Znajdź zawartość

Przyłożenie do płata ciemieniowego prądu elektrycznego o słabym natężeniu poprawia zdolności matematyczne nawet na pół roku. Ważne jest jednak nie tylko natężenie, ale i kierunek przepływu prądu. Zwiększenie zdolności następuje wyłącznie przy kierunku od prawej do lewej (Current Biology). W eksperymencie doktora Cohena Kadosha z Uniwersytetu Oksfordzkiego wzięło udział 15 studentów w wieku 20-21 lat. Opanowywali oni symbole oznaczające różne cyfry/liczby. Następnie naukowcy sprawdzali, jak szybko i dokładnie ochotnicy rozwiązywali serię zadań matematycznych. Badanym aplikowano placebo albo prąd o natężeniu 1 mA. Prąd płynął przez płat ciemieniowy od strony prawej do lewej bądź na odwrót. Wybrano właśnie ten rejon, ponieważ odpowiada za zdolności matematyczne. Po paru sesjach osoby, u których zastosowano prąd płynący od prawej do lewej, osiągały lepsze rezultaty w zadaniach, podczas gdy grupa stymulowana od lewej do prawej zaczęła wypadać znacznie gorzej, działając na poziomie 6-latka. Rezultaty grupy placebo plasowały się pośrodku. Badania sprawdzające wykazały, że zaobserwowany efekt dotyczył wyłącznie operacji na wyuczonych symbolach, a pozostałe funkcje poznawcze nie uległy zmianie. Brytyjczycy posłużyli się m.in. Testem Ridleya Stroopa, gdzie zazwyczaj trzeba nazwać kolor słowa, ignorując jego napisane znaczenie. W tym przypadku zastosowano jego zmodyfikowaną wersję: wyższe wartości były zapisane mniejszymi symbolami, a niższe większymi. Poza tym Kadosh posłużył się testem mapowania, gdzie symbol powinien być poprawnie umieszczony między dwoma innymi, analogicznie do umiejscawiania 5 w połowie drogi między 1 a 9. W tego typu standardowych testach dzieci i osoby z dyskalkulią wypadają gorzej od pozostałych. Gdy najlepszą grupę ze stymulacją elektryczną od prawej do lewej zbadano po upływie pół roku, okazało się, że wyższy poziom osiągnięć się utrzymał. Doktor Kadosh zaznacza, że na razie jest zbyt wcześnie, by myśleć o zastosowaniu metody elektrycznej stymulacji np. u dzieci z trudnościami w uczeniu się. Nawet w przyszłości elektryczna stymulacja nie zrobi z ciebie Einsteina, ale przy odrobinie szczęścia możemy pomóc komuś nieco lepiej radzić sobie z matematyką. W ramach wcześniejszych badań zespół Kadosha zademonstrował, że wywołany stymulacją spadek zdolności matematycznych ma charakter krótkotrwały. Jak widać, efekt naprawczy utrzymuje się dla odmiany dużo dłużej, rokowania są więc naprawdę dobre...

Wiadomo już, czemu wiele osób w czasie wykonywania rezonansu magnetycznego lub podczas wyciągania ze skanera doświadcza oczopląsu. Silne pole magnetyczne wprawia w ruch endolimfę wypełniającą kanały błędnika (Current Biology). Wskutek ruchów cieczy w uchu wewnętrznym pacjenci mają wrażenie spadania lub nieoczekiwanych, chwiejnych ruchów. Zespół z Uniwersytetu Johnsa Hopkinsa, który pracował pod kierownictwem Dale’a C. Robertsa, umieścił w aparacie MRI 10 osób ze zdrowym błędnikiem i 2 z błędnikiem niedziałającym w skanerze. Skupiano się nie tylko na autoopisie dot. zawrotów głowy, ale również na nystagmusie, czyli niezależnych od woli poziomych drganiach gałek ocznych (in. nazywanych oczopląsem położeniowym). Ponieważ wskazówki wzrokowe mogą je stłumić, eksperyment przeprowadzano w ciemnościach. Nagrania z kamery noktowizyjnej pokazały, że nystagmus wystąpił u wszystkich zdrowych badanych, nie pojawił się zaś u pozostałej dwójki. Sugeruje to, że (zdrowy) błędnik odgrywa kluczową rolę w zawrotach głowy w skanerze MRI. Amerykanie zastanawiali się, jak natężenie pola magnetycznego wytwarzanego przez skaner wpływa na błędnik, dlatego ochotników umieszczano na różne okresy w aparatach o niejednakowych parametrach technicznych. Przyglądano się oczopląsowi położeniowemu podczas wkładania i wyjmowania ze skanera (i to zarówno podczas wkładania i wyjmowania tradycyjną drogą, jak i od tyłu tuby). W ten sposób oceniano wpływ kierunku pola magnetycznego na wrażenia ochotników. Silniejsze pole magnetyczne wywoływało znacznie szybszy nystagmus. Ruchy gałek ocznych utrzymywały się cały czas, bez względu na długość sesji. Kierunek ruchu oczu zmieniał się w zależności od drogi wprowadzania/wyciągania człowieka ze skanera (czyli kierunku pola). Zespół Robertsa uważa, że oczopląs położeniowy to rezultat wzajemnych oddziaływań między prądami elektrycznymi przepływającymi przez endolimfę a polem magnetycznym. Siła Lorentza wpływa na ruch ładunków elektrycznych w uchu wewnętrznym, odbierany przez komórki zmysłowe jako pobudzenie. Akademicy z Uniwersytetu Johnsa Hopkinsa sądzą, że ich odkrycia mogą zmienić interpretację wyników uzyskanych za pomocą funkcjonalnego rezonansu magnetycznego. Ich autorzy analizują przepływ krwi w mózgu pod wpływem określonych zadań, tymczasem okazuje się, że skaner jako taki wzmacnia aktywność związaną z ruchem i równowagą. Wykazaliśmy, że nawet gdy sądzimy, że nic się w mózgu nie dzieje, kiedy ochotnicy znajdują się w aparacie, w rzeczywistości dzieje się dużo, ponieważ samo MRI wywołuje jakiś efekt – podsumowuje Roberts, dodając, że niewykluczone, iż silne pole skanera do rezonansu magnetycznego przyda się otolaryngologom jako bardziej komfortowa metoda badania błędnika (alternatywa dla standardowej elektronystagmografii).

