller syntetiska klorofyllmolekyler för att utnyttja solens energi på samma sätt som många växters blad gör. Det finns inte heller några kemiska nedfall för att använda denna metod, till skillnad från den nuvarande vattenuppdelningsmetoden som avger moln av giftig klorgas.

Denna effektiva och effektiva metod kan kraftigt minska kostnaden för vätebränsle, vilket gör det möjligt att vara ett konkurrenskraftigt alternativt bränsle till bensin i framtiden.

7 Litet batteri

Med den senaste uppfinningen av 3-D-skrivare är himlen gränsen för de typer av invecklade och komplexa objekt som det kan skapa. Den 18 juni meddelades att ett team av forskare vid Harvard och University of Illinois kunde syntetisera ett litiumjonbatteri mindre än ett sandkorn och mindre än ett människohårs bredd.

Forskare kunde uppnå denna förbluffande prestation genom den känsliga layeringen av ett nätverk av interlacedelektroder. När en 3-D-design är färdig på datorn använder skrivaren specialtillverkade flytande bläck som innehåller elektroder som är designade för att omedelbart härda när de träffar luften. Enheten kan betjäna ett brett användningsområde på grund av dess storlek.

Före detta batteri var förekomsten av otroligt små batteridrivna föremål få och långt ifrån varandra. Det beror på att enheter som är konstruerade för att vara otroligt små, nödvändiga batterier som var lika stora som de skulle ge efterföljande energi eller de fick otroligt små batterier som saknade någon betydande effekt. 3-D-skrivaren använder bläck och en detaljerad design från ett datorprogram för att kunna skapa mikrobatterier.

6 Bioengineered Body Parts

Den 6 juni implanterade en grupp läkare vid Duke University framgångsrikt det första biologiska blodkärlet till en levande patient. Även om bioengineering har ökat snabbt, var detta förfarande det första framgångsrika implantatet av någon syntetiskt bioenginerad kroppsdel.

Implanteras till en patient som lider av nyresjukdomens slutstadier, har venen syntetiserats från donerade humana celler som sedan utvecklades på ett byggnadsställ. För att förhindra att antikroppar i patienten attackerar det främmande fartyget, kunde de egenskaper som utlöste attacken avlägsnas. Vinden har visat sig mer framgångsrik i test än syntetiska eller djurbaserade implantat eftersom de inte är benägna att koagulera och inte utgöra risk för infektion under operationen.

Otroligt är venerna av samma flexibla material som de är anslutna till och till och med ta på sig egenskaperna hos sin cellulära miljö och andra vener.Med framgången med detta förfarande har detta framväxande område stora konsekvenser för ytterligare användningsområden i vårdvärlden. Snart hoppas läkare vara bioengineering vener för hjärtsjukdomar och kanske till och med gå vidare till bioengineer hela organ eller kroppsdelar.

5 Fyrkvartpartikeln

Sökningen efter förklaringen av vårt universums födelse upphettas efter den 18 juni meddelandet om bekräftelse av en partikel som har fyra kvarker. Även om detta inte verkar vara så viktigt, till fysiker, har fyndet lett till nya förklaringar och teorier om hur materia skapades först. Före denna observation var förklaringen för skapandet av materia begränsad eftersom partiklar med endast två eller tre kvarker någonsin hittats.

Forskare har kallat den här nya partikeln Zc (3900), och de hypoteser att den gjordes under de första grymma heta sekunderna efter Big Bang. Efter några år av komplicerade matematiska ekvationer från BaBar-samarbetet vid SLAC National Accelerator Laboratory (anslutet till Stanford University) noterade forskare som arbetar vid Beijing Electron-Positron Collider (BEPCll) denna partikel vid ett flertal tillfällen. Eftersom forskare inte är något om det inte är generöst, delades resultaten med CERNs och High Energy Accelerator Research Organization i Tsukuba, Japan. Det var de japanska forskarna som nyligen kunde observera och isolera 159 av partiklarna. Liksom vid de flesta vetenskapliga genombrott saknade partikeln underbyggande tills forskare vid Belle detektorn i Peking bekräftade isoleringen av 307 fler partiklar.

Forskare hävdar att det tog över 10 biljoner biljoner subatomära kollisioner i sin detektor, vilket är dubbelt så stort som den berömda Large Hadron Collider i Schweiz. Vissa fysiker har uttryckt kritik av observationen och hävdar att partikeln är inget mer än två mesoner (två kvarka partiklar) bundna ihop. Oavsett, kunskapen om partikelns existens är enorm för fysikens värld och ger upphov till en mängd olika sätt de första bitarna av materia kunde ha bildat.

