Развитие страны определяется состоянием науки и ее научно-техническим прогрессом. Поэтому государства, уделяющие особое внимание исследованиям, занимают лидирующее положение на мировой арене.
Сложно представить, но еще 100 лет назад в наших домах не было электричества, водопровода, телефона и радио. Развитие медицины, освоение космоса, технический прогресс — это лишь малая часть достижений современной науки, в основе который лежат знания, копившиеся веками. Мир не стоит на месте, и впереди нас ждет внедрение новейших технологий, которые приведут к появлению: гибких телефонов-браслетов; роботизированных фармацевтов и аптечных машин; искусственного мяса; биолюминесцентных деревьев для освещения улиц; oблачных хранилищ информации на основе ДНК; регенерации ткани зубов; расшифровки языка дельфинов.
Что год грядущий нам готовит?
Искусственные «листья»
Многочисленные попытки преобразования углекислого газа не были удачными.
Применение серебра, других благородных металлов удорожало процессы, пока не нашли альтернативу. В 2021 году благодаря новейшим технологиям станет возможно преобразование CO2 из атмосферы на основе использования вольфрама. Метод ускоряет преобразование в 1000 раз, снижает стоимость в 20 раз. В результате солнечные элементы вырабатывают новое углеводородное топливо.
Телевизоры в рулоне
В 2021 году получат распространение телевизоры, которые можно будет свернуть в рулон как плотную бумагу.
Компании LG, Samsung, Sony уже разработали прототипы на основе светодиодов, полимерной органики с толщиной экрана, допускающей скручивание. Совершенствование новой технологии продолжается в сторону портативности, гибкости приборов.
Бионические линзы
Новейшие технологии, разработанные канадскими учеными, позволяют запустить в массовое производство медицинское устройство, способное заменить не только очки, но и обычные линзы.
Безболезненная операция открывает сверхчеловеческие возможности по улучшению зрения в три раза. Искусственный хрусталик способен саморегулироваться, т. е. рассматривать предметы можно как на далеком расстоянии, так и на близком. Пристальное изучение ладони позволяет разглядеть даже клетки дермы.
Биолинза навсегда устранит такие проблемы, как близорукость и дальнозоркость, хотя ей не подвластны дальтонизм, повреждение глазного нерва или сетчатки.
Печать органов
Технология 3D-печати прочно вошла в современную жизнь. Уже близко развитие биотехнологии для распечатывания жизнеспособных органов.
Подобные эксперименты позволяют решить проблему донорских органов при операциях. Картриджи 3D-принтера наполнены суспензией из живых клеток и умным гелем, создающим биологическую ткань. После распечатывания гель вымывают, структура материи сохраняется. Согласно исследованиям, при биопечати до 90% клеток сохраняют жизнеспособность.
Успешно создаются костные, хрящевые импланты, т. е. освоена печать ушных раковин, сердечных клапанов, сосудистых трубок, кожи, костной ткани для пересадки. Впереди в индустрии 3D-печати разработки сложных биологических продуктов, в составе которых присутствуют жиры, углеводы, витамины.
Ультрасовременный материал
Среди последних разработок появился графен — слоистый плоский графит с универсальными свойствами.
При толщине в 1 атом электрофизические характеристики материала позволяют изготавливать ультралегкие аккумуляторы, небьющиеся корпуса гаджетов, энергоемкие установки, водоочистительные фильтры. Широкое применение графена готовит настоящую технологическую революцию.
Ждут все!
В 2021 году человечество запустит самый большой телескоп, научится двигать астероиды и лечить рак. Обозреватели журналов Science и Nature составили список самых ожидаемых научных открытий нового года.
В октябре 2021 года состоится запуск космического телескопа «Джеймс Уэбб». Сейчас он самый большой и мощный из когда-либо построенных. Новый телескоп сменит предшественника — «Хаббл», благодаря которому сделано множество открытий. «Уэбб» охватит больше длин волн, это позволит ученым больше изучить космос.
NASA в июне 2021 года изменит траекторию астероида. Для этого космический аппарат DART столкнется со спутником астероида Дидим. Цель проекта — защита Земли от потенциальной космической угрозы. Астероид находится в 11 млн километров от Земли и служит отличной тренировочной площадкой.
Заработает самый большой в мире ядерный реактор JointEuropeanTorus (JET). После модернизации британский гигант получил дополнительную мощность нагрева. В ходе испытаний в 2021 году в него будет подаваться смесь изотопов водорода, дейтерия и трития. Испытания на этом реакторе помогут и строящемуся во Франции реактору ИТЭР с аналогичным принципом работы.
В Дубне (Россия) готовят к запуску уникальный коллайдер. Он сможет воссоздать в лабораторных условиях особое состояние вещества, которое, возможно, существует только в ядрах нейтронных звезд. Ученые готовятся проникнуть в тайны атомного ядра, воспроизвести первые мгновения после Большого взрыва и даже разработать новые способы лечения рака.
Полимерный век
В 20-30-ых годах ХХ века наступила эра полимеров. Нельзя представить нашу жизнь без пластика, резины и тому подобного. Эра этих материалов длилась вплоть до начала компьютерной революции. Однако и сейчас они играют огромную роль в нашей жизни, ведь мы и сами состоим из полимеров!
