۵ پیشرفت مهم در سال ۲۰۲۴ که سنگ بنای فناوری های آینده هستند
وب کنفرانس: از تبدیل و تغییر زغال سنگ گرفته تا محاسبات با دی ان ای تا تولید دارو در فضا، اینها اکتشافاتی هستند که زمینه را برای فناوری های دهه آینده فراهم خواهند کرد.
به گزارش وب کنفرانس به نقل از ایسنا، وقتی به آلبرت اینشتین فکر می کنید، احتمالاً نخستین چیزی که به ذهن تان خطور می کند نظریه نسبیت است که او نقشی کلیدی در توسعه آن ایفا کرد. بدین سبب ممکنست تعجب برانگیز باشد که بدانیم این چیزی نیست که او جایزه نوبل را به خاطرش دریافت کرد. افتخار دریافت جایزه نوبل برای کشف اثر فوتوالکتریک نصیب او شد. ممکنست نام این اثر را نشنیده باشید، اما تاثیر آنرا هر روز می بینید و این کشف، زیربنای صفحات خورشیدی گرفته تا تصویربرداری پزشکی و دوربین های دیجیتال امروزی است.
به نقل از فورس، خیلی از فناوری هایی که امروزه به آنها تکیه می نماییم، از پیشرفت های کوچک تر در علم و مهندسی ناشی می شوند که سال ها یا دهه ها قبل اتفاق افتاده است. در سرتاسر جهان، دانشمندان و مهندسان دائما درحال جابجایی مرزها و اکتشافات جدید هستند که ممکنست روزی آینده را شکل دهد. در اینجا به پنج نوآوری اینچنینی در سال ۲۰۲۴ می پردازیم.
یک گام نزدیک تر به کامپیوتر های مبتنی بر دی ان ای
از دهه ۱۹۹۰، پژوهشگران درحال بررسی امکان استفاده از دی ان ای برای انجام محاسبات بوده اند، که از نظر نظریه مزایایی در مورد نیاز به برق، پردازش موازی و ذخیره داده ها را فراهم می آورد.
به عنوان مثال، یک گرم دی ان ای می تواند حدود ۱۰ میلیون ساعت ویدئو را در خود نگه دارد. چیزی که هم اکنون به یک سرور کامل نیاز دارد. کامپیوتر مبتنی بر دی ان ای هنوز دور از دسترس است، اما امسال پیشرفت های جالبی وجود داشته است که می تواند ما را چند قدم به آن نزدیک تر کند.
در ماه آگوست، یک گروه تحقیقاتی از دانشگاه جان هاپکینز و دانشگاه ایالتی کارولینای شمالی مقاله ای را منتشر نمودند که اساسا نخستین کامپیوتر دی ان ای در نوع خودرا نشان می داد که نه فقط قادر به محاسبه بود، بلکه دسترسی، افزودن و تغییر داده ها را ممکن می کرد. پژوهشگران توانستند از نمونه اولیه خود برای حل مسائل ساده در بازی هایی مانند شطرنج و سودوکو بهره گیرند.
یک پیشرفت جالب دیگر برای محاسبات دی ان ای نیز امسال صورت گرفت. در ماه اکتبر، پژوهشگران دانشگاه پکن مقاله ای را منتشر نمودند که نشان میدهد از دی ان ای برای ذخیره اطلاعات در کد دودویی بهره برده اند و آنرا با زبان های برنامه نویسی معمولی سازگارتر کرده اند. کاربرد عملی تر این تکنیک چیست؟ این کار، نیاز به پژوهشگران آموزش دیده و تجهیزات تخصصی که بطور معمول برای این نوع محاسبات مورد نیاز است را از بین می برد و دی ان ای را به یک وسیله ذخیره سازی ساده برای کار کردن تبدیل می کند.
دانشمندان یک نسخه واقعی از مایع تار مرد عنکبوتی ساختند
در کتاب داستان های تصویری، مایع تار مرد عنکبوتی یک ماده فوق العاده و همه کاره است که می تواند بصورت مایع ذخیره شود، به اشیا بچسبد و بتواند وزنه های سنگین را حمل کند. در ماه اکتبر، پژوهشگران دانشگاه تافتز با استخراج الیاف از پیله پروانه ابریشم و افزودن مواد افزودنی شیمیایی برای ایجاد مایعی که وقتی از سوزن به صورت فشرده خارج می شود و در معرض هوا قرار می گیرد، سفت و سخت شود، یک نسخه واقعی از این ماده را توسعه دادند. این ماده چسبنده قادر می باشد به اجسام بچسبد و بالاتر از ۸۰ برابر وزن خودرا تحمل کند.
