A tudomány mai állása – november 10. 9:00

Ezen a héten is jelentkezik tudományos, ismeretterjesztő műsorunk!

A tartalomból:

1. https://raketa.hu/aluminiumbol-keszul-a-nasa-legujabb-hajtomufuvokaja

Alumíniumból készül a NASA új hajtóműfúvókája

Speciális alumíniumötvözetből készül a NASA hajtóműfúvókája, így az újfajta anyaghasználattal a korábbinál könnyebb, de mégis ellenálló alkatrészt tudnak megépíteni. A projekt keretében kifejlesztett ötvözet, a könnyű struktúrája mellett még két nagy előnnyel rendelkezik: jól tolerálja az extrém hőséget és lehetséges 3D-nyomtatással formázni, amivel leegyszerűsíthető a gyártási folyamat. Az alumíniumvariációt a gyártó szerint sokféle célra lehet jól alkalmazni az ellenállóképessége, ereje és hővezetőképessége miatt. Hagyományos gyártási módszerekkel a fúvóka ezer, önállóan kapcsolódó részt igényel. Az új fúvóka egyetlen darabból épül fel, sokkal kevesebb kapcsolódási ponttal és jelentősen csökkentett gyártási idővel. Az alkatrész két prototípusát már tesztelték is a nyár folyamán. A későbbiekben a mélyűri utazások során a minél könnyebb szerkezetű rakéták nagy előnyt jelenthetnek az űrügynökségek számára, mivel a kisebb súly kevesebb üzemanyaghasználatot vagy nagyobb szállítási kapacitást tesz lehetővé. A marsi missziók kritikus fontosságúak a NASA számára és a 3D-nyomtatás, valamint az újfajta anyaghasználat nagy szerepet kaphat a küldetés sikerében.

2. https://raketa.hu/az-elo-festekkel-konnyen-lehetne-oxigent-termelni-a-marson

CO2-t nyel el és oxigént bocsát ki a biobevonat

Kifejlesztettek tudósok egy biobevonatot, a Zöld Élő Festéket, amely sivatagban élő baktériumot tartalmaz, lehetővé téve az emberi telepek létrehozását a Marson, nem mellesleg pedig a földi környezeti kihívásokra is megoldást jelenthet. Ez a baktérium gyenge fényviszonyok között is képes a fotoszintézisre: tehát elnyeli a CO2-t és oxigént bocsát ki. A mechanikailag robusztus, használatra kész biobevonatok, vagy ”élő festékek” segíthetnek megfelelni ezeknek a kihívásoknak azáltal, hogy csökkentik a vízfogyasztást a jellemzően vízigényes bioreaktor alapú folyamatokban. Mivel a baktérium jól bírja a szélsőséges körülményeket, ezért ennyire ígéretes jelölt a kolóniák oxigén ellátására. Bár önmagában a biobevonat nem tudja egy marsi élőhely teljes oxigénigényét kielégíteni, de a segítségével jelentősen csökkenthető a külsőleg a planétára szállított oxigén mennyisége.

3. https://www.origo.hu/tudomany/20231017-eddig-ismeretlen-anyagot-talalt-kina-dusgazdagga-teheti-az-orszagot.html

Újfajta érctípust talált Kína

Kínai tudósok eddig ismeretlen érctípust fedeztek fel, amely egy szupravezető tulajdonságai miatt rendkívül keresett ritkaföldfémet tartalmaz. Az érc nióbiumból, báriumból, titánból, vasból és kloridból áll. A nióbium egy világosszürke fém, főként acélgyártásban alkalmazzák; képes úgy erősíteni a vasat, hogy közben nem növeli az anyag súlyát. A nióbiumot más ötvözetek előállításához is használják, de megtalálható a részecskegyorsítókban és más fejlett tudományos berendezésekben is, mivel alacsony hőmérsékleten szupravezetőként viselkedik. A lelőhelyet egy belső-mongóliai városnál található érclelőhelyen találták meg október elején. A barnás-fekete érc a 17. új típus, amelyet itt fedeztek fel és egyike a régióban talált 150 új ásványnak. A felfedezés azért különösen szerencsés Kína számára, mert az ázsiai ország jelenleg a nióbium 95 százalékát importálja. A nióbium mennyiségétől és minőségétől függően Kína önellátóvá válhat. Jelenleg a világ legnagyobb ritkaföldfém-termelője Brazília, Kanada pedig a második helyen áll.

