10 wissenschaftliche Fortschritte, die die Zukunft signalisieren

Jeden Tag werden wissenschaftliche Entdeckungen gemacht, die die Welt, in der wir leben, verändern. Diese Liste enthält einige verrückte wissenschaftliche Neuerungen - und alle wurden im Juni 2013 gemacht. Von Physik über Medizin bis hin zu Biologie werden die folgenden Geschichten Sie begeistern Verstand. Technologische und medizinische Fortschritte, von denen die meisten Menschen glaubten, dass sie zu Lebzeiten niemals passieren würden, geschweige denn in diesem Moment, sind real und entwickeln sich ständig weiter. Diese Entdeckungen bringen eine Vielzahl neuer Technologien und Techniken mit sich, die mit der Zeit nur wachsen und sich verbessern werden, um die Welt zu einem besseren Ort zum Leben zu machen.

10 Telekinese

In der Lage zu sein, die Bewegung von Objekten zu steuern, mag wie eine Handlung eines Science-Fiction-Romans wirken, aber dank der Forscher des Minnesota College of Science and Engineering ist dies nun Realität. Mit einer nichtinvasiven Technik, die als Elektroenzephalographie bekannt ist und Gehirnwellen nutzt, konnten fünf Schüler die Bewegung eines Hubschraubers steuern.

In der entgegengesetzten Richtung des Hubschraubers waren die Schüler in der Lage, das Fahrzeug in verschiedene Richtungen zu bewegen, indem sie sich ihre linke, rechte und beide Hände bewegten. Nach einiger Zeit und Training konnten die Teilnehmer den Hubschrauber bald dazu bringen, mehrere Manöver auszuführen, einschließlich des Durchlaufens von Ringen, wobei ein Bild des Fluges auf einem Bildschirm gezeigt wurde. Die Forscher hoffen, diese neue nichtinvasive Gehirnwellentechnologie erweitern zu können, um bei Patienten, die an Paralyse oder Neurodegeneration leiden, letztendlich Bewegung, Gehör und Sehvermögen wiederherzustellen.

9 Herz-MRT

Anthracyclin ist eine wirksame Form der Chemotherapie, es hat sich jedoch gezeigt, dass es die Herzen vieler Kinder, die behandelt werden, schwer schädigt. Bislang finden die meisten Kinder, die an dieser Herzschädigung leiden, ihre Herzwände dünner und zum Zeitpunkt ihrer Diagnose ist es meist zu spät, um etwas dagegen zu unternehmen. Ultraschall würde den Herzfehler häufig erst Jahre nach der Behandlung übersehen, nachdem der irreversible Schaden bereits seinen Tribut gefordert hatte.

Am 10. Juni wurde jedoch eine neue Technik vorgestellt. Durch umfangreiche Tests hat sich gezeigt, dass die T1-MRI genauer, effizienter und sicherer ist als die vorhandenen Techniken zur Erkennung von Herzkrankheiten bei Kindern. Ärzte konnten Herzfehler im Kindesalter früher und effektiver sehen als mit den Ultraschalldiagnosen (die irrtümlicherweise zeigen, dass die Herzen vollkommen in Ordnung sind). Dies ist ein großer medizinischer Fortschritt zur Erkennung von Herzkrankheiten im frühen Kindesalter.

8 Effiziente Elektrolyse (Salzwasserspaltung)

Im Wettlauf um die Suche nach effizienten und reichhaltigen alternativen Kraftstoffen haben Forscher immer eine Straßensperre getroffen, als sie versuchten, eine effiziente Methode zur Aufspaltung von Meerwasser zur Erzeugung von Wasserstoffkraftstoff zu finden. Am 10. Juni stellte ein Team des Australian Research Council Center of Excellence für Elektromaterialien einen Katalysator vor, der in der Lage ist, Meerwasser mit sehr wenig Energie zu spalten.

