Десять инноваций недели, которые вы могли пропустить

Кровь в борьбе с раком

Биотехнологическая компания Miroculus разработала прототип сравнительно дешевого и доступного устройства, способного по анализу крови диагностировать широкий спектр онкологических заболеваний. Основатели зарегистрированной в США компании уверены, что их разработка совершит революцию в ранней диагностике рака.

Принцип работы устройства, получившего название Miriam, основан на выявлении присутствия в крови специфических раковых микроРНК - небольших молекул РНК, играющих ключевую роль в регуляции множества внутриклеточных процессов в организме. Это также биомаркеры различных заболеваний, включая метаболические нарушения, инфекционные и неврологические болезни.

Основной частью Miriam является планшет с 96 лунками, каждая из которых содержит свою собственную биохимическую комбинацию, способную реагировать на различный тип микроРНК, предварительно "настроенных" на те или иные онкологические заболевания. После того, как капельки крови попадают в каждую лунку, планшет помещается непосредственно в устройство, где в течение часа происходит процесс реакции. В случае присутствия раковой микроРНК, лунки начинают светиться зеленым светом. Чем интенсивнее свечение, тем больше специфических молекул содержится в образце.

По истечении часа результаты поступают в смартфон, где специальное приложение оценивает силу свечения отдельных лунок, определяет типы присутствующих микроРНК и сравнивает с базой данных, выдавая в итоге готовый диагноз. Информация также анонимно отсылается на облачный сервер, где проводится анализ всего массива данных, позволяя врачам отслеживать протекающие процессы в режиме реального времени.

Ориентировочная стоимость Miriam на рынке составит всего $500. Микробиологи и специалисты по IT из разных стран мира уверены, что благодаря широкому внедрению разработки в клиническую практику, произойдет переворот в ранней диагностике рака и, соответственно, в его терапии. В ближайшем будущем регулярный скрининг на рак станет такой же привычной процедурой, как сдача крови на анализ.

Подсолнухи дадут тепло и воду

Airlight Energy, швейцарская компания, специализирующаяся на солнечной энергетике совместно с IBM Research создали инновационную  универсальную систему HCPVT. Это комплекс из особых конструкций - параболических антенн площадью 40 квадратных метров, покрытых 36 эллиптическими зеркалами из пластиковой пленки толщиной всего 0,2 миллиметра. 

Система HCPVT концентрирует солнечное излучение на приемниках с жидкостным охлаждением, каждый из которых содержит массив чипов площадью в квадратный сантиметр. Каждый чип генерирует до 57 ватт электроэнергии при работе в течение одного солнечного дня. Вместе они производят до 2 кВт электроэнергии и 20 кВт тепла. Система охлаждения состоит из микроструктурированных трубок, которые проводят очищенную воду вокруг приемников. Таким образом избыточное тепло удаляется в 10 раз эффективнее, чем при использовании традиционных технологий.

Система HCPVT сможет генерировать дешевое тепло, давать питьевую и горячую воду, а также охлаждать воздух а любых по размеру объектах на территориях. Если поставить вместе определенное число конструкций, то они обеспечат всем необходимым целый город. HCPVT обещает стать самой универсальной из всех существующих сейчас альтернативных систем, способных удовлетворить базовые потребности современных мегаполисов.

Батареи на 20 лет

Инженеры университета Чэнь Сяодун в Сингапуре разработали батареи, которые заряжаются менее пяти минут и служат в 10 раз дольше, чем конкурентные аналоги. Устройства могут использоваться в различных сферах, однако особенно востребованы они будут среди владельцев электрических транспортных средств, поскольку такие авто имеют ограниченный срок эксплуатации и требуют длительной зарядки.

Современные аккумуляторы, которые используются в мобильных телефонах, планшетных компьютерах, электромобилях, обычно выдерживают около 500 подзарядок, что примерно равно двум-трем годам службы. При этом продолжительность зарядки составляет около двух часов. Новые устройства при пяти минутах зарядки обеспечат электропитанием в течение 20 лет. Разработчики обещают, что в широкое обращение новые батареи поступят в ближайшие два года.

Сверхскоростной Wi-Fi

Samsung представила новую модификацию Wi-Fi - 802.11ad. Она предполагает передачу данных на скорости до 4,6 гигабита в секунду, что в пять раз быстрее нынешних стандартов. Модификация работает в диапазоне 60 гигагерц, тогда как существующие технологии функционируют на 2,4 и 5 гигагерцах. На практике это значит, что фильм объемом в 1 гигабайт можно передать с устройства на устройство менее чем за 3 секунды (скорость - 4,6 Гбит/сек), а несжатое HD-видео с мобильных гаджетов на ТВ - в реальном времени.

Новая Wi-Fi технология будет интегрирована в широкий спектр продуктов, включая аудиовизуальные, медицинские и телекоммуникационные устройства. Устройства начнут выпускать уже в следующем году.

Роботы против Эбола

Американская компания Xenex Disinfection из Сан-Антонио создала робота Ebolabot, который поможет победить лихорадку Эбола. Технология уже испытана в 250 больницах США для борьбы с вирусами и бактериями. Компактное устройство, которое выглядит, как обычная ультрафиолетовая лампа на колесах, стоит относительно недорого - $115 тыс.

Механизм действия робота заключается в испускании ультрафиолетового излучения UVС. Свет этой длины волны уничтожает патогенные вирусы и бактерии, разрушая их ДНК. Устройству достаточно пяти минут, чтобы распространить импульсы света по больничной палате.