Inżynierowie z Duke University teoretycznie wyliczyli, że za pomocą odpowiednio zaprojektowanego metamateriału możliwe będzie znaczące zmniejszenie strat energii wysyłanej bezprzewodowo. Podczas bezprzewodowego przesyłania energii jej większość jest tracona. Olbrzymich strat można uniknąć tylko wówczas, gdy odbiornik i nadajnik znajdują się bardzo blisko siebie. Jednak uczeni z Duke stwierdzili, że jeśli pomiędzy urządzeniami umieścimy przewidziany przez nich teoretycznie metamateriał, to skupi on energię tak, że mimo większej odległości nadajnika od odbiornika, straty energii będą minimalne. Obecnie udaje się przesłać niewielkie ilości energii na krótkie odległości, na przykład możemy zasilić tagi RFID. Jednak większe ilości energii, takie jak promienie lasera czy mikrofale mogłyby spalić wszystko na swojej drodze - mówi Yaroslav Urzhumov z Duke'a. Nasze obliczenia wskazują, że powinno być możliwe wykorzystanie metamateriału do zwiększenia ilości transmitowanej energii bez występowania efektów ubocznych - dodaje. Urzhumov pracuje w laboratorium profesora Davida R. Smitha, którego zespół jako pierwszy na świecie zaprezentował metamateriał działający jak czapka-niewidka. Jako że metamateriały mogą działać tak, jakby część przestrzeni nie istniała to, zdaniem Urzhumova, ich zastosowanie pomiędzy nadajnikiem energii a odbiornikiem wywoła taki efekt, jakby urządzenia były bardzo blisko siebie. A zatem straty energii powinny być minimalne. Taki materiał, o ile powstanie, powinien składać się z setek lub tysięcy pętli przewodzących ułożonych w jedną macierz. Pętle takie będą umieszczone na podłożu z miedzi i włókna szklanego. System taki musi być dostrojony do specyficznego odbiornika, a ten z kolei musi być zestrojony z nadajnikiem - stwierdził Urzhumov.

Agencja reklamowa DDB z Paryża zaprojektowała billboard z neonem zasilanym prądem pozyskiwanym wyłącznie z pomarańczy. Tablicę stworzono z myślą o rynku francuskim, a reklama dotyczy napoju pomarańczowego Tropicana. Hasło Naturalna Energia (Energie Naturelle) można rozumieć dwojako – jako pochwałę napoju lub źródła energii dla billboardu. Wydawałoby się, że by uzyskać bilboard, wystarczy wypełnić prostopadłościan z pleksi na nóżkach owocami, jednak próby konstrukcyjne zajęły aż 3 miesiące. W końcu w najeżonej kolcami, by wycisnąć sok, tablicy umieszczono ładunek z pomarańczy ponakłuwanych elektrodami z cynku i miedzi (w sumie jest ich kilka tysięcy) i, oczywiście, sporo kabla do połączenia wielu ogniw cynkowo-miedziowych. Ocynkowany gwóźdź jest tu anodą, a miedziana blaszka katodą. Atomy cynku na powierzchni pręta tracą dwa elektrony (są donorami) i powstają kationy Zn2+. W cytrusach nie ma co prawda kwasu solnego czy siarkowego, lecz łagodniejszy organiczny kwas cytrynowy, ale nadal mamy do czynienia z kationami wodorowymi H+ (tworzą się również jony cytrynianowe). Elektrony z atomów cynku łączą się z jonami H+ i powstają cząsteczki H2, czyli osiadający na elektrodach gazowy wodór. Ponieważ elektrody są połączone przewodem, elektrony zostają przyjęte przez kationy Cu2+ (akceptor). Dochodzi więc do przepływu elektronów między metalem o niższym potencjale elektrochemicznym – cynkiem – a metalem o potencjale wyższym, czyli miedzią. Ogniwo cynkowo-miedziowe (Zn-Cu): Zn2+ + 2e -> Zn (-0,76V) Cu -> Cu2+ + 2e (+0,34V) Gdy mierzono napięcie uzyskiwane z jednej pomarańczy, wynosiło ono ok. 0,06 wolta. Kiedy jednak zgromadzono i połączono wiele owoców, napięcie wynosiło już 0,86 V. Na zamówienie DDB billboard wyprodukowała firma Unit9. Krótki spot wyreżyserował Johnny Hardstaff. http://www.youtube.com/watch?v=j_zoHUykPi4

Podczas spotkania American Chemical Society zaprezentowano nowatorską technologię usuwania płomieni z drogi interweniujących strażaków. Może się ona przydać w sytuacji, gdy w płonącym budynku zostaną uwięzieni ludzie, a ratownicy, z powodu ognia, nie będą w stanie do nich dotrzeć. Twórcami nowej technologii są Ludovico Cademartirl oraz jego koledzy z Uniwersytetu Harvarda. Uczeni wykorzystali znany od 200 lat fakt, że elektryczność wpływa na kształt płomieni, a nawet może doprowadzić do ich ugaszenia. Dotychczas jednak niemal nikt nie zastanawiał się, jak można wykorzystać to w praktyce. Kontrolowanie pożaru to niezwykle trudne zadanie. Nasze badania wykazały, że za pomocą dużych pól elektrycznych można bardzo szybko gasić płomienie - mówi Cademartirl. Uczeni połączyli silny wzmacniacz elektryczny z próbnikiem. Testy wykazały, że takie urządzenie z łatwością radzi sobie z natychmiastowym gaszeniem płomieni o wysokości pół metra. Jako, że działa ono natychmiast, pozwoli strażakom otworzyć drogę ewakuacyjną, którą będą mogli dostać się do uwięzionych w pożarze. Ponadto gaszenie w ten sposób ognia nie wymaga używania wody, środków chemicznych i czyni mniejsze szkody w mieniu. Podczas testów wykorzystany został 600-watowy wzmacniacz. Cademartirl uważa jednak, że półmetrowe płomienie można będzie gasić za pomocą dziesięciokrotnie słabszego wzmacniacza. Naukowiec mówi, że do gaszenia ognia przyczyniają się same produkty spalania. Cząsteczki sadzy bardzo łatwo odpowiadają na obecność pola elektrycznego i w ten sposób wpływają na stabilność płomienia. Uczony przewiduje, że w przyszłości elektryczne systemy gaszenia pożaru można będzie montować w budynkach na podobieństwo obecnie używanych zraszaczy, a strażacy zostaną wyposażeni w plecaki z akumulatorami i wzmacniaczami, które pozwolą im gasić pożary oraz przebijać się do zagrożonych osób. Zauważył jednak, że taka technika sprawdzi się w zamkniętych, niewielkich obszarach, takich jak samoloty czy łodzie podwodne. Nie uda się jej natomiast wykorzystać np. do gaszenia lasów. Przy okazji badań Cademartirl i jego zespół stwierdzili, że za pomocą elektryczności można kontrolować temperaturę i drogę płomienia, co pomoże udoskonalić np. silniki samochodowe czy elektrownie.

Australijscy naukowcy nałożyli na tworzywo sztuczne cienką warstwę metalu, a następnie użyli strumienia jonów do zmieszania metalu z polimerem. Uzyskali w ten sposób materiał, który jest tani, wytrzymały, elastyczny i przewodzi prąd. Badania zespołu profesorów Paula Mareditha i Bena Powella z University of Queensland oraz profesora Adama Micolicha z University of New South Wales zostały opisane w magazynie ChemPhysChem. Uczeni od niemal 30 lat starali się zastosować strumienie jonów, szeroko wykorzystywane w przemyśle półprzewodnikowym, w produkcji przewodzących materiałów. Jednak dotychczas sprawdzały się one jedynie w pracy z krzemem. Naszemu zespołowi udało się zastosować strumień jonów do zmiany właściwości plastiku tak, by przewodził prąd jak metale, a nawet by po schłodzeniu do odpowiedniej temperatury działał jak nadprzewodnik - stwierdził profesor Meredith. Australiczycy, chcąc zademonstrować możliwości swojego materiału, stworzyli zeń przemysłowy termometr rezystancyjny i porównali go z termometrem platynowym. Urządzenie z plastiku charakteryzowało się porównywalną a nawet większą dokładnością. Najbardziej interesującą właściwością nowego materiału jest możliwość precyzyjnego ustawienia przewodnictwa i oporności. Można je zmieniać w zakresie 10 rzędów wielkości, co oznacza, że materiał pozwala na ustawienie 10 miliardów różnych wartości.

Doktor Bruno Michel z IBM Zurich twierdzi, że w ciągu kilkunastu lat mogą powstać superkomputery wielkości... kostki cukru. Będzie to możliwe dzięki nowemu podejściu do projektowania komputerów, które umożliwi układanie procesorów jeden na drugim. Układy będą chłodzone wodą przepływającą pomiędzy nimi. Architektura, nad którą pracuje IBM, nie ma jednak na celu zmniejszanie wielkości superkomputerów, a zbudowanie energooszczędnych maszyn. Obecnie około 2% światowego zużycia energii przypada na sprzęt komputerowy. Zdaniem Michela, w przyszłości musimy skupić się nie na zwiększaniu mocy komputerów a na zmniejszaniu przez nie zużycia energii. Michel wraz z zespołem zaprezentowali prototypowy system Aquasar. Rozmiarami przekracza on znacznie kostkę cukru, gdyż jest większy od lodówki. Jednak Aquasar zużywa o niemal 50% mniej energii niż najbardziej wydajne superkomputery. Jak zauważył Michel, w przeszłości podstawowym problemem były ceny sprzętu. Przed 50 lat pojedynczy tranzystor kosztował dolara. Obecnie koszty produkcji pojedynczego tranzystora są stukrotnie mniejsze od kosztów wydrukowania pojedynczego znaku na papierze. Tak znaczący spadek cen spowodował, że koszty nie są już przeszkodą na drodze do powstania superkomputerów przyszłości. Tym, co martwi specjalistów, są koszty energii potrzebnej mu do pracy. Michel przewiduje, że w przyszłości koszty operacyjne centrum bazodanowego będą wyższe niż koszty jego budowy. A do gwałtownego wzrostu zapotrzebowania na energię przyczynia się konieczność chłodzenia systemów komputerowych. Dlatego też coraz większą wagę przywiązuje się do zużycia energii. Obecnie najbardziej wydajne superkomputery są w stanie wykonać około 770 milionów operacji na sekundę zużywając przy tym 1 wat mocy. Aquasar zużywa 1 wat wykonując 1,1 miliarda operacji na sekundę. System jest jednak dość duży, dlatego też Michel i jego zespół pracują nad jego zmniejszeniem. "Obecnie zbudowaliśmy system Aquaser, który składa się z szafy pełnej procesorów. Planujemy, że za 10-15 lat zmniejszymy go do rozmiarów kostki cukru" - mówi Michel. Przed naukowcami piętrzą się jednak poważne problemy. Samo dostarczenie danych do miejsca, gdzie są one używane do przeprowadzenia obliczeń wymaga 1000-krotnie więcej energii niż jest zużywane podczas liczenia. Ponadto samo przesyłanie danych jest głównym czynnikiem opóźniającym wszelkie operacje logiczne. Systemy muszą być zatem chłodzone nie tylko tam, gdzie odbywają się obliczenia, ale również i tam, gdzie przesyłane są dane. Zapewnianie odbioru ciepła jest niezwykle skomplikowaną operacją. Jak mówi Michel, układ składający się z 1 miligrama tranzystorów wymaga obecnie urządzeń chłodzących o wadze 1 kilograma. Potrzebne jest zatem nowe podejście do kwestii przesyłania danych, obliczeń i chłodzenia. Im większy dystans dzieli układy, tym więcej energii jest zużywane i tym więcej ciepła wydzielane. Rozwiązaniem problemu byłoby układanie procesorów na sobie. Taka architektura wymaga jednak opracowania nowych systemów chłodzących.

Zespół Zhong Lin Wanga z Georgia Institute of Technology (Gatech) chce wykorzystać proces oddychania do pozyskiwania energii zasilającej system wczesnego ostrzegania przed hypoglikemią. Układ piezoelektryczny składający się z kabli z tlenku cynku umieszczonych na elastycznym przyklejono do przepony szczura. Z każdym oddechem zwierzęcia urządzenie o wymiarach 2x5 milimetrów generowało prąd o natężeniu do 4 pikoamperów i napięciu 2 miliwoltów. Podobne urządzenie przyklejone do serca generowało 30 pikoamperów i 3 miliwolty. Pozyskany prąd jest niezwykle słaby, jednak Wang uważa, że wraz z rozwojem techniki uda się zwiększyć napięcie i natężenie na tyle, by możliwe było zasilanie prostych czujników wszczepianych do ciała. Urządzenia piezoelektryczne mają tę zaletę, że generują energię niezależnie od kierunku, w którym są wyginane. Można je więc umieszczać w dowolnym miejscu, w którym będzie dochodziło do odkształceń. Uczeni z NASA przyczepili np. ceramiczny piezoelektryczny generator do jednego z mięśni u królika. Największym osiągnięciem zespołu z Gatechu jest umieszczenie generatora w miejscu, które stale się porusza i uzyskanie energii z bardzo drobnych ruchów.

Na współczesnym polu walki wykorzystuje się coraz więcej urządzeń korzystających z energii elektrycznej. W przypadku żołnierzy piechoty oznacza to, że muszą nosić ze sobą ciężkie akumulatory. Jednak i one często nie wystarczają. Długotrwałe misje, brak możliwości doładowania urządzeń powodują, że początkowo świetnie wyposażony żołnierz zdany jest z czasem tylko na tradycyjną broń. Inżynierowie Sił Powietrznych USA postanowili zaradzić temu problemowi i stworzyli specjalny system, który pozwala na szybkie i łatwe podłączenie się do linii wysokiego napięcia. Zestaw RAPS (Remote Auxiliary Power System) składa się ze specjalnego haka (nazwanego Bat Hook), który wystarczy zarzucić na linię, oraz długiego kabla łączącego hak z urządzeniem, które chcemy doładować. Hak wyposażono w ostrze, które przecina izolację i umożliwia kontakt oraz przepływ prądu. Ponadto do kabla łączącego hak z ładowanym urządzeniem zamocowany jest konwerter, który zamienia prąd zmienny z linii na prąd stały, potrzebny urządzeniom wykorzystywanym przez oddziały specjalne. Ponadto RAPS został pomyślany tak, by można było korzystać z niego bezpiecznie przy każdej pogodzie. Jak zapewnia szef zespołu badawczego, Dave Coates, całość była nawet testowana pod wodą i użytkownikowi RAPS nie grozi niebezpieczeństwo porażenia prądem. http://www.youtube.com/watch?v=eQRAiDO7Ltc&hl=pl_PL&fs=1

Cenione przez akwarystów za szybki wzrost, glony z rodziny gałęzatek (Cladophora) są śmiertelnym zagrożeniem dla ekosystemów. Te podwodne chwasty mogą jednak już niedługo przydać się do... produkcji nowych, bardziej przyjaznych dla środowiska baterii. Zmianę nastawienia wobec gałęzatek zawdzięczamy badaczom z uniwersytetu w szwedzkiej Uppsali. Dzięki wysiłkom pracującego na tej uczelni doktoranta Gustava Nyströma okazało się, że wyjątkowa forma celulozy, występująca wyłącznie u badanych glonów, stanowi doskonałą powierzchnią do tworzenia elektrod dla nowej generacji baterii. Swoją przydatność celuloza wyizolowana z gałęzatek zawdzięcza niezwykle wysokiemu stosunkowi powierzchni zewnętrznej do objętości. Pokrycie tego materiału warstwą przewodnika pozwoliło w związku z tym na stworzenie elektrody o ogromnej powierzchni wymiany ładunków z roztworem elektrolitu stanowiącego zasadniczą część baterii, czyli nośnik energii elektrycznej. Dzięki opłaszczeniu tej struktury [mowa o celulozie - red.] cienką warstwą przewodzącego prąc polimeru udało nam się stworzyć baterię, która waży tyle co nic, lecz posiada rekordowy czas ładowania oraz pojemność wśród baterii celulozowo-polimerowych, opisuje Nyström. O niezwykłej strukturze składnika wyizolowanego z glonów wiadomo było od dość dawna, lecz jej potencjalne zastosowania ograniczały się do wykorzystania w produkcji zagęstników do żywności i leków. Bateria stworzona przez szwedzkiego badacza osiąga pojemność rzędu 50 mAh na każdy gram wagi i traci zaledwie 6% pojemności po 100 cyklach ładowania i rozładowania. Pierwszy z parametrów nie jest być może powalający, lecz koszt produkcji baterii celulozowo-polipirolowych jest stosunkowo mały, a ich dodatkową zaletą jest niska uciążliwość dla środowiska. Szczegółowy opis prototypu opublikowało czasopismo Nano Letters.

Fale mózgowe mogą bezpośrednio wpływać na zachowanie, badacze odkryli bowiem, że wzmacniając natężenie określonego ich rodzaju, są w stanie spowodować, by ludzie wykonywali wolne ruchy (Current Biology). Peter Brown z Uniwersyteckiego College'u Londyńskiego i zespół przyłożyli do skóry głowy 14 badanych prąd o niewielkim natężeniu. W tym czasie ochotnicy manipulowali położeniem punktu na ekranie komputera za pomocą dżojstika. Mieli to robić najszybciej, jak się da. Prąd zwiększał natężenie fal beta, które w ramach wcześniejszych badań połączono z podtrzymywaniem aktywności mięśni, np. dzierżeniem książki. Aktywność beta słabnie, nim człowiek wykona ruch. W odróżnieniu od innych autorów tego typu badań, Brytyjczycy nie stosowali stałej stymulacji mózgu. Oparli się na schemacie oscylacyjnym, naśladującym normalną aktywność mózgu. W rezultacie najlepsze czasy wolontariuszy pogorszyły się o 10%. Naukowców zaskoczyły uzyskane rezultaty, tym bardziej że prąd był tak słaby, iż badani niczego nawet nie poczuli. Przyczyniają się one do zrozumienia prawidłowego działania mózgu, mogą też pomóc w leczeniu chorób przejawiających się niekontrolowanymi bądź nadmiernymi ruchami, np. dystonii czy parkinsonizmu.