4. https://raketa.hu/negyven-ev-utan-leallitjak-a-vilag-legnagyobb-tokamakjat

Negyven év után leállítják a világ legnagyobb tokamakját

Végéhez ér a Nagy-Britanniában található tokamak küldetése: jövőre elkezdik a leszerelési folyamatot, ami várhatóan 2040-ig tart majd. A tokamakban végeztek először deutériumot és tríciumot is tartalmazó üzemanyaggal kísérleteket és számos más elsőség is kötődik a berendezéshez, amely tesztelési célokat szolgál: az itt zajló fúziós kísérletek jelentik az alapját és első megvalósulását többek között azoknak a munkának is, amelyeket nagyobb méretekben fognak majd kivitelezni. A tokamak létrehozásának célja az volt, hogy segítségével tanulmányozhassák a fúziós jelenségeket, az extrém körülményeknek a különféle anyagokra gyakorolt hatását, az üzemanyagok (deutérium és trícium) reakcióit és ezáltal előkészítsék a terepet más fúziós reaktorok építése előtt. A tokamakot 1978-ban kezdték el építeni és az első plazma begyújtására 1983. júniusában került sor, azóta pedig sorra születnek a tokamakban végzett kísérletek során azok a jelentős eredmények, amelyek egyedülállónak számítanak a fúziós energia-kutatások terén. A berendezésben a leendő fúziós reaktoroktól eltérő módon valósul meg a fúzió, mivel nem tartósan, hanem rövid pulzusok formájában hozzák létre a plazmát és egy-egy ilyen pulzus csak körülbelül 40 másodpercig tart. A tokamak negyven éves működése alatt több mint 100 000 ilyen pulzust hoztak létre. Az utolsó, most ősszel zajló deutérium-trícium kísérletek nemrégiben fejeződtek be és ezzel lezárult egy korszak a berendezés történetében: a tokamakot nem fogják több kutatáshoz használni, jövőre elkezdődik a leszerelése. A kísérletsorozat három fázisa során a vizsgálatok sok új adatot biztosítottak a plazmatudományok, anyagtudományok és a neutronikai kutatások terén, többek között a becsapódó neutronok elektronikai komponensek és adatgyűjtő rendszereket érő hatásával és a tokamakfalak tríciumtartalmát mérő új diagnosztikai eljárásokkal kapcsolatban. Az adatok feldolgozása még sokáig folytatódik, de a berendezéstől való búcsúzásra már 2024 elején sor kerül. A brit kormány azonban saját fúziós energia projektet is készül indítani, méghozzá az első kereskedelmi, hasznosítható energiát előállító reaktort már 2040-re tervezik működésbe helyezni.

5. https://index.hu/techtud/2023/10/26/ibm-northpole-analog-digitalis-mesterseges-intelligencia-mikroprocesszor-forradalmi-nvidia-energiatakarekos-moore/

Forradalmasítja a mesterséges intelligenciát az új chip

Hatalmas ugrást jelenthet a mesterséges intelligencia számára az a mérnökök által kifejlesztett chip, amelynek számítási teljesítménye minden tesztben magasan veri a piacon jelenleg elérhető hardvereket. Az eszköz azonban nem emiatt forradalmi, hanem mert rettentően hatékony: 96 százalékkal kevesebb energiát igényel. Ez pedig nagyon jelentős előrelépés, ha tudjuk, hogy a kortárs mesterséges intelligenciaként ismert nyelvi modellek szédületesen energiaéhesek. A ChatGPT például a kutatók szerint 1 gigawattórát fogyaszt naponta. A természetes intelligencia által használt hardver, az agy ehhez képest nagyon energiatakarékos. A probléma egyik oka, hogy a mesterséges intelligenciák jelenleg grafikus processzorok tízezreiből épített adatközpontokon futnak, ugyanakkor számítási ciklusonként 10-15-ször annyi energiát fogyasztanak, mint egy processzor, melynek feladata a különböző parancsok feldolgozása bináris numerikus műveletek alapján. A probléma tehát nem pusztán a költségekről és az energetikai infrastruktúrákról, hanem a technikai fejlődésről szól. A technikai kihívás lényege, hogy az agy analóg, a számítógép pedig digitális. Léteznek analóg számítógépek és chipek is, leginkább ezek alkalmasak az agy működésének hatékony utánzására, de megvannak a saját korlátaik, például a zajszűrés terén. Az új chipben 22 milliárd tranzisztor található 256 magban, amelyek az agyban dolgozó idegsejtekhez hasonlóan osztják el egymás között a feladatokat és igazából itt nem a tranzisztorok jelentik az igazi újítást, hanem a neurálisháló-alapú feladatmegosztás, ami az agyi információfeldolgozást leíró elméletei munkáján alapul. A magok saját memóriájukkal helyben oldanak meg feladatokat, de közben hozzáférhetnek a központi memóriához is. A chip által képviselt megoldásban még sok technikai tartalék van. Az előrejelzések szerint a következő generációkban kétmilliárd tranzisztor kerülhet egyetlen négyzetmilliméterre – egy ilyen chip már önmagában képes lesz nagyobb algoritmusokat futtatni, de ez már nem pusztán a tranzisztorok számán múlik.