گام بعدی برای پژوهشگران بهبود استواری ماده است که بعنوان مثال ابریشم عنکبوت واقعی حدود ۱۰۰۰ برابر قویتر از آنست. اما بطور بالقوه می توان از آن برای انواع کاربردهای مختلف بهره برد.
تولید دارو در فضا و بازگرداندن آنها به زمین
در ماه مارس امسال، استارت آپ وردا اسپیس(Varda Space Industries) مستقر در کالیفرنیا مقاله ای منتشر نمود که نشان می داد داروی اچ آی وی(HIV) به نام ریتوناویر را با موفقیت در یک لابراتوار کوچک و خودکار در فضا ساخته است. این شرکت همین طور با موفقیت داروها را به زمین بازگرداند و این نقطه عطفی در نشان دادن آن بود که داروهای به وجود آمده در محیط ریزگرانش هنوز در زمان بازگشت به زمین پایدار هستند.
ساخت داروها در مدار امکان کنترل دقیق تری بر پروسه کریستالیزاسیون را فراهم می آورد که در تعداد داروهای تولید شده مشترک است. این سطح از کنترل می تواند بین تبدیل دارو به قرص یا تحویل آن بصورت وریدی تفاوت بوجود آورد، به این علت است که غول های دارویی آزمایش های مشابهی را در ایستگاه فضایی بین المللی انجام داده اند.
فضاپیمای واردا مزیتی نسبت به ایستگاه فضایی بین المللی دارد برای اینکه خودکار هستند و نیاز به حضور فضانوردان ندارند. رییس این شرکت در اوایل سال جاری گفت، این بدان معناست که آنها به برنامه پرواز فضانوردان ناسا وابسته نیستند، که بطور قابل توجهی هزینه های مربوطه را می کاهد.
ترسیم پروسه سلولی می تواند منجر به درمان های جدید برای بیماریها شود
یک دهه طول کشید، اما در ماه اکتبر، دانشمندان مرکز تنظیم ژنومی بارسلون، نقشه ای از «اسپلایسئوسوم» یا پیرایشگر انسانی را منتشر نمودند. این قسمتی از سلول است که دی ان ای فرد را برای ایجاد پروتئین های مختلف می خواند و ویرایش می کند. بالاتر از ۹۰ درصد از ژن های افراد بوسیله این مکانیسم ویرایش می شوند، که بطور قابل توجهی پیچیده تر از آن چیزی است که قبلا تصور می شد.
این طرح ها برای یکی از حیاتی ترین فرآیندهای سلولی، گامی عظیم به طرف ساخت داروهای جدید است. خطاهای اسپلایسوم با بسیاری از بیماریها همچون اختلالات عصبی مانند پارکینسون، اختلالات ژنتیکی و خیلی از انواع سرطان مرتبط می باشد. حال که دانشمندان به نقشه دقیق نحوه عملکرد هر جزء از آن دسترسی دارند، ممکنست بتوان اهداف جدیدی برای توسعه دارو پیدا کرد.
باتری بعدی خودروی برقی شما ممکنست تا حدی از زغال سنگ تولید شده باشد
یکی از مهم ترین اجزای باتری های لیتیوم یون، گرافیت است، ماده ای که انتظار می رود در دهه ۲۰۳۰ به علت تقاضای خودرو های الکتریکی با کمبود مواجه شود. هم اکنون، جهان به چین وابسته است که نزدیک به ۸۰ درصد از این مواد را تولید می کند. این کشور هم معادن و هم امکانات تولیدی دارد که می تواند گرافیت را بصورت مصنوعی تولید نماید که هم اکنون فرآیندی پرهزینه است.
در ماه دسامبر، پژوهشگران لابراتوار ملی Oak Ridge چاره ای برای جلوگیری از این کمبودهای احتمالی پیدا کردند. آنها دو پروسه جدید را توسعه داده اند که می تواند زغال سنگ را به گرافیت تبدیل کند.
یک پروسه اشکال جامد زغال سنگ را به خود می گیرد و از یک واکنش الکتروشیمیایی برای تبدیل آن استفاده می نماید. دیگری یک شکل مایع از زغال سنگ به نام دوغاب را فیلتر می کند، سپس آنرا بصورت الکتروشیمیایی پردازش می کند تا گرافیت بسازد. در هر دو مورد، این پروسه انرژی کمتری را نسبت به روش های مرسوم مصرف می کند، که آنها را به یک جایگزین بالقوه کم هزینه تبدیل می کند.
این پیشرفت نویدبخش آینده ای امیدوارکننده برای مکان هایی است که زغال سنگ همچنان بر اقتصاد آنها حاکم است، برای اینکه جهان درحال گذار به سوی انرژی های تجدیدپذیر است.
منبع: webmeet.ir
این مطلب را می پسندید؟
(1)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب