Бъдещето: Технологиите, които ще променят живота ни (2)

Преглед на модерните технологии по версията на Imperial College в Лондон

Нанотехнологията е висока технология, която покрива широк диапазон от теми, но основната обединяваща тема е контрол над веществото на микроскопично ниво при размери, по-малки от 1 микрометър, както и създаването на устройства на такова ниво, съизмерими с размера на молекулите. Като самостоятелна дисциплина с практически постижения, нанотехнологията възниква в началото на 80-те години на 20 век.

1.Нанотехнологиите днес

Дисплейната революция се извършва пред очите ни: CRT мониторите (монитори с електроннолъчева тръба) изглеждаха вездесъщи, а сега съществуват дори прототипи на цветна електронна хартия, да не говорим за факта, че качеството на цветопредаването и размерите на LCD-дисплеите постоянно се подобрява. Един от следващите етапи са екраните на основата на квантови точки. Квантовата точка е една изключително малка система от полупроводници. Светлината, излъчвана от него, зависи от размера на системата (тя варира от няколкостотин нанометра до микрон) и дисплеите, изработени по тази технология, могат да бъдат много тънки, ярки и контрастни. Ако преди няколко години на пазара технологията беше представена само в ноутбуци с малки матрици, то на Международното технологично изложение CES 2015 Samsung и LG представиха внушителни екрани.

Новият UHD-екран на Samsung, представен на CES 2015г, е с 2.5 пъти по-висока резолюция

Към другите важни технологии, не толкова известни и на специалистите, се отнася кристализацията на протеини. За да се разбере работата на ензимите и фармакологичните ефекти на лекарствата, от съществено значение е да се познава структурата на протеина. За тази цел се използва метода на рентгеновата дифракция, при която голяма роля играе състоянието на изследваното вещество, а най-удобно е веществото да се изследва в кристална форма. Експерименти по кристализация на протеини се провеждат и в руския сегмент на Международната космическа станция.

2. Нанотехнологиите, 2015-2030г.

Електромагнитните вълни се държат по необичаен начин в метаматериали. Използването на нанотехнологиите позволява да се създават малки антени, които се държат така, сякаш са много по-големи по размер. Нещо повече, теоретично с помощта на метаматериали е възможно да се създадат суперлещи, които нямат дифракционна граница, ограничаваща размерите на наблюдавания обект пропорционално на дължината на вълните. Това ще позволи създаването на малки, но мощни микроскопи. А най-интересното им приложение е маскировката. Вече съществуват разработки по създаването на „мантии-невидимки“. Разбира се, повечето от тези проучвания се извършват съвместно с военните.

3. Нанотехнологиите, 2030- …

Филмът, споменат по-горе, е препратка към събитие отпреди три години, предизвикало голям фурор. През 2012 г. IBM създаде кратко филмче – „Момчето и неговият атом“ с помощта на нанотехнологии. И макар филмът да е малко повече от минута, елементите, от които са съставени кадрите, са единични атоми.

Стоманобетонът и всевъзможните сплави зададоха облика на съвременния свят и е трудно да си представим какво можем да направим без тях. Но тези материали вече започват да не достигат. Имаме нужда от нещо по-трайно и по-леко, и природата вече не е на наша страна (да се отглеждат паяци не е много лесно). Сега изследванията са насочени основно към въглерода. За съжаление, макар специфичната сила на нанотръбите да превишава показателите на сплавите, техните пределни размери не са големи. Ако се преодолеят тези недостатъци, ние ще получим нова броня, космически асансьори и какво ли още не.

А най-интересната технология в този раздел е свръхпроводимостта при стайна температура. При изключително ниски температури металите и някои други вещества започват да провеждат електричество практически без загуби. Свръхпроводниците помагат да се създаде изключително мощно магнитно поле и се използват в ЯМР-томографията. А ефектът на Майснер неутрализира магнитния поток в свръхпроводника. В перспектива това явление може да се използва за предаване на електричество на големи разстояния, създаването на свръхбързи влакове и други неща. Учените са изминали дълъг път: ако преди за появата на ефекта е била нужна температурата с едва 30 градуса над абсолютната нула, то сега за това е достатъчен течен азот с температура на кипене -197 °C. Ако постигнем появата на материали със свръхпроводими свойства, те могат да намерят приложение дори в електродвигателите.

Видео: Едно от най- впечатляващите последни открития във физиката е феноменът на квантовата левитация, при който свръхпроводникът остава „заключен” в магнитно поле.

Нанотехнологите ще се вмъкват тихо и незабележимо в живота ни: сапун с антибактериални свойства, издръжливи и леки дрехи, телефони, които ще могат да се сгъват в тръбичка и много други. Това, от което се състои нашият свят, ще започне постепенно да се заменя от по-новите, по-трайни (а може би дори и по-безопасни) материали. Основата на съвременната цивилизация е градът, чието второ име е „бетонна джунгла“. Военните не просто са заинтересовани от нанотехнологиите, но и участват активно в тяхното разработване. Свръхздрава броня, маскировка срещу радари и оптични устройства, нови батерии с висок капацитет – да се воюва ще бъде много „по-интересно“.