6. https://index.hu/techtud/2023/10/23/aramforras-energia-csirke-toll-fenntarthatosag-tudomany-kutatas/

Környezetvédelmi megoldás a csirketoll felhasználására

Komoly társadalmi problémára találtak megoldást kutatók. Az élelmiszergyártásban hatalmas mennyiségű hulladék képződik mindennap, amely alól a húsipar sem kivétel. A feldolgozott csirkék után éves szinten mintegy negyventonnányi csirketoll marad, amit eddig rendre elégettek. Az efféle folyamatok nem csupán az alapvető légszennyezéshez, a napi szén-dioxid-kibocsátáshoz járulnak hozzá, hanem kén-dioxidot, nagy mennyiségű toxinokat is a légtérbe juttatnak. Új kutatásukban a tudósok speciális sejtmembránokat hoztak létre, amelyekkel hidrogénből és oxigénből szén-dioxid-mentesen képesek áramot előállítani, miközben csupán hőt és vizet szabadítanak fel. Egy ilyen típusú folyamat fenntartható energiaforrásként fontos szerepet játszhat a jövőben. A kidolgozott folyamatban egy egyszerű, környezetbarát eljárással kivonják a keratinfehérjét a tollakból és ultrafinom rostokká alakítják őket. Így képesek féligáteresztő sejtmembránokat létrehozni, amelyek lehetővé teszik a protonok áthaladását, az elektronokét azonban blokkolják. Az új kutatásban nem csupán a mérgező anyagokat képesek helyettesíteni vele, hanem mérséklődhet is a szén-dioxid-kibocsátás, ezzel a teljes szénlábnyomfolyamatot csökkentve.

7. https://ng.24.hu/tudomany/2023/10/26/hordozhato-ujratoltheto-szodas-flakon/

Hordozható, újratölthető szódás flakon

Nagyon sokan szeretik a szódát, vagy a szénsavas ásványvizet, a buborékok frissítő hatása miatt, egy új svájci találmány azoknak kínál környezetbarát megoldást, akik e csoportba tartoznak és szeretnének bárhol, bármikor szódát inni. Arra rengeteg megoldás van, hogy miként vihetünk magunkkal otthonról csapvizet, de a szódával ezt eddig el se lehetett képzelni. A svájci kutatók, akik maguk is szódarajongók, emiatt fejlesztették ki az újratölthető szódás rendszert. A fejlesztett termékük fenntartható, piaci rést fed le és igen praktikus. A formatervezett 6 decis flakon aljába építették be a szén-dioxid tartályt, amelyből 10 flakon szóda készíthető gombnyomásra. A gáz, ha kifogy, otthon pótolható egy erre a célra készített állomáson, amelybe a más készülékekhez kapható szén-dioxid tartályt lehet csatlakoztatni, a víz, csapról bárhol utánatölthető. A szakemberek igyekeznek mindent a lehető legkörnyezetbarátabb módon előállítani, például a készüléket helyben gyártatják, illetve forgalmazzák is majd. A következő terveikben az szerepel, hogy ugyanilyen megoldásban egy kívánság szerint ízesített szódát előállító palackot készítsenek, illetve olyan formát is, amely speciális vízszűrője segítségével ott is megoldást jelent, ahol nincs egészséges csapvíz.