Podczas konferencji Black Hat, która odbywa się w Los Angeles, dwóch włoskich specjalistów ds. bezpieczeństwa - Andrea Barisani i Daniele Bianco - pokazało, w jaki sposób można podsłuchiwać klawiatury na złączu PS/2. Ich technika umożliwia rejestrowanie wciśniętych klawiszy na... wtyczce od prądu. Barisani poinformował, że dzięki temu byli w stanie podsłuchiwać zainstalowane we Włoszech bankomaty i zdobyć numery PIN osób z nich korzystających. Nie potrzebowali do tego celu kamery, ani żadnych innych metod podsłuchowych. Przestępcy kradnący numery PIN zwykle używali do tego celu przerobionego czytnika kart, który dostarczał im informacji zapisanych na pasku magnetycznym, oraz miniaturowej kamery rejestrującej wciskane klawisze. Teraz kamera nie będzie już potrzebna.

Guma gellan, zagęstnik stosowany w jogurtach, deserach mlecznych czy galaretkach, może być wykorzystana jako rusztowanie dla tkanki podczas prac nad sztucznymi mięśniami (Soft Matter). Doktorant Cameron Ferris z Instytutu Badań nad Inteligentnymi Polimerami University of Wollongong posłużył się gumą gellanową, wytwarzaną przez bakterie Pseudomonas elodea. Jest to dodatek do żywności (oznaczany symbolem E 418). Występuje w koncentratach deserów, dżemach i marmoladach, sosach konserw rybnych czy w mlecznych napojach fermentowanych. Pełni funkcję zagęstnika, substancji żelującej i stabilizatora. Jak wyjaśnia Ferris, guma gellan jest wyjątkowo użyteczna, ponieważ staje się żelem w temperaturze zaledwie 37°C, a to wartość dobra dla żywych komórek. Doktorant pracuje m.in. nad sztuczną tkanką mięśnia sercowego, którą można by zastępować fragmenty uszkodzone przez zawał. Z wyników wcześniejszych badań innych naukowców Ferris dowiedział się, że mięśnie i serce potrzebują elektrycznej stymulacji, by osiągnąć stan pełnego zróżnicowania funkcjonalnego. Australijczykowi udało się stworzyć przewodzące prąd rusztowanie z mieszaniny gumy gellanowej i nanorurek węglowych. Potem wyhodował na nim fibroblasty, ale ostatecznie wyeliminował nanorurki, sugerując się doniesieniami o niewiadomych skutkach ich stosowania. Niektóre studia sugerują, że są bezpieczne, a organizm je usuwa, gdy rusztowanie się rozkłada. Inne wskazują, że są cytotoksyczne lub że akumulują się w płucach. Mając to na uwadze, Ferris skłania się raczej ku rozwiązaniu wykorzystującemu drukarkę atramentową. Dzięki temu dałoby się lepiej kontrolować strukturę żelowego rusztowania. W ten sposób różne typy komórek trafiałyby w różne miejsca, umożliwiając np. uzyskanie naczyń krwionośnych. Doktorant posłużył się też specjalnymi prążkami, które pełnią w przypadku komórek mięśniowych rolę drogowskazów – pozwalają im się ułożyć w odpowiednim kierunku. Nad przebiegiem prac czuwał dr Marc in het Panhuis. Obaj panowie mówią o wielorakich zastosowaniach wynalazku, w tym o odtwarzaniu za jego pomocą rdzenia kręgowego, aplikacjach bionicznych i dostarczaniu leków.

Na Uniwersytecie Oksfordzkim stworzono grupę współpracujących ze sobą syntetycznych komórek, które działają jak konwerter prądu zmiennego w stały. Zespół pod kierunkiem Hagana Bayleya jest zainteresowany stworzeniem interfejsu pomiędzy żywą tkanką a elektroniką. Brytyjczycy we współpracy z kolegami z University of Massachusetts wyprodukowli protokomórki składające się z wodnego roztworu zamkniętego w tłuszczowej membranie. W ich skład nie wchodziły białka ani nic, co pozwalałoby mówić o żywych komórkach. Gdy dwie takie komórki zbliżono do siebie, ich membrany łączyły się tworząc ścianę o podwójnej grubości. Naukowcy wykorzystali bakteryjne toksyny, które podczas infekcji przebijają błony komórkowe. W ten sposób pomiędzy komórkami powstawały pory, którymi mogły przepływać jony. Jako że pory takie pozostawały otwarte tylko wówczas, gdy prąd płynął w jednym kierunku, możliwe jest stworzenie obwodów elektronicznych z komórek, gdyż przyłożenie napięcia w odpowiedni sposób powoduje przepływ jonów, a odwrócenie napięcia blokuje go. Brytyjsko-amerykański zespół połączył cztery protokomórki tworząc z nich konwerter prądu zmiennego w stały. Komórki wspólnie wykonują działania, które są czymś więcej niż po prostu dodanymi możliwościami dwóch par - mów Bayley. Podobnie działają biologiczne komórki tworzące tkankę. Naukowiec uważa, że w przyszłości takie protokomórki posłużą do łączenia żywych tkanek z elektroniką. Obecnie używa się metalowych elektrod, które nie sprawdzają się dobrze w takich zastosowaniach. Niewykluczone że w przyszłości, gdy uda się łączyć dziesiątki czy setki tysięcy protokomórek, uzyskamy materiał, który będzie miał znacznie lepsze właściwości od materiałów naturalnych. Taki materiał mógłby posłużyć do pokierowania pracą tkanek w celu odtworzenia skomplikowanych narządów czy też do zapewnienia dostaw energii wszczepialnym urządzeniom medycznym.

