Седем изобретения, които биха могли да променят света

Когато нямате какво да правите или мислите, че всички открития вече са направени, помислете за следните неща. В нашия свят има списък със задачи, който ще донесе потенциални милиони на пионерите. Не е случайно, че най-добрите умове на човечеството бият върху тях. Да, те се различават значително от грандиозните начинания, които обещават да бъдат развити през следващите десет или повече години, но трябва да знаете: тези седем изобретения могат да променят нашия свят до неузнаваемост..

Електрически самолети

Тесла. Prius. Volt. General Motors. Автомобилната индустрия се развива чрез радикално опазване на околната среда. Думата "зелени технологии" отдавна е престанала да бъде табу. Що се отнася до самолета, в продължение на десетилетия те натрупаха способността да консумират гориво. Какво следва? До 2031 г. въздушният транспорт ще бъде поне два пъти по-голям от този на страните от третия свят. Това увеличение може да отмени всички опити за намаляване на нивата на замърсяващи емисии в околната среда, например в автомобилната индустрия..

Има няколко начина за решаване на този проблем. НАСА се опитва да преработи дизайна на ВС по такъв начин, че да намали разхода на гориво с около 50%. За тази цел в задната част на устройството са разположени специални тихи двигатели в концепцията на серията MIT D. Интелигентната навигационна система ще позволи на самолетите да летят по най-краткия и най-печеливш начин. Ще рационализира дихателните пътища. Самолети, летящи за незначителни разстояния, могат да станат електрически. Словенската компания Pipistrel е разработила електрически самолет за четирима пътници, чийто обхват на полета е два пъти по-голям от обичайния.

„Всички тези технологии са възможни благодарение на развитието, което не можехме дори да мечтаем преди десетилетие,” каза Дейвид Хинтън, заместник-директор на аеронавигационните изследвания в НАСА. Ограничение - небето.

Електрическите самолети вече обещават да прокарат конвенционалните тренировъчни самолети за обучение. Aero Electric Aircraft Corporation планира да подготви напълно двукомпонентен Sun Flyer до лятото. Слънчевите панели на крилата ще осигурят на самолета допълнително електричество, а ако го оставите за няколко дни на слънце, то ще бъде напълно заредено..

наномашини

Хари Грей знае какви са електроните. През 1982 г. химик от Калифорнийския технологичен институт откри, че електроните създават "тунел" - преминават през дълга верига от молекули - през протеини. Тази техника е подобна на оживения дъх на живота. Това е начинът, по който живата материя превръща енергията в нещо, което може да се използва, започвайки с растения, които затварят енергията на слънчевите лъчи в клетките си и завършват с форми на ежедневие, които изгарят глюкозата в организмите. Това става възможно с молекула, наречена металопротеин, която комбинира гъвкави протеини със способността на металите да катализират химичните реакции..

Когато Грей разбра това, той вече беше изучавал реда на слънчевата енергия. Той осъзна, че ако искате да развиете енергиен генератор с постоянно обновявани ресурси, който работи почти безкрайно, ще трябва да вземете система, изградена върху металопротеини, като фотосинтезата. Но това няма да проработи. Биоинженерингът е твърде крехък и неефективен и всяка система трябва да бъде създадена отново след няколко минути работа..

Ако искате молекулна машина, която е ефективна и надеждна, казва Грей, трябва да го направите сами. Заедно с колегите си, ученият смята, че микроскопичните батерии с метални оксиди в единия край и силиций от другата ще работят като металопротеинови структури в растителните мембрани. Металните оксиди ще абсорбират светлина със синя дължина на вълната и ще използват енергията за обработка на морската вода в кислород и протони, а силиций ще абсорбира светлина с червена дължина на вълната и комбинира протони с електрони. Протон и електрон са водород. Може да се използва като гориво. С прости думи, това е свободен водород от слънчева светлина.

"Цялата същност на нашата работа се състои в това, че молекулите ще бъдат създадени от много устойчиви материали и за разлика от растителните клетки, ще работят дълго време".

И, знаете, работи добре. Такива водни сепаратори работят десет пъти по-ефективно от естествената фотосинтеза, въпреки че трябва да изминат още десетилетия, преди да намерят по-ефективен начин за производство на кислород (използваните в тях екзотични метали са скъпи и токсични). Грей остава оптимист:

"Природата трябваше да направи нещо, което може да живее. Всичко, което трябва да направим, е да направим гориво." Е, може би, спаси планетата.

Нанотехнологиите обещават да бъдат панацея за всички болести. Но те имат редица проблеми, които все още не са решени: включително липсата на ефективни микромотори.

