Пять инноваций прошлой недели, которые вы могли пропустить
Удар по астероиду
Специалисты NASA и Европейского космического агентства (ЕКА) начали совместный проект Asteroid Impact Mission. К одному из астероидов, пролетающему неподалеку от Земли, направятся два космических аппарата. Один совершит посадку и закрепится на поверхности небесного тела, после чего второй разгонится и, словно гигантская пуля, ударит в поверхность астероида. Предполагается, что эта миссия поможет собрать важные научные данные о небесных телах и предотвратить их столкновение с Землей ее уничтожить.
Asteroid Impact Mission стартует в 2020 году. Аппараты NASA и Европейского космического агентства направятся к астероидному комплексу, который в 2022 году пройдет на удалении порядка 11.3 млн километров от Земли. Он состоит из большого астероида Didymos и вращающегося вокруг него малого Didymoon. Посадочный модуль типа Philae, который еще не имеет официального названия, высадится на поверхность малого астероида и проведет там некоторые научные исследования. После этого второй аппарат, Double Asteroid Redirection Test (DART), разгонится и на скорости более 20 тыс. км/час врежется в поверхность Didymos, произведя при этом мини-взрыв. Выброшенный при этом измельченный материал тщательно изучит посадочный модуль, который также сможет рассмотреть внутреннюю часть астероида.
За поведением Didymos и Didymoon будут также следить спутники и наземные телескопы. Они, в частности, помогут определить, насколько изменится после "удара" траектория движения астероидов. Если такой метод бомбардировки окажется эффективным, его можно будет использовать для отклонения космических объектов, которые движутся по траектории, пересекающейся с траекторией движения Земли. Это поможет спасти человечество от катастрофы, вызванной столкновением нашей планеты с большим астероидом. Удар аппарата DART по астероиду станет первой в истории попыткой изменить динамику движения космического тела в Солнечной системе.
Пластмассовый двигатель
Специалисты из немецкого института Фраунгофера создали одноцилиндровый двигатель для автомобиля NAS (New drive systems), некоторые части которого, в частности, кожух, изготовлены из легковесного армированного стекловолоконного пластика. Материал состоит из 55% волокна и 45% смол, содержащих пластиковые гранулы из специального термореактивного материала. Такой кожух весит на 20% меньше алюминиевого, а стоимость изготовления нового устройства такая же, как и традиционного. Авторы разработки утверждают, что использование пластиковых композитов позволит не только снизить вес автомобилей, но и обеспечит снижение шума от работы двигателя. Кроме того, NAS за счет снижения количества отдаваемого в окружающую среду тепла, будет потреблять меньше топлива.
Инженеры тщательно изучили конструкции различных типов двигателей внутреннего сгорания и определили области, подвергающиеся сильным тепловым и механическим нагрузкам. В этих местах использованы металлические вставки, позволяющие увеличить износостойкость. Кроме того, пришлось решить проблему обеспечения хорошего сцепления пластика с металлом, двух материалов, обладающих различными коэффициентами теплового расширения. Производители также позаботились о том, чтобы используемые пластики были устойчивы к воздействию машинного масла, бензина, дизельного топлива, этиленгликоля и других компонентов, входящих в состав антифриза.
Опытный одноцилиндровый двигатель с пластиковыми деталями будет продемонстрирован на выставке Hannover Messe, которая пройдет с 13 по 17 апреля. А чуть позже специалисты института Фраунгофера приступят к изготовлению многоцилиндрового двигателя с пластиковыми деталями и узлами.
Звук побеждает рак
Команда ученых из Университета штата Пенсильвания, Массачусетского технологического института и Университета Карнеги-Меллон разработала способ выделения раковых клетки из крови с помощью недорогого и эффективного метода. Две звуковые волны одинаковой длины бегут в противоположных направлениях и компенсируют друг друга в определенной точке. Наклонные звуковые волны перемещают нужные клетки в точку, где формируется поток, двигающий собранные клетки по отдельному каналу. Предполагается, что новый метод со временем полностью заменит инвазивную (хирургическую) биопсию.
Обычно раковые клетки отделяются от первичного очага и перемещаются по организму через кровь. Обнаружить их зачастую непросто, поскольку среди миллиарда клеток крови может быть всего одна раковая. Существующие методы сложны в использовании и могут привести к повреждению здоровых клеток. Звуковые же волны работают быстро и эффективно: крошечному устройству, чтобы выделить раковые клетки, требуется менее пяти часов. Акустическое выделение клеток не требует хирургического вмешательства, не изменяет и не повреждает клетки. Ученые говорят, что метод безвреден даже для диагностики плода в утробе матери.
При этом затраты энергии мизерные, а производительность системы в 20 раз выше, чем у всех существующих аналогов. В результате исследования было успешно отделено более 83% раковых клеток. Новая методика будет применяться для эффективного изучения, диагностики и лечения рака.
Бактерии спасут от ожирения
Ученые давно выяснили, что кишечные бактерии напрямую влияют на то, как люди набирают вес. В кишечнике каждого человека обитает так называемая кишечная палочка Escherichia coli, в большинстве своем безвредная для организма: она является частью нормальной микрофлоры кишечника, синтезируя витамин К и предотвращая развитие различных патогенных микроорганизмов.
Исследователи американского Университета Вандербильта в течение нескольких лет
проводили эксперименты с использованием генетически модифицированной к
ишечной палочки, взятой у тучных людей. Помещая ее внутрь кишечника мышей, ученые заметили, что грызуны очень быстро набирали вес, и никакие диеты и ограничения в еде не помогали.
В ходе экспериментов ученые модифицировали один из видов E.Coli, внедрив в нее особый ген N-ацил-фосфатидилэтаноламины, который отвечает за подавление аппетита. Спустя 8 недель после внедрения палочки, грызун с модифицированной E.Coli набрал на 15% меньше веса, чем обычная мышь. Новая технология станет основой революционных препаратов для эффективного и безопасного снижения веса.
Солнечный холодильник
Команда инженеров Научного института мексиканского Университета штата Пуэбла разработала новую недорогую солнечную систему охлаждения, которая позволит сохранить пищу в местностях с преобладанием высоких температур. Принцип работы охлаждающего агрегата основан на разнице между дневной и ночной солнечной активностью, соответственно, солнечный холодильник не использует электроэнергию.
В отличие от обычных охлаждающих систем, в которых используются хлорофторуглеводородные соединения (фреон), разрушающие озоновый слой, новый холодильник работает от солнечного излучения. Охлаждение осуществляется посредством термодинамического цикла адсорбции-десорбции, длящегося 24 часа. В качестве охлаждающего вещества выступает метанол, а адсорбентом является минерал цеолит.
Такая технология может использоваться не только для охлаждения пищи, но и для кондиционирования в условиях отсутствия электричества и нужд медицины. Солнечный холодильник был представлен на Международном конгрессе по солнечной энергии в Германии и вызвал интерес многих компаний-производителей.