Kraby pustelniki nie tylko odczuwają ból, ale także go zapamiętują. Bob Elwood i Mirjam Appel z Queen's University w Belfaście doszli do takiego wniosku, porażając te zwierzęta słabym prądem elektrycznym. Wcześniej profesor Elwood zajmował się odczuciami bólowymi krewetek. Wg niego, zebrane dane wskazują, że powinniśmy się zastanowić nad tym, w jaki sposób skorupiaki są traktowane przez przemysł spożywczy. Pustelniki nie mają własnych muszli, dlatego by chronić miękki odwłok, zawłaszczają sobie coraz większe muszle martwych mięczaków. W ramach eksperymentu przymocowywano do nich kable, a następnie niektóre ze zwierząt porażano prądem. Opuszczały one swoje domostwa, co oznacza, że doświadczenie było dla nich nieprzyjemne. Pustelniki wolą muszle pewnych gatunków od innych. Okazało się, że skorupiaki chętniej wychodziły z mniej lubianych muszli, czyli mamy do czynienia z przetwarzaniem bodźca, a nie ze zwykłym odruchem. Zwierzęta musiały wybierać pomiędzy jakością domu a stopniem akceptowalności przykrego doświadczenia. Naukowcy patrzyli, co się stanie po porażeniu prądem o natężeniu bardzo bliskim progowemu, gdy chwilę później krabom zaoferowano nową muszlę. Często zwierzęta potraktowane prądem po krótkiej inspekcji szybko przeprowadzały się do nowego lokum. Skorupiaki porażone prądem z większym prawdopodobieństwem zmieniały muszlę od pustelników niezapoznających się z możliwościami elektryczności. Wg biologów z Queen's University, świadczy to o tym, że zapamiętywały, co im się przydarzyło. Elwood opowiada, że od dawna zastanawiano się, czy pustelniki, krewetki lub homary odczuwają ból. Wiadomo było, że reagują na uszkadzające bodźce (wycofują się), ale należało jeszcze rozstrzygnąć, czy nie jest to prosty odruch. Sprawa wyjaśniła się, gdy zauważono, że pustelniki dobijają swego rodzaju targu. Takie zachowanie jest typowe dla wielu kręgowców, gdzie reakcja na ból uwzględnia również okoliczności, u skorupiaków opisano ją jednak po raz pierwszy.

Słońce, wiatr czy woda nie są jedynymi potencjalnymi źródłami odnawialnej energii. Tę można pozyskiwać też np. z ludzkiego ciała. Wydzielamy ciepło, poruszamy się, oddychamy wydatkując przy tym energię, którą, teoretycznie, można by odzyskać. Problem w tym, że energia biomechaniczna jest nieprzewidywalna i do tej pory nie było możliwe jej efektywne pozyskanie. Naukowcy z Georgia Institute of Technology (Gatech) zaprezentowali pierwszy system, który umożliwia efektywną konwersję nieregularnej energii biomechaniczną w energię elektryczną. Technologia ta może przetworzyć każdy ruch mechaniczny w energię elektryczną - mówi profesor Zhong Lin Wang z Wydziału Nauk Materiałowych i Inżynierii. Podczas zorganizowanego przed kilkoma dniami pokazu zademonstrowano nanogeneratory, które były w stanie odzyskać energię np. z ruchu strun głosowych, flagi łopoczącej na wietrze, palców stukających o stół czy z chomika biegnącego w kołowrotku. Do zbudowania nanogeneratorów wykorzystano materiał piezoelektryczny, tlenek cynku. Wykonane z niego niewielkie kable o długości 100-500 mikrometrów i średnicy 100-800 nanometrów zginając się, wytwarzają ładunek elektryczny. Pojedynczy kabel zamknięto w elastycznym polimerze. Z obu końców połączone go z obwodami elektrycznymi, z tym, że w jednym z końców zastosowano barierę Shottky'ego. Zestaw składający się z czterech nanogeneratorów umieszczony na grzbiecie chomika był w stanie zapewnić prąd o natężeniu do 0,5 nanoampera. Profesor Wang ocenia, że do zasilanie urządzenia przenośnego konieczne będzie wyprodukowanie generatora korzystające z tysięcy generatorów. Opisane nanogeneratory wytwarzają prąd zmienny, a więc konieczne było odpowiednie zsynchronizowanie pracy czterech generatorów, by uzyskać maksymalną produkcję energii. Synchronizację tę uzyskano, stosując specjalny polimer, który zgina się tylko w jedną stronę. Profesor Wang uważa, że w przyszłości uda się tę technologię znacznie ulepszyć i poprawić synchronizację pracy generatorów. Problemem był również... obiekt do pozyskania energii. Początkowo chciano eksperymentować na szczurach, ale te nie okazały się zbyt chętne do biegania w kołowrotku, więc zatrudniono chomiki. Futrzaki były jednak najbardziej aktywne po godzinie 23, więc badania odbywały się w nocy. Sądzimy, że to pierwszy pokaz użycia żywych zwierząt do otrzymania prądu elektrycznego za pomocą nanogeneratorów. Dowodzi on, że można wykorzystać ruch ludzi i zwierząt do wyprodukowania energii - mówi Wang. Chociaż badania tego typu wyglądają dość zabawnie, warto uświadomić sobie, że w przyszłości dzięki nim możliwe będzie np. zasilanie rozruszników serca dzięki przepływowi krwi w ciele pacjenta.