Der Katalysator wurde zu einem flexiblen Kunststofffilm geformt, der die Energie, die aus Licht gewonnen wird, aufnimmt und das Meerwasser oxidiert. Im Gegensatz zu den derzeitigen Methoden, die eine große Menge an Energie zum Oxidieren des Wassers benötigen, würde diese Methode genug Energie erzeugen, um den durchschnittlichen Haushalt und das Auto für einen ganzen Tag mit nur 5 Litern Meerwasser zu betreiben. Der Film enthält synthetische Chlorophyllmoleküle, um die Energie der Sonne auf dieselbe Weise wie die Blätter vieler Pflanzen zu nutzen. Im Gegensatz zu der derzeitigen Wasserspaltungsmethode, die Wolken aus giftigem Chlorgas emittiert, gibt es bei dieser Methode keine chemischen Stürze.

Diese effiziente und effektive Methode könnte die Kosten für Wasserstoffbrennstoff erheblich senken, so dass dieser Kraftstoff zukünftig ein wettbewerbsfähiger Ersatzbrennstoff sein kann.

7 kleine Batterie

Mit der jüngsten Erfindung von 3D-Druckern ist der Himmel die Grenze für die Arten komplexer und komplexer Objekte, die er erstellen kann. Am 18. Juni wurde bekannt gegeben, dass ein Forscherteam in Harvard und der University of Illinois eine Lithium-Ionen-Batterie herstellen konnte, die kleiner als ein Sandkorn und weniger als die Breite eines menschlichen Haares ist.

Die Forscher konnten diese erstaunliche Leistung durch die empfindliche Schichtung eines Netzwerks aus verschachtelten Elektroden erreichen. Nachdem ein 3D-Design auf dem Computer erstellt wurde, verwendet der Drucker speziell hergestellte Flüssigkeitstinten, die Elektroden enthalten, die unmittelbar nach dem Auftreffen auf die Luft aushärten. Das Gerät kann aufgrund seiner Größe vielfältig eingesetzt werden.

Vor dieser Batterie gab es nur sehr wenige, unglaublich batteriebetriebene Objekte. Dies ist darauf zurückzuführen, dass für Geräte, die für unglaublich kleine Geräte konzipiert wurden, Batterien benötigt wurden, die genauso groß waren wie für die anschließende Energieversorgung oder sie erhielten unglaublich kleine Batterien, denen es an Leistung fehlte. Der 3D-Drucker verwendet die Tinten und ein detailliertes Design aus einem Computerprogramm, um die Mikrobatterien erstellen zu können.

6 biotechnologische Körperteile

Am 6. Juni implantierte eine Gruppe von Ärzten der Duke University erfolgreich das erste biotechnologisch hergestellte Blutgefäß in einen lebenden Patienten. Obwohl das Bioengineering schnell vorangekommen ist, war dieses Verfahren die erste erfolgreiche Implantation eines synthetisch biotechnologisch hergestellten Körperteils.

Bei einem Patienten, der an den Endstadien der Nierenerkrankung leidet, wurde die Vene aus gespendeten menschlichen Zellen synthetisiert, die dann auf einem Gerüst entwickelt wurden. Um zu verhindern, dass Antikörper im Patienten das Fremdgefäß angreifen, wurden die Eigenschaften, die den Angriff auslösen könnten, entfernt. Die Vene hat sich in Tests als erfolgreicher als synthetische oder tierbasierte Implantate erwiesen, da sie nicht zur Gerinnung neigen und während der Operation kein Infektionsrisiko darstellen.

Unglaublich, die Venen bestehen aus den gleichen flexiblen Materialien, mit denen sie verbunden sind, und nehmen sogar die Eigenschaften ihrer zellulären Umgebung und anderer Venen an.Mit dem Erfolg dieses Verfahrens hat dieses aufstrebende Feld große Auswirkungen auf die weitere Verwendung in der medizinischen Welt. Bald hoffen die Ärzte, Venengineering für Herzkrankheiten zu sein und vielleicht sogar ganze Organe oder Körperteile des Bioingenieurs zu bearbeiten.

5 Das Vier-Quark-Teilchen

Die Suche nach der Erklärung der Geburt unseres Universums heizt sich nach der Ankündigung der Bestätigung eines Teilchens mit vier Quarks am 18. Juni auf. Während dies für Physiker nicht so wichtig erscheint, hat der Fund neue Erklärungen und Theorien über die Entstehung der Materie hervorgebracht. Vor dieser Beobachtung war die Erklärung für die Entstehung von Materie begrenzt, da jemals Teilchen mit nur zwei oder drei Quarks gefunden worden waren.