4 Alternativa bränslemikroppar

Föreställ dig en värld där högeffektiva, billiga alternativa bränslen var lika lätt att få som syre i luften runt oss. Tja, tack vare samarbetet mellan US Department of Energy och ett team av forskare vid Duke University, kanske vi har en mikroorganism som kan göra denna dröm till en verklighet. De senaste åren har man sett stora framsteg inom området alternativa bränslen (som etanol från majs och sockerrör). Tyvärr har dessa metoder visat sig ineffektiva och gav upphov till mycket kritik som att skära in i mat och markförsörjning. Nyligen har forskare lyckats komma med elektrobränslen som är konstruerade för att utnyttja solenergi utan att skära in i mat, vatten eller landtillförsel, eftersom de flesta av de befintliga alternativa bränslena gör.

Förutom det låga energibehovet kan små mikrober effektivt och effektivt syntetisera dessa elektrobränslen i ett labb. Dessa elektrofuelmikroppar har isolerats och funnits i icke-fotosyntetiska bakterier. Med hjälp av elektronerna i jorden som mat äter mikroberna energin för att producera butanol vid exponering för el och koldioxid. Med hjälp av denna kunskap extraherar vetenskapsmänna generna för att slutföra denna fotosyntesbytes och injicera dem i laboratorieväxter som tillåter dem att producera butanol i stora mängder. Butanol ses nu som det bättre alternativet till både etanol och bensin av olika skäl. Som en mycket större molekyl har butanol en större energiladdningsförmåga än etanol och absorberar inte vatten, så det kan placeras direkt i alla tankers tankar och transporteras genom befintliga bensinledningar. Dessa butanolmikrober är mycket lovande för framtiden för alternativa bränslen.

3 Medicinska fördelar med silver

En studie publicerades den 19 juni av ett team av forskare vid Boston University om fördelarna med att använda silver i antibiotika. Medan det länge varit känt att silver innehåller starka antimikrobiella egenskaper, har forskare nyligen nyligen upptäckt att det går att vända normala antibiotika till antibiotika på steroider.

Det är nu känt att silver använder många kemiska processer för att stoppa bakterier från att bilda bindningar, sakta ner deras metaboliska hastigheter och störa hemostas. Dessa processer gör att bakterierna blir svaga och mer mottagliga för antibiotika. Genom flera studier har blandningen av silver och antibiotika varit upp till 1000 gånger effektivare vid dödande av bakterier än enbart antibiotika. Vissa kritiker varnar för att användningen av silver kan ha potentiellt toxiska biverkningar för användarna, men forskare är oense och säger att små giftfria mängder ökar antibiotikans effektivitet. Det här är en mycket spännande upptäckt för den medicinska världen, med de möjliga användningarna och applikationerna för denna ädelmetall fortsätter att växa.

2 Syn för blinden

Den första bionic eye prototypen introducerades av ett team av australiensiska designers i början av juni. Det bioniska ögat fungerar genom att ha ett chip implanterat i användarens skalle och ansluts sedan till en digitalkamera i glasögonen. Medan glasögonen för närvarande endast tillåter användaren att se konturer, har prototypen ett stort löfte att förbättras i framtiden. När kameran fångar en bild ändras signalen och skickas trådlöst till mikrochip. Därifrån aktiverar signalen fläckar på mikrochip som implanteras i hjärnans visuella cortex. Forskargruppen hoppas kunna förbättra glasögonens förmåga samtidigt som de är lätta, justerbara och bekväma för bäraren. Den ska vara användbar av 85 procent av personer som är juridiskt blind.

1 immunitet mot cancer

University of Rochester publicerade en studie den 19 juni som föreslår mekanismen som gör att nakna molrottor kan vara immun mot cancer. Dessa skrämmande underjordiska gnagare kan få mycket värme för sitt utseende, men de verkar ha det sista skrattet när det gäller deras immunitet mot cancer.

Ett slät socker som kallas hyaluronan (HA) har hittats i mellanrummet mellan nakna molrottsceller, som tycks hindra dem från att växa nära varandra och bilda tumörer. Substansen, som agerar som en förälderkaperon vid en gymnasiumdans, orsakar tidig kontaktinhibering, vilket är en process som hindrar celler från att multiplicera när de når en viss densitet. En dubbelmutation i de två enzymerna som främjar HAs tillväxt och minskar dess uppdelning anses vara orsaken till den ökade mängden av substansen. Forskare testade teorin genom att infektera hudceller innehållande både höga och låga mängder HA med cancer.

Det visade sig att i cellen med låga halter av HA multiplicerade cancer snabbt, men i celler med hög HA sviktade tumörer inte att bildas. Forskare hoppas kunna modifiera laboratorieråttor för att producera höga mängder HA i ett försök att göra musen immun mot cancer.