Osoby mieszkające w odległości poniżej 50 metrów od przesyłowych linii energetycznych wykazują podwyższone ryzyko wystąpienia choroby Alzheimera lub demencji starczej - twierdzą szwajcarscy badacze. O ich odkryciu informuje czasopismo American Journal of Epidemiology. Studium przeprowadzili naukowcy z Uniwersytetu w Bernie. Z zebranych przez nich informacji wynika, że prawdopodobieństwo rozwoju zaburzeń wyraźnie wzrasta wraz z wydłużeniem czasu życia w okolicy linii przewodzących prąd o napięciu 220-380 kV. Połączenia tego typu służą zwykle do przesyłania energii elektrycznej na duże odległości. Autorzy badania zebrali informacje na temat aż 4,7 miliona obywateli Szwajcarii w wieku powyżej 30 lat i skorygowali je o dane dotyczące ich statusu ekonomicznego. Z ich opracowania wynika, że osoby zamieszkujące w promieniu do 50 metrów od tzw. linii najwyższego napięcia są o 25% bardziej narażone na rozwój choroby Alzheimera od osób zamieszkujących w odległości co najmniej 600 metrów od przewodów. Prawdopodobieństwo wystąpienia zaburzeń wzrastało wraz z czasem przebywania w pobliżu linii przesyłowych. Osoby zamieszkujące na tych terenach powyżej 5 lat chorowały o połowę częściej, a te, które spędziły tam co najmniej 10 lat życia - aż o 78% częściej. Piętnaście lat przebywania w okolicy linii najwyższego napięcia powoduje podwojenie ryzyka zachorowania. Pola magnetyczne generowane przez przepływający prąd elektryczny już od dawna podejrzewane są o wywoływanie niekorzystnych efektów zdrowotnych. Światowa Organizacja Zdrowia (WHO) uznała je za czynnik podejrzewany o działanie rakotwórcze dla człowieka, lecz ich powiązanie z chorobą Alzheimera nie było dotychczas dokładnie potwierdzone. Wiele wskazuje na to, że przeprowadzone studium dostarcza istotnych informacji na ten temat. Pomimo przedstawienia dość spektakularnych danych statystycznych, szwajcarscy badacze zalecają traktowanie ich z ostrożnością. Zespół, prowadzony przez dr Anke Huss, zaznacza, że w promieniu do 50 metrów od linii najwyższych napięć żyje zaledwie 0,3% populacji ich kraju. Zdaniem autorów jest to populacja zbyt mało liczna, by wyniki przeprowadzonych na niej badań uznawać za wiążące. Wątpliwości badaczy potęgowane są przez fakt, iż nie jest znany mechanizm domniemanej szkodliwości długotrwałej ekspozycji na promieniowanie o tak niskiej mocy. Mimo to zaleca się, by w miarę możliwości ograniczać przebywanie w pobliżu włączonych urządzeń elektrycznych. I słusznie - lepiej dmuchać na zimne.

Specjaliści z Narodowego Instytutu Chorób Neurologicznych i Udaru w stanie Maryland badają hipotezę, jakoby drażnienie mózgu prądem elektrycznym pomagało w nauce. Niejednokrotnie prowadzono już badania na małą skalę, z których wynikało, że prąd elektryczny poprawia funkcję motoryczną, fluencję słowną i uczenie się języków. Eric Wassermann ze wspomnianego już instytutu używa techniki zwanej przezczaszkową bezpośrednią stymulacją prądem elektrycznym (TCDS - transcranial direct current stimulation). Prąd przykładany jest do do skóry badanych i przechodzi bezpośrednio do mózgu. TDCS znana jest od lat i w przeszłości próbowano nawet korzystać z tej techniki do poprawy zachowania osób chorych psychicznie. Oczywiście metody tej nie należy mylić z elektrowstrząsami. Osoby poddane TCDS odczuwają co najwyżej lekkie mrowienie. Stosowane w tej technice urządzenie jest bardzo proste i składa się z dziewięciowoltowej baterii (jej wykorzystanie do podawania leków przez skórę zostało zaakceptowane przez FDA) połączonej ze zmoczonymi gąbkami. Po przyłożeniu do głowy skóra traktowana jest przez 15 minut prądem o natężeniu 2-2,5 miliamperów, którym drażniona jest powierzchnia od 20 do 50 milimetrów kwadratowych. Z tych 2 miliamperów do mózgu dociera niewielka część. Zespół Wassermanna drażni w ten sposób boczno-grzbietową korę przedczołową, który to obszar jest odpowiedzialny za organizację, planowanie i pamięć krótkotrwałą. Wcześniejsze badania z wykorzystaniem technik obrazowania wykazały, że gdy człowiek próbuje sobie coś przypomnieć, uaktywnia się właśnie ten obszar. Wassermann przypuszcza więc, że podrażnienie go prądem usprawni pamięć. Wstępne wyniki badań pokazują, że drażnienie prądem pomagają w nauczeniu się i przywołaniu z pamięci listy 12 słów. Okazało się, że osoby z umocowanym na głowie TCDS szybciej przyswajały sobie coraz dłuższą liczbę słów, jednak w pewnym momencie krzywa szybkości uczenia się osób bez TCDS doganiała tych z TCDS. Naukowcy chcą teraz sprawdzić, czy TCDS będzie miało też dobry wpływ na przywoływanie słów z pamięci. Jeśli nie, to przynajmniej przyda się w początkowych fazach uczenia się. Początkowo Wassermann interesował się TCDS jako urządzeniem do nieinwazyjnej neurostymulacji, która miała służyć leczeniu osób z chorobami neurodenegeracyjnymi. Testy wykazały jednak, że u chorych z uszkodzonym mózgiem zastosowanie urządzenia nie przynosi żadnych efektów. Postanowił więc zbadać, czy może ono pomóc ludziom zdrowym. Naukowcy wciąż nie wiedzą, jak działa TCDS. Przypuszczają, że pobudza ono neurony tak, że są bardziej podatne na impulsy, które otrzymują od innych neuronów. Nie są jednak w stanie odpowiedzieć na znacznie ważniejsze pytanie - co dzieje się na poziomie synaps. TCDS samo w sobie nie wywołuje żadnej reakcji neuronów, dlatego też jest uważane za bezpieczeniejsze niż przezczaszkowa stymulacja magnetyczna. Tej drugiej metody używa się podczas terapii u osób po udarach, jednak nie jest ona całkowicie bezpieczna, gdyż wywołując reakcję na poziomie neuronów może prowadzić do uszkodzeń.