Wissenschaftler haben dieses neue Teilchen Zc (3900) genannt, und es wird vermutet, dass es in den ersten wahnsinnig heißen Sekunden nach dem Urknall gemacht wurde. Nach einigen Jahren komplizierter mathematischer Gleichungen aus der BaBar-Kollaboration im SLAC National Accelerator Laboratory (verbunden mit der Stanford University) bemerkten Wissenschaftler des Beijing Electron-Positron Collider (BEPCll) dieses Teilchen bei verschiedenen Gelegenheiten. Weil die Wissenschaftler nicht gerade großzügig sind, wurden die Ergebnisse mit den Leuten am CERN und der High Energy Accelerator Research Organization in Tsukuba, Japan, geteilt. Vor kurzem konnten die japanischen Wissenschaftler 159 der Partikel beobachten und isolieren. Wie bei den meisten wissenschaftlichen Durchbrüchen fehlte dem Partikel die Begründung, bis Wissenschaftler am Belle-Detektor in Peking die Isolierung von 307 weiteren Partikeln bestätigten.

Die Wissenschaftler behaupten, dass sie mehr als 10 Billionen Billionen subatomare Kollisionen in ihren Detektor übernommen haben, was doppelt so groß ist wie der berühmte Large Hadron Collider in der Schweiz. Einige Physiker haben Kritik an der Beobachtung geäußert und behaupteten, das Teilchen sei nichts weiter als zwei zusammengebundene Mesonen (zwei Quark-Teilchen). Unabhängig davon ist das Wissen über die Existenz des Teilchens für die Welt der Physik enorm und führt zu einer Vielzahl von Möglichkeiten, wie sich die ersten Materiestücke gebildet haben könnten.

4 Alternative Kraftstoffmikroben

Stellen Sie sich eine Welt vor, in der hocheffiziente, kostengünstige alternative Kraftstoffe ebenso leicht zu gewinnen sind wie der Sauerstoff in der Luft um uns herum. Dank der Zusammenarbeit des US-Energieministeriums und eines Forscherteams der Duke University könnten wir einen Mikroorganismus haben, der diesen Traum Wirklichkeit werden lässt. In den letzten Jahren sind im Bereich der alternativen Kraftstoffe (wie Ethanol aus Mais und Zuckerrohr) große Fortschritte zu verzeichnen. Leider haben sich diese Methoden als ineffizient erwiesen und viele Kritikpunkte hervorgerufen, z. B. das Schneiden von Nahrungsmitteln und Land. Vor kurzem gelang es Wissenschaftlern, Elektrokraftstoffe zu entwickeln, mit denen Sonnenenergie genutzt werden kann, ohne die Nahrungsmittel-, Wasser- oder Landvorräte zu beeinträchtigen, wie dies bei den meisten alternativen Kraftstoffen der Fall ist.

Neben dem geringen Energiebedarf können winzige Mikroben diese Elektrotreibstoffe effizient und effektiv in einem Labor synthetisieren. Diese Elektrokraftstoffmikroben wurden isoliert und in nicht photosynthetischen Bakterien gefunden. Mit den Elektronen im Boden als Nahrung nehmen die Mikroben die Energie auf, um Butanol zu erzeugen, wenn sie Elektrizität und Kohlendioxid ausgesetzt werden. Mit diesem Wissen extrahieren Wissenschaftler die Gene, um diesen Photosynthese-Ersatz zu vervollständigen, und injizieren sie in Bakterien, die in Labors gezüchtet wurden, wodurch Butanol in großen Mengen produziert werden kann. Butanol gilt heute aus verschiedenen Gründen als die bessere Alternative zu Ethanol und Benzin. Butanol ist ein viel größeres Molekül und besitzt eine größere Energieträgerkapazität als Ethanol und nimmt kein Wasser auf. Daher kann es direkt in die Gastanks eines Autos gebracht und durch die vorhandenen Benzinleitungen transportiert werden. Diese Butanolmikroben sind vielversprechend für die Zukunft alternativer Kraftstoffe.