На самом деле, ультрафиолет используется для дезинфекции воздуха и воды уже давно. Однако предыдущие версии данной технологии предполагали применение довольно токсичных ламп на основе ртути. Xenex же для генерации излучения использует газ благородный ксенон, который обеспечивает в 25 тысяч раз более интенсивное излучение, чем солнце. Таким образом роботы могут убивать очень широкий спектр микробов.

В настоящее время компания Xenex ведет переговоры с министерством обороны США и несколькими благотворительными организациями по поводу отправки роботов в Африку, обсуждается также возможность дезинфекции кают самолетов.

Стреляющие очки

Техасская компания TrackingPoint представила свою новую разработку - очки со встроенным монитором ShotGlass. Гаджет работает под управлением операционной системы Android в паре с высокоточным оружием Precision Guided Firearm. Технология позволяет видеть и записывать все, что попадает в зону видимости прицела оружия (передача осуществляется через Wi-Fi). Также очки оснащены собственным микрофоном и видеокамерой, что, в дополнение к аудио и видеозаписи производимой самим оружием, предоставляет возможность документировать огромное количество информации о каждом сделанном выстреле.

С помощью ShotGlass можно также обучаться стрельбе. К примеру, более опытный стрелок сможет наблюдать и корректировать новичка во время учений. А на поле боя корректировщик будет в режиме реального времени указывать  снайперу на нужную цель.

ShotGlass будет поставляться бесплатно с оружием Precision Guided Firearms, производимым компанией TrackingPoint - очки пока совместимы только с ним. Сами по себе ShotGlass стоят порядка $1000. Разработкой уже заинтересовались правительственные и правоохранительные структуры.

Залог вечной службы

Исследователи из Национальной лаборатории Oak Ridge National Laboratory (ORNL) американского Министерства энергетики впервые в истории науки с помощью сканирующего просвечивающего электронного микроскопа высокой разрешающей способности смогли наблюдать движения атомов одного материала внутри другого материала - так называемое явление диффузии. Это позволит лучше понять процессы, происходящие в различных материалах и оказывающих влияние на продолжительность срока службы и надежность изготовленных из них изделий.

До того процессы распространения и перемещения атомов в других материалах изучались при помощи чисто теоретических вычислений. Движение же атомов примесей в материалах могли наблюдаться лишь на поверхности этих материалов.
Диффузионные процессы определяют, насколько глубоко атомы примесей проникают вглубь материала и какими путями они передвигаются.

Методика прямых наблюдений, разработанная учеными ORNL, может использоваться в самых различных областях, связанных с разработкой сложных композитных материалов. В частности, ее будут применять при разработке светодиодных источников света, цвет и стабильность которых зависит от количества и равномерности распределения примесей в объеме основного материала. Пригодится она и для определения надежности, а также в случае выхода из строя электронных приборов, созданных из высоколегированных материалов.

Люди будут дышать под водой

Ученые из Университета Южной Дании разработали новый материал на основе кобальта. Он позволит людям дышать под водой, поскольку способен накапливать большой объем кислорода, при необходимости его высвобождать и даже вырабатывать из воды.

Эксперты говорят, что новый материал способен хранить кислорода в несколько раз больше, чем баллон аквалангиста. Кислород абсорбируется кобальтом со скоростью от нескольких секунд до часов, что создаст маску для пребывания человека под водой без какого-либо оборудования. Важное преимущество этого вещества в том, что оно способно получать необходимый воздух из воды.

Электрогенератор в кармане

Команда ученых из Колумбийского университета и Технологического института Джорджии опубликовала статью в журнале Nature, в которой описала процесс создания тончайшего в мире пласта дисульфида молибдена, призванного стать электрогенератором будущего.

Такие устройства будут оптически прозрачными, сверхлегкими, гибкими и растяжимыми, что сделает их универсальной основой почти для любой электронной технологии. Материал толщиной всего в один атом можно использовать для изготовления носимых устройств и преобразовывать энергию тела пользователя в электроэнергию, которая будет питать носимые датчики, медицинские устройства или даже заряжать смартфоны в кармане.

Стволовые клетки для глаз

Ученые из компании Advanced Cell Technology разработали революционную технологию восстановления зрения с помощью инъекций специализированных клеток сетчатки. Детали исследования опубликованы в издании The Lancet.

Когда состояние пигментного эпителия сетчатки ухудшается, человек может ослепнуть. Это происходит, как правило, при возрастной макулярной дистрофии и макулодистрофии Штаргардта - генетическом заболевании, которое может поражать не только пожилых, но и молодых людей. Специалисты Advanced Cell Technology попыталась обратить этот процесс вспять: они ввели клетки сетчатки в глаза 18 добровольцев.

В результате не только остановился процесс ухудшения зрения, но оно и улучшилось: в среднем пациенты стали видеть на три строчки больше по стандартному тесту на остроту зрения. В ходе лечения, которое началось еще в 2012 году, не было выявлено никаких серьезных побочных эффектов, в том числе признаков появления опухолей - главного потенциального риска при терапии стволовыми клетками.

В ближайшем будущем специалисты компании Advanced Cell Technology собираются начать масштабное исследование, в ходе которого планируется помочь сотне человек. Также проводятся эксперименты по лечению человеческими эмбриональными клетками сахарного диабета первого типа, сердечной недостаточности и паралича.