8. https://index.hu/techtud/2023/10/27/rfid-cimke-kornyezetvedelem-chip/

Chip nélküli, papíralapú árucímkék a környezetvédelem jegyében

Londoni egyetemisták kidolgozták az árucímkék chip nélküli, kizárólag papírból készült változatát. A hagyományos, automatikus azonosításhoz és adatközléshez használt technológiát a termékekhez rögzítenek és leginkább a ruházati boltokban használják. Az ilyen típusú címkék számos kereskedelmi üzletben a vonalkódokat váltották fel. A papíralapú címke gyártója szerint azonban az ilyen típusú címkék, amelyekből évente 18 milliárdot gyártanak, túlméretezettek. Az eszközök a papír, a fém és a szilícium keveréke miatt nem hasznosíthatók újra és általában a hulladéklerakókban végzik. Ezzel szemben a cég alternatív konstrukciója a papíron kívül más anyagot nem igényel. A vállalat egyszerűen lézerrel jelöl egy áramkört a felületére, a lézer beállításait úgy hangolja, hogy ne vágja vagy égesse meg a papírt, hanem változtassa meg annak kémiai összetételét, hogy az vezetőképessé váljon. A gyártó szerint a fém- és szilíciumkomponensek szükségességének kiküszöbölésével jelentősen csökken a vonalkód-címkék gyártásának környezeti lábnyoma. A cég becslése szerint a címkék 70 százalékkal csökkentik a szén-dioxid kibocsátását a hagyományos címkékhez képest. A chip nélküli címke magának az áramkörnek a geometriai mintázatát használja az információ továbbítására. A vállalat koncepcióterveiben koncentrikus körökből álló labirintusszerű mintázatról van szó. Ez a mechanizmus hasonlít a vonalkódokhoz és a QR-kódokhoz abban az értelemben, hogy az információ geometriai kódolásra kerül, de nem kell vizuálisan beolvasni. Eddig a papírcímke átment az első tesztelési körön, ahol a technológia teljesítménye megegyezett egy rézalapú címke teljesítményével. A vállalat most tovább fogja tesztelni a terméket, megvizsgálva annak eltarthatóságát, tartósságát és azt, hogy a környezeti tényezők befolyásolják-e.

9. https://index.hu/tech/2023/10/24/kina-repulo-taxi-high-tech-polgari-legugyi-hatosag-robotaxi-evtol-pilota-nelkul/

Kínában is indulnak a robotaxik

Megérkezik Kínába is a robotaxi, az utasok szállítására szolgáló elektromos repülőgép. Egyre több vállalat dönt úgy, hogy beruházásait az elektromos, függőlegesen fel- és leszálló légi járműre összpontosítja. A londoni és a San Franciscó-i kísérletek után most Kína is csatlakozik azokhoz a nemzetekhez, amelyek nagy hangsúlyt fektetnek az ilyen típusú szolgáltatásokra. Kína első robotaxija teljesen automatizált, elektromos személyszállító repülőgép. Legfeljebb két személyt szállíthat majd, hatótávolsága pedig 30 kilométer. Végsebessége 100 kilométer per óra, míg az utas- és teherszállítási kapacitása 300 kilogramm. A vállalat célja, hogy a robotaxikat turisztikai célokra használja. Jelenleg azonban még nincs hivatalos időpont a kereskedelmi üzemelés megkezdésére.

10. https://www.origo.hu/tudomany/20231024-fekete-lyuk.html

Kristályokkal hajlítható a fény

Képes meghajlítani a fényt egy új kristály úgy, ahogyan egy fekete lyuk: a fényt a szokásos egyenes útjáról eltéríti. Ez az úgynevezett pszeudogravitáció felhasználható a 6G kommunikációs technológiában. Mivel a kristály azt utánozza, hogy mi történik, amikor a fény fekete lyukak és más ultrasűrű űrobjektumok mellett halad el, az új technika a kvantumgravitáció tanulmányozására is használható. A kvantumgravitáció-elmélet egyesítené a kvantummechanikát és Einstein relativitáselméletét. A relativitáselmélet szerint a fényre és más elektromágneses hullámokra hatással vannak a gravitációs erők. Ez az úgynevezett gravitációs lencsézés és a csillagászok ezzel tanulmányozzák a masszív űrobjektumokat, mint amilyenek például a kvazárok. Egy ilyen hatást laboratóriumi környezetben nehéz létrehozni, mivel óriási tömegre van ehhez szükség, de a tudósok régóta gyanítják, hogy a jelenséget utánozni tudnák kristályos anyagokkal. Japán kutatók fotonikus kristályokat használtak ehhez a kísérlethez, amik úgynevezett két vagy több elrendeződésű kristályok, melyek rácsszerű mintázatba rendeződnek és képesek lelassítani a fényt, amikor az keresztülhalad rajtuk. A csapat fokozatosan eltorzította ezeket a kristályokat, szétszakítva a kristályrácsot, aztán fénysugarakkal világítottak át a kristályokon és azt tapasztalták, hogy elhajlanak. A fény ily módon való manipulálása potenciális ösvény lehet a következő generációs kommunikációs technológiák számára, amik az információt terahertz tartományban, vagy 100 gigahertz felett kívánják továbbítani. Elméleti síkon a felfedezések azt mutatják, hogy a fotonikus kristályok hasznosíthatják a gravitációs hatásokat, új utakat nyitva a graviton fizika területén belül. A graviton az a hipotetikus kvantum részecske, ami a gravitációs erőt közvetíti. A kutatók úgy vélik, hogy a fény kreatív manipulációjával elérhetik ezeket a tartományokat. Az új anyagnak a kutatásban is lehetnek alkalmazási területei.

11. https://ng.24.hu/tudomany/2023/10/23/napi-par-emelet-a-sziv-es-errendszer-egeszsegeert/

Hatékony a lépcsőzés egészségünk megőrzésére

Egy kutatási eredmény szerint, napi pár emelet lépcsőzés különösen jó hatású a szív- és érrendszer egészségére. 458 ezer felnőttet vizsgáltak át, amelyben több éves eltéréssel felvett adatok tanúskodtak többek közt a mozgásról, illetve a szív- és érrendszer egészségéről is. Összefüggéseket kerestek a testmozgás és az olyan betegségek közt, amelyek érelmeszesedéshez köthetőek. Az eredmények szerint azoknak, akik legalább napi 5 lépcsőfordulót megmásztak, átlag 20 százalékkal csökkent a szív- és érrendszeri betegségek kockázata, még akkor is, ha egyébként pl. örökletes vagy egyéb hajlamuk volt e betegségekre. Akik pedig egy ideig lépcsőztek, de abbahagyták, a kockázatuk 32 százalékkal nőtt, a sosem lépcsőzőkéhez képest. A lépcsőzés olcsó testmozgás lehetőségét kínálja bárki számára és könnyen beépíthető a napi rutinba. A kutatás bizonyítékkal szolgál arra, hogy a lépcsőzés milyen hatékonyan véd a szív- és érrendszeri betegségektől, különösen azoknál, akik több kockázati tényezőt is magukénak tudhatnak. Az eredmények a népesség számára általánosan használható megelőző módszerről tanúskodnak.

12. https://www.okosipar.hu/bemutattak-a-vilag-elso-miniatur-reszecskegyorsitojat/

https://scitechdaily.com/accelerating-the-future-worlds-first-miniature-particle-accelerator-unveiled/

Sikerrel tesztelték a világ első miniatűr részecskegyorsítóját

Bemutatták a nanofotonikus elektrongyorsítókat, amelyek akkorák, mint egy számítógépes chip és lézereket használnak az elektronok felgyorsítására. A kutatócsapat a világon először demonstrált működés közben egy nanofotonikus elektrongyorsítót. Amikor az emberek meghallják, hogy részecskegyorsító, akkor a legkevésbé sem egy apró eszközre gondolnak, hanem egy monumentális hadronütköztetőre. A kutatók erőfeszítéseinek hála olyan apró szerkezetben is végrehajtható elektrongyorsítás, ami csupán 0,5 milliméter hosszú, míg a csatorna, amelyen a részecskék áthaladnak, csupán 225 nanométer széles. Ezzel a technikával már nemcsak az elektronok vezetése, hanem azok gyorsítása is sikerült nanoméretű szerkezetekben. Az új cél az, hogy az energia és az elektronáram nyereségét akkora mértékben növeljék, amivel egy chipre épített részecskegyorsító is elegendő, forradalmi orvosi alkalmazások, valamint ipari és kutatás-fejlesztési területeken való kifejlesztéséhez.

Ez az oldal az Akismet szolgáltatást használja a spam csökkentésére. Ismerje meg a hozzászólás adatainak feldolgozását .