|
Изобретения, которые могли бы изменить мир до неузнаваемости
|
|
|
|
Всякий раз, когда вам нечем заняться или вы думаете о том, что все открытия уже сделаны, подумайте о следующих вещах. В нашем мире есть список дел, выполнение которых принесло бы потенциальные миллионы первопроходцам. Неслучайно над ними бьются лучшие умы человечества. Да, они существенно отличаются от грандиозных затей, которые обещают получить развитие в ближайшие десять или больше лет, но вам стоит знать: эти семь изобретений могли бы изменить наш мир до неузнаваемости.
|
 |
|
Электрические самолеты
|
|
|
|
Tesla. Prius. Volt. General Motors. Автомобильная промышленность развивается путем радикального сохранения окружающей среды. Слово «зеленые технологии» давно перестало быть табуированным. Что касается самолетов, то десятилетиями они накапливали способность к потреблению топлива. Что дальше? К 2031 году воздушных перелетов станет минимум в два раза больше, по мере того как страны третьего мира будут развиваться. Этот рост может свести на нет любые попытки снизить уровень выброса загрязняющих веществ в окружающую среду, например, в автомобильной отрасли.
|
|
|
|
Есть несколько способов решения этой проблемы. NASA пытается переделать дизайн самолетов таким образом, чтобы сократить потребление топлива примерно на 50%. Для этого особые тихие двигатели в концепте серии MIT D расположены в задней части аппарата. Умная система навигации позволит самолетам лететь по наиболее короткой и выгодной схеме. Упорядочит воздушные пути. А самолеты, летящие на незначительные расстояния, вполне могут стать электрическими. Словенская фирма Pipistrel разработала электросамолет на четырех пассажиров, дальность полета которого в два раза превышает привычную.
|
|
|
|
«Все эти технологии возможны благодаря разработкам, о которых десять лет назад не могли и мечтать», — говорит Дэвид Хинтон, заместитель директора по авиационным исследованиям в NASA. Ограничение — небо.
|
|
|
|
Электрические самолеты уже обещают вытолкнуть обычные тренировочные самолеты для обучения. Корпорация Aero Electric Aircraft Corporation планирует подготовить двухместный полностью электрический Sun Flyer уже к лету. Солнечные батареи на крыльях обеспечат самолет дополнительной электроэнергией, и если оставить его на пару дней на солнышке, он будет полностью заряжен.
|
|
|
|
Наномашины
|
|
|
|
Гарри Грей знает, что такое электроны. В 1982 году химик из Калифорнийского технологического института обнаружил, что электроны создают «туннель» — проходят через длинную цепь молекул — через белки. Этот прием похож на анимированное дыхание жизни. Это то, как живые вещества конвертируют энергию в нечто, что смогут использовать, начиная растениями, которые запирают энергию солнечных лучей в своих клетках, и заканчивая повседневными формами жизни, которые сжигают глюкозу в организмах, чтобы жить. Это становится возможным с молекулой под названием металлопротеин, которая сочетает в себе гибкие белки с возможностью металлов катализировать химические реакции.
|
|
|
|
Когда Грей обнаружил это, он уже порядком изучил солнечную энергетику. Он понял, что если вы хотите разработать генератор энергии с постоянно обновляемыми ресурсами, работающий практически бесконечно, вам придется взять систему, построенную на металлопротеинах, наподобие фотосинтеза. Но работать она не будет. Биоинженерия слишком хрупкая и неэффективная, и любая система должна создаваться заново после нескольких минут работы.
|
|
|
|
Если вы хотите молекулярную машину, которая будет эффективной и надежной, говорит Грей, вам придется сделать ее самому. Вместе с коллегами ученый полагает, что микроскопические батареи с оксидами металлов на одном конце и кремнием на другом будут работать как металлопротеиновые структуры в мембранах растений. Оксиды металлов будут поглощать свет с синей длиной волны и использовать энергию для переработки морской воды на кислород и протоны, а кремний будет поглощать свет с красной длиной волны и объединять протоны с электронами. Протон и электрон — это водород. Его можно использовать в качестве топлива. Простыми словами, это бесплатный водород из солнечного света.
|
|
|
|
«Вся суть нашей работы заключена в том, что молекулы будут созданы из очень стойких материалов и, в отличие от клеток растений, будут работать долго».
|
|
|
|
И, знаете, это вполне работает. Такие разделители воды работают в десять раз эффективнее, чем натуральный фотосинтез, хоть должны пройти еще десятилетия, прежде чем найдут более эффективный способ выработки кислорода (экзотические металлы, которые используются в них, дорогие и токсичные). Грей остается оптимистом:
|
|
|
|
«Природа должна была сделать что-то, что может жить. Все, что нам остается, — делать топливо». Ну и спасать планету, наверное.