1.Биотехнологиите в наши дни

Вече е писано за чудесата на медицината и генетиката, които се извършват в наши дни. Генетичното изследване помага да се узнае за вродено заболяване и да вземе решение за раждане, а всеки желаещ може да изпрати своя генетичен материал на компанията 23andMe, която е собственост на съпругата на шефа на Google, и да получи информация за своите предци. Научните постижения вече се сблъскаха със закона: от 19 февруари тази година услугата не предоставя информация за това към какви заболявания може да бъде предразположен клиентът.

През 2008 г. изследователи от Университета на Минесота демонстрираха, че е възможно да се премахнат всички клетки от сърцето на плъх и да се получи скеле (scaffold). След като инжектираха стволови клетки в скелето, всички видяха как клетките регенерират сърцето.

2. Биотехнологиите 2015-2030г.

Днес всяка „умна“ електроника притежава само основния набор от сензори. Това са – сензор на съня, брояч на изразходваните калории, и в много редки случаи – сензор за пулса. Разбира се, с такова малко количество данни могат да бъдат изработени само приблизителни прогнози. Въпреки това развитието в тази област е неизбежно. В крайна сметка, голяма част от смъртните случаи в развития свят се дължат на сърдечно-съдови заболявания и за тяхната профилактика е нужен качествен мониторинг.

Днес вече съществува облекло, което следи начина, по който изпълнявате упражненията си във фитнеса. С миниатюризацията на сензорите пижамата на пациента ще бъде не само по-удобна, но също така ще може да извика бърза помощ, ако нещо се обърка.

Принтирането на тъкани ще позволи на всеки да има аксесоари от крокодилска кожа. И, разбира се, по-нататъшното развитие на органичния 3D-печат ще позволи да се клонират човешки органи. А различията в социалната йерархия ще бъдат придружени от разлика в продължителността на живота…

3. Биотехнологиите, 2030- …

Ролята на генетичното модифициране на растенията е обсъждана много, но технологията може да намери приложение и в областта на здравеопазването. Изменението на климата води до разпространението на комарите, които пренасят болести като малария, тропическа треска и Чикунгуня. Ваксини срещу последните две не съществуват. Британската биотехнологична компания Enter Oxitec пусна около американския архипелаг Флорида Кийс модифицирани мъжки комари. Те нямат поколение с обикновените женски и причината за това е въвеждането на гени на бактерията Е.коли и Херпес вирус.

Генетично модифициран комар Aedes aegypti изплува от какавидата си, създадена от Enter Oxitec. Компанията заяви, че нейните комари са намалили броя на ларвите на комари с 80 на сто в бразилския град Жуазейро. (През лятото на 2015 г. беше съобщено, че генетично модифицирани комари от този вид са били използвани за борба с вируса Зика. Те са били разпръснати в района на град Жуазейро, намиращ се в близост до Атлантическото крайбрежие на Бразилия и трябвало да унищожат и ларвите на естествените си събратя, които разпространяват смъроносната тропическа треска Денга. Въпреки това, или като резултат, в страните от Латинска Америка избухват епидемии на заболяването. Някои европейски медици допускат, че именно Aedes aegypti са виновни за това.)

Но модификациите ще засегнат не само растения, насекоми и други по-големи животни и не винаги това ще се прави с добри намерения. Въпреки че след края на Студената война се твърди, че  биологическо оръжие вече не се произвежда, опростяването и намаляването на разходите за генно инженерство могат да доведат до появата на съвършено нов вирус, който не е подобен на никое от съществуващите заболявания. 

И ако днес дори използването на стволови клетки предизвиква толкова много спорове, нищо чудно поредната терористична групировка да организира серия от атаки след първото клониране на човек. А генетичната модификация в съчетание с невроимпланти може да доведе до нов биологичен вид, както пише оксфордският изследовател Ник Бостром.

Според проф.Ник Бостром, директор на института Future of Humanity Institute в Оксфорд, трансхуманистите се надяват един ден биотехнологиите, молекулярните нанотехнологии и изкуственият интелект да успеят да слеят човека с машината. Това ще доведе до ново еволюционно звено с по-висши от обикновения човек хуманоидни същества.– постчовеци.

Еволюцията предизмиква много дебати и днес. По-нататъшното и необратимо развитие на генните технологии ще постави и пред политиците, и пред учените, и пред духовниците редица изключително неприятни въпроси: Как да постъпваме с клонингите? Можем ли да ги убиваме? Какви права ще имат? Личност ли е човек, сглобен от органите и тъканите на други хора? Хуманно ли е да създаваме модифицирани клонинги, които не чувстват болка, умора, тъга и да ги изпращаме на ликвидация на аварии в АЕЦ? Тези въпроси съществуват не само в научната, но и в моралната и юридическата плоскост и не можем да отвърнем поглед от тях.

Първа част на материала: Бъдещето: Технологиите, които ще променят живота ни (1) (зелени технологии и невротехнологии)

Трета, последна част: Бъдещето: Технологиите, които ще променят живота ни (3)  (дигитални технлогии)

Превод: Цеца Христова / Memoria de futuro

Източник: S&P

   АКО МЕМОРИЯ Е ПОЛЕЗНА ЗА ВАС, ПОДКРЕПЕТЕ НИ ТУК

 Или станете наши приятели във ФЕЙСБУК