Już wkrótce termin bezproduktywne siedzenie może przejść do lamusa. Wszystko za sprawą naukowców z Instytutu Fraunhofera, którzy opracowali technologię, pozwalającą na uzyskiwanie energii elektrycznej z ciepła ludzkiego ciała. Obecnie energia ta jest marnowana, a przecież mogłaby posłużyć np. do ładowania baterii czy bezpośredniego zasilania urządzeń przenośnych. Doktor Peter Spies i jego zespół ulepszyli półprzewodnik zwany generatorem termoelektrycznym, którzy tworzy energię elektryczną korzystając z różnicy temperatur. Zwykle do skutecznej pracy potrzebuje on kilkudziesięciostopniowej różnicy. Tymczasem zwykle różnica pomiędzy ciepłem ludzkiego ciała a otoczeniem wynosi kilka stopni. Tak mała różnica powoduje, że generator jest w stanie wyprodukować prąd o napięciu 250 miliowoltów, a to zdecydowanie zbyt mało. Zespół Spiesa znalazł na to sposób. Naukowcy wbudowali w generator pompę ładunku, która przechowuje napięcie do czasu, gdy osiągnie ono wartość 1,8 wolta. Po jej osiągnięciu włącza się wewnętrzny tranzystor, który dostarcza napięcie do urządzenia. Matthias Ueltzen, inżynier pracujący dla jednej z firm produkujących generatory termoelektryczne, stwierdził: Pomysł, by uzyskiwać energię elektryczną z ciepła ludzkiego ciała jest wspaniały. Dodaje jednak, że dużym problemem jest mała różnica temperatury pomiędzy ludzkim ciałem a otoczeniem. Tylko mała część przepływającego ciepła może zostać zamieniona na energię elektryczną – dodaje. Dlatego też nowa technologia sprawdzi się podczas zasilania urządzeń, które nie potrzebują wiele energii. Już w tej chwili uczeni z Instytutu Fraunhofera skonstruowali bezprzewodowe czujniki, które można przyczepić do ciała pacjenta i przesyłać informacje o funkcjach organizmu. Nowa technologia może być wykorzystana również do zasilania aparatów słuchowych, przedłużania pracy baterii telefonów komórkowych czy odtwarzaczy MP3. Opracowane przez Spiesa urządzenie może posłużyć w przyszłości do odzyskania części energii z rozgrzewających się elementów lodówek czy klimatyzatorów. Obecnie naukowcy pracują nad zminiaturyzowaniem urządzenia, którego obecne wymiary wynoszą 2x2 cm.

Być może już wkrótce, dzięki pracom naukowców z Massachusetts Institute of Technology, z naszego domu znikną kable przesyłające... energię elektryczną. Uczonym z Wydziałów Fizyki, Inżynierii Elektrycznej oraz Nauk Komputerowych udało się przybliżyć ten dzień. Zespół pod kierunkiem profesora Marina Soljacica zapalił 60-watową żarówkę, która znajdowała się w odległości 2 metrów od źródła zasilania. Pomiędzy żarówką a źródłem nie było żadnego fizycznego połączenia. Nowa technologia została nazwana WiTricity, od wireless electricity (bezprzewodowa elektryczność). Idea rozpoczęcia badań nad bezprzewodowym przesyłaniem energii elektrycznej zrodziła się w głowie profesora Soljacica przed sześcioma laty, gdy po raz kolejny obudził go telefon komórkowy sygnalizujący, że wyczerpują się baterie. Soljacicowi zamarzył się dzień, w którym urządzenia same będą się ładowały, bez pomocy człowieka. Profesor zaczął zastanawiać się nad zjawiskiem fizycznym, które można by wykorzystać do bezprzewodowego przesyłania energii elektrycznej. Takie zjawiska znane są od dawna. Energia przesyłana jest przez promieniowanie elektromagnetyczne, wykorzystywane np. w transmisji radiowej. Jest to świetna metoda przesyłania informacji, jednak mało skuteczna podczas przesyłania energii. Promieniowanie rozchodzi się we wszystkich kierunkach, więc do odbiornika trafiałaby niewielka część emitowanej energii. Można oczywiście wykorzystać lasery, ale jest to metoda niepraktyczna i często niebezpieczna. WiTricity wykorzystuje obiekty, które rezonują. Dwa takie obiekty, których rezonans ma tę samą częstotliwość, wymieniają energię bardzo efektywnie, a jednocześnie niemal nie oddziałują z innymi obiektami. Przykładem takich obiektów może być np. głos śpiewaka operowego i kieliszek z winem. Jeśli w pokoju ustawimy szereg kieliszków, napełnionych w różnych stopniu winem, będą miały one różne częstotliwości rezonansu. Gdy w tym samym pokoju solista operowy zacznie śpiewać to, przynajmniej teoretycznie, kieliszek o tej samej częstotliwości rezonansu co jego głos może zakumulować tyle energii, że pęknie. Inne kieliszki pozostaną nienaruszone. W każdym układzie dwóch rezonatorów istnieje pewna granica, która, po osiągnięciu, gwarantuje bardzo efektowne przesyłanie pomiędzy nimi energii. Zespół z MIT skupił się na badaniach nad rezonatorami magnetycznymi. Badania wykazały, że wspomniana granica efektywnego przesyłania energii może zostać osiągnięta nawet wówczas, jeśli odległość pomiędzy rezonatorami jest kilkukrotnie większa, niż same rezonatory. Zjawisko rezonansu magnetycznego byłoby szczególnie użyteczne przy przesyłaniu energii pomiędzy urządzeniami domowymi, ponieważ materiały, z których są one zbudowane, powodują, że emitowane przez nie pole magnetyczne wpływałoby bardzo słabo na otocznie. Ważnym czynnikiem jest też fakt, że pole magnetyczne słabo oddziałuje na organizmy żywe, a więc jest dla nich bezpieczne. Uczeni z MIT wykorzystali dwa miedziane zwoje z własnymi rezonatorami. Jeden z nich, podłączony do źródła prądu, był nadajnikiem. Wytwarzał on pole magnetyczne o częstotliwości mierzonej w megahercach. Oddziaływało ono na drugi rezonator, odbiornik. Jednocześnie oddziaływanie z otoczeniem było bardzo słabe. Akademicy udowodnili, że można w bezpieczny sposób przesyłać energię elektryczną. Wykorzystanie pola magnetycznego ma tę przewagę nad polem elektromagnetycznym, że jest bezpieczne. Jego minusem jest zaś fakt, że odległość, na jaką można przesłać energię, jest stosunkowo niewielka. Jest jednak wystarczająco duża, by np. zasilić laptop znajdujący się w pomieszczeniu. Co więcej, w przesłaniu prądu nie przeszkadzają ani inne znajdujące się tam przedmioty, ani kształt samego pomieszczenia. WiTricity może nieco przypominać zjawisko indukcji magnetycznej, ale nim nie jest. Dzięki indukcji można przesłać prąd na minimalne odległości. Gdy zwiększymy odległość pomiędzy zwojami, energia nie zostanie przesłana. Oto magia zjawiska rezonansu. Zwykła indukcja magnetyczna jest około miliona razy mniej efektywna, niż nasz system – mówi Aristeidis Karalis, jeden z członków zespołu badawczego.