|
|
|
|
Нанотехнологии обещают стать панацеей от всех болезней. Но у них есть ряд пока не решенных проблем: в том числе и отсутствие эффективных микродвигателей.
|
|
|
|
Вездесущий Интернет
|
|
|
|
У всех у нас есть недостижимая мечта, в которой у нас всех будет доступ к Сети из любой точки мира с любой скоростью. Количество смартфонов и планшетов увеличивается, а качество связи — нет. И это мы сейчас говорим о странах, в которых работает 4G. Ограничение доступа — это не просто раздражение, это смертельная угроза для инноваций. К 2020 году, как полагают, беспроводные технологии будут стоит 4,5 триллиона долларов. Но их рост зависит от наших возможностей к расширению.
|
|
|
|
Легкодоступные Wi-Fi могли бы решить эту проблему. Провайдеры и телефонные компании уже начали располагать небольшие хотспоты Wi-Fi в густонаселенных местах. Но стимулов для построения массивной инфраструктуры, которая бы могла охватить весь мир, у этих компаний нет.
|
|
|
|
Нашлась одна компания, которая предложила невероятно смелое решение — Wi-Fi-антенна в виде аэрозольной пыли. Chamtech Enterprises разработала жидкость с миллионом наноконденсаторов, которые, будучи распыленными на поверхности, смогут улавливать сигнал лучше, чем обычный металлический стержень. С применением этой технологии возможно создание недорогой сети широкополосных Wi-Fi-хотспотов. Антенны могут быть нарисованы на любой поверхности.
|
|
|
|
Такие проекты, как Project Loon, могли бы обеспечить сетью Wi-Fi весь мир или хотя бы развивающиеся страны, но судя по всем данным, инженеры Google отказались от этой идеи — воздушные шары не очень долго живут на высоте. SpaceX, Virgin Galactic и OneWeb тоже планируют развернуть космический интернет: вывести на низкую околоземную орбиту спутники, которые будут фактически обеспечивать людей скоростным интернетом по типу Wi-Fi.
|
|
|
|
Пустыни — генераторы энергии
|
|
|
|
|
|
При слове Сахара мы сразу воображаем сухую и мертвую пустыню. Подумайте о ней, как о практически неисчерпаемом источнике чистой энергии. За шесть солнечных дней эта пустыня впитывает больше энергии, чем человечество потребляет за год. Неудивительно, что у политиков, ученых и экономистов есть планы на Сахару. Так называемый Desertec будет включать в себя сотни квадратных километров ветряных и солнечных электростанций на всех пустынях мира. В первую очередь хотят передать солнечную энергию из Северной Африки в Европу. Около тысячи квадратных километров в Северной Африке покроет 20% энергетических нужд европейцев уже к 2050 году. Все, что нужно понять, — это что концепт Desertec уже готов. И, как в случае с любым крупным инфраструктурным объектом, проблемой остается только политика. Северо-африканские лидеры видят в Desertec работодателя, а вот ОАЭ держат инвесторов в сомнениях, поскольку не знают, насколько стабилен регион в долгосрочной перспективе.
|
|
|
|
90% населения Земли абсолютно не интересуют пустынные земли. Китайские города могли бы получать энергию с Гоби. Южная Америка — из Атакамы. Везде, где есть свет, есть надежды. О возможном использовании пустынь для круглогодичного выращивания зерновых писал еще Константин Эдуардович Циолковский. Стоит полагать, пройдет время, и эти идеи обязательно обретут себя в реальности.
|
|
|
|
Цифровые линзы
|
|
|
|
Смартфоны обеспечили нам постоянный контакт с мировой информацией. Но, по сути, этот контакт требует от нас, чтобы мы смотрели вниз, на дисплей устройства, не отрываясь и не глядя по сторонам. Каким образом мы могли бы получать эту информацию, не рискуя жизнью во время перехода через дорогу и не теряя друзей? Очки дополненной реальности Google Glass выглядят по-дурацки, и толком непонятно, для чего они предназначены. Гарнитуры виртуальной реальности Oculus Rift, Samsung Gear VR, Project Morpheus — все они слишком тяжелы и создают дополнительные неудобства. Идеальным решением были бы линзы, желательно постоянные.
|
|
|
|
Соучредители Google заговорили о прямом контакте с мозгом еще в 2002 году. С тех пор мы успели увидеть и похоронить прототип Google Glass, очков, которые отражают информацию на дисплеях, видных только владельцу. Но Бабак Парвиз, основатель Project Glass и по совместительству профессор Вашингтонского университета, пытается заглянуть на шаг вперед. Он предложил долгосрочный план, согласно которому весь мир информационной сферы сосредоточится не на громоздких очках, а на контактных линзах. С использованием антенн не больше человеческого волоса, линзы смогут дополнять реальность и сведут необходимость дисплеев смартфонов, компьютеров, телевизоров на нет.