3 medizinische Vorteile von Silber

Eine Studie wurde am 19. Juni von einem Forscherteam der Boston University über die Vorteile des Einsatzes von Silber in Antibiotika veröffentlicht. Während es seit langem bekannt ist, dass Silber starke antimikrobielle Eigenschaften aufweist, haben Wissenschaftler erst vor kurzem entdeckt, dass es normale Antibiotika zu Antibiotika gegen Steroide machen kann.

Es ist jetzt bekannt, dass Silber viele chemische Prozesse einsetzt, um die Bildung von Bindungen durch Bakterien zu verhindern, ihre Stoffwechselraten zu verlangsamen und die Homöostase zu stören. Durch diese Prozesse werden die Bakterien schwach und anfälliger für die Wirkung von Antibiotika. Durch mehrere Studien war die Mischung aus Silber und Antibiotika beim Abtöten von Bakterien bis zu 1.000-mal wirksamer als die Antibiotika allein. Einige Kritiker warnen davor, dass die Verwendung von Silber potenziell toxische Nebenwirkungen bei seinen Benutzern haben kann, aber Wissenschaftler sind sich nicht einig, dass nicht toxische Mengen die Wirksamkeit des Antibiotikums erhöhen. Dies ist eine sehr aufregende Entdeckung für die medizinische Welt. Die Einsatzmöglichkeiten und Anwendungen dieses Edelmetalls nehmen weiter zu.

2 Anblick für Blinde

Der erste bionische Augenprototyp wurde Anfang Juni von einem Team australischer Designer vorgestellt. Das bionische Auge funktioniert, indem ein Chip in den Schädel des Benutzers implantiert und dann mit einer Digitalkamera in der Brille verbunden wird. Während die Brille derzeit nur dem Benutzer erlaubt, Konturen zu sehen, verspricht der Prototyp in Zukunft viel zu verbessern. Sobald die Kamera ein Bild aufgenommen hat, wird das Signal geändert und drahtlos an den Mikrochip gesendet. Von dort aus aktiviert das Signal Flecken auf dem Mikrochip, der in die visuelle Hirnrinde implantiert ist. Das Forscherteam hofft, die Fähigkeiten der Brille zu verbessern und dabei leicht, verstellbar und bequem für den Träger zu sein. Es sollte für 85 Prozent der Menschen, die gesetzlich blind sind, nutzbar sein.

1 Immunität gegen Krebs

Die Universität von Rochester veröffentlichte am 19. Juni eine Studie, in der der Mechanismus vorgeschlagen wurde, durch den nackte Maulratten gegen Krebs immun werden. Diese gruseligen unterirdischen Nagetiere bekommen zwar viel Wärme für ihr Aussehen, aber sie scheinen das letzte Lachen zu haben, wenn es um ihre Immunität gegen Krebs geht.

In den Zwischenräumen zwischen nackten Mole-Ratten-Zellen wurde ein klebriger Zucker namens Hyaluronan (HA) gefunden, der sie anscheinend daran hindern würde, dicht zusammen zu wachsen und Tumore zu bilden. Die Substanz, die in einem Highschool-Tanz wie ein Elternteil der Chaperone wirkt, verursacht eine frühe Kontakthemmung. Dies ist ein Prozess, der die Zellen daran hindert, sich zu vermehren, sobald sie eine bestimmte Dichte erreicht haben. Es wird angenommen, dass eine Doppelmutation in den beiden Enzymen, die das Wachstum von HA fördert und dessen Abbau reduziert, der Grund für die erhöhte Menge der Substanz ist. Die Wissenschaftler testeten die Theorie, indem sie Hautzellen, die sowohl hohe als auch geringe Mengen an HA enthalten, mit Krebs infizieren.

Es wurde festgestellt, dass sich der Krebs in der Zelle mit niedrigen HA-Werten schnell vermehrte, in Zellen mit hohem HA jedoch keine Tumoren gebildet wurden. Wissenschaftler hoffen, Laborratten so zu modifizieren, dass sie hohe Mengen an HA produzieren, um Mäuse immun gegen Krebs zu machen.