Полимеры уникальны, потому что сочетают в себе несколько противоположных качеств. С одной стороны, в их основе лежат длинные цепочки органических блоков с очень сильными связями — к ним относятся, например, связи «углерод — углерод», тянущиеся на тысячи атомов. Эти связи очень жесткие, одни из самых сильных, что только возможны между атомами химических элементов. Поэтому порвать такую полимерную цепочку непросто.
С другой стороны, эти цепочки обладают гибкостью. И в зависимости от того, как они укладываются в пространстве, можно получить абсолютно разные результаты. Если цепочки полиэтилена спутаются между собой и образуется неупорядоченная структура, то получается обычный полиэтилен — такой, как в полиэтиленовом пакете. Это гибкий материал, но не очень прочный.
Если же получится упаковать очень длинные цепочки полиэтилена по-другому, чтобы они не запутывались в клубок, а шли бы параллельно друг другу, то получится феноменально прочный полимер — его называют сверхвысокомолекулярным полиэтиленом, и ему сулят применение от теплоотводов до бронежилетов. Другой уникальный полимер — кевлар — уже давно используют в бронежилетах.
Изделия из синтетических полимеров оказались легкими и прочными, но приход полимерного века омрачила неспособность природы быстро разрушать такие соединения. В результате «рукотворные» полимеры копятся в гигантских количествах на свалках, а ученые ищут способы спасти Землю от губительного пластика.
Простота и большие объемы производства привели к тому, что пластиковые изделия действительно стали одноразовыми: лишь 9% всех произведенных синтетических полимеров было переработано вторично, еще 12% — сожжено в топках мусоросжигательных заводов и тепловых электростанций. Несложно подсчитать, что 79% пластика оказалось на мусорных полигонах, свалках и просто в окружающей среде. Только в Мировой океан ежегодно попадает более 8 млн. тонн синтетических полимеров.
Импланты
Владельцы электронных чипов, которые вживляют под кожу, хранят в себе банковские карты, пароли, адреса.
Но впереди новые возможности имплантов по считыванию электрических импульсов мозга, что позволит силой мысли управлять устройствами. Разработаны методы прямого взаимодействия мозга человека и компьютера.
Нейросети позволяют управлять протезами, преобразовывать данные из слуховых, зрительных, сенсорных датчиков. Допускается бесконтактная передача из мозга в мозг, поиск любой информации без дополнительных устройств. Нейрокомпьютерный интерфейс открывает широкие перспективы людям с ограниченными возможностями здоровья по управлению своим телом.
Всемогущий интернет
С помощью мировой сети сегодня можно обмениваться текстовой информацией, фото и видео, оплачивать услуги, совершать покупки, отслеживать события.
Связь обеспечивают 60 спутников на орбите Земли. В ближайшем будущем планируется увеличить их количество до 12 тысяч! Благодаря реализации амбициозного проекта станет доступным интернет-соединение на 85% площади земного шара. Это позволит с помощью датчиков отслеживать точку нахождения любого объекта. Наверняка в 2021 году широко войдет в нашу жизнь 5G, сеть пятого поколения.
Апробация версий уже запущена в России, Южной Корее, Швейцарии. Станет надежнее передача виртуальных данных, возрастет скорость соединений. Беспилотники с солнечными батареями обеспечат скорость интернета в 40 раз превышающую текущую. Компания Google стремительно движется к этой цели. Основная тенденция — переход к беспроводному интернету низкой стоимости.
Удивительное рядом ⇒
Если убрать все межатомное пространство, человечество уместится в кубике сахара
На самом деле больше 99,9999% атома — это пустое пространство. Атом состоит из крошечного плотного ядра, окруженного облаком электронов, которые в пропорциональном отношении занимают большее пространство. Все потому, что электроны движутся волно-образно. Они могут существовать только там, где гребни и впадины волн складываются определенным образом.
Свету потребуется 8 минут 19 секунд, чтобы добраться от Солнца до Земли
Известно, что скорость света — 300 000 километров в секунду. Но даже с такой головокружительной скоростью на то, чтобы преодолеть расстояние между Солнцем и Землей, потребуется время. И 8 минут — это не так уж и много в космических масштабах.
Через 2,3 миллиарда лет на Земле будет слишком жарко, чтобы на ней была возможна жизнь
Наша планета со временем станет бескрайней пустыней, похожей на сегодняшний Марс. Сотни миллионов лет Солнце нагревалось, становилось ярче и горячее и будет продолжать это делать. Где-то через два с лишним миллиарда лет температура станет настолько высокой, что океаны, благодаря которым Земля пригодна для жизни, испарятся. Вся планета превратится в бескрайнюю пустыню. Как предсказывают ученые, в следующие несколько миллиардов лет Солнце превратится в красного гиганта и полностью поглотит Землю.
По материалам интернет-сайтов страницу подготовила Юлия Павлова
В нашем Telegram-канале много интересного, важные и новые события. Наш Instagram. Подписывайтесь!