|
|
|
|
«Единственное, что будут делать дисплеи, — проецировать шаблоны на вашей сетчатке», — говорил Парвиз. — «Поэтому если у вас будут подобные линзы, вам не понадобятся никакие дисплеи никогда больше». Кроме того, линзы могут быть постоянным монитором здоровья, анализирующим клетки вашего глаза.
|
|
|
|
С момента того заявления Парвиза прошло много времени, но идея так и не воплотилась, а очки Google Glass были отложены в долгий ящик. Поэтому если вы захотите избавить человечество от неудобных формфакторов, вам будет чем заняться.
|
|
|
|
Захват и уничтожение астероида
|
|
|
|
Фильм «Армагеддон» раскрыл нам глаза на две вещи. Во-первых, мы совершенно не подготовлены к появлению астероида, который грозит врезаться в наш голубой шарик. Во-вторых, у нас нет подходящего инструмента для работы.
|
|
|
|
«Брюс Уиллис внес существенный вклад в планетарную оборону», — говорит Бонг Уи, директор Исследовательского центра по отклонению астероидов в Айове.
|
|
|
|
«Армагеддон» поспособствовал популяризации теории подземных взрывов. И у Уи есть ракета — Hyper-Velocity Asteroid Intercept Vehicle — которая поможет, если что. Снаружи это кинетическая ракета. Изнутри — ядерный взрыв. Кинетическая часть вгрызается в скалу, а бомба разносит все к чертям на мелкие кусочки. NASA так понравилась эта ракета, что агентство выделило грант в 100 000 долларов на разработки. HAIV заносит бомбу внутрь астероида, что увеличивает силу взрыва в двадцать раз. Уи планирует испытать систему в 2020 году.
|
|
|
|
«Это обойдется в 500 миллионов долларов, но это копейки по сравнению с гибелью цивилизации, если астероид обратит нас в пыль».
|
|
|
|
Ну и на 50 миллионов дешевле, чем собрал «Армагеддон» в мировом прокате.
|
|
|
|
Впрочем, разрушение астероида — это одно, а вот захват его с целью обработки, исследования или для использования в качестве якоря для космического лифта — совершенно другое. Ломать — не строить. Один небольшой астероид мог бы подарить Земле тонны полезных ископаемых, возможно, даже золота и редкоземельных металлов, которых нам крайне не хватает.
|
|
|
|
Небоскребы из алмазов
|
|
|
|
|
|
Алмаз — один из самых прочных материалов во Вселенной. Он весьма прозрачный, химически инертный и отлично проводит тепло. И сделан из наиболее распространенного элемента — углерода. Алмаз — всего лишь углеродный кристалл. И он чрезвычайно полезен во многих областях, от микроэлектроники до водоснабжения. К сожалению, крупные алмазы — чрезвычайная редкость. Но только представьте, что было бы, если бы они стали распространенными, как стекло.
|
|
|
|
Стивен Бейтс считает, что это возможно. 64-летний ученый проработал в Принстоне и в NASA, провел несколько лет в General Motors, где создал прозрачный поршневый двигатель с использованием сапфира, что позволило увидеть поток пламени и газов буквально за стеклом. Этот сапфировый двигатель заставил Бейтса задуматься об алмазах.
|
|
|
|
«Все, что вы можете сделать из сапфира, будет гораздо лучше, если вы сможете сделать это из алмаза».
|
|
|
|
После погружения в исследования по синтезу кристаллов в тонких пленках с помощью процесса, который называется осаждением из паровой фазы, Бейтс запатентовал метод воспроизводства алмазов таким же образом. Концепт прост: посадить алмазное зерно, относительно недорогой промышленный продукт, в форму с парами фуллерена C60 — представьте себе футбольный мяч с гранями, образованными 60 атомами углерода. Потом взорвать все это лазерным лучом. Фуллерен распадается, а углерод конденсируется между алмазными частицами, эффективно сплавляя их в относительно твердую массу.
|
|
|
|
Даже если метод окажется технически и экономически целесообразным, материал будет пористым. Никто не знает, какие свойства у пористых алмазов. Первым шагом для Бейтса будет приобретение лазера за 100 000 долларов. Но что, если сработает? Представьте себе бриллиантовую основу для вашего дома, алмазные кости в сломанных ногах, алмазные детали для самолетов и космических кораблей. Только не думайте, что жить в алмазном доме будет приятно — это место будет достаточно прохладным, поскольку стены будут проводить тепло на ура.
|
|
|
|
Если хоть одна из этих идей вдохновила вас на работу — дерзайте. Качественная реализация хотя бы одной из поставленных задач точно сделает вас миллионером, и это как минимум.
|
|
|
|
http://hi-news.ru/technology/sem-izobretenij-kotorye-mogli-by-izmenit-mir-do-neuznavaemosti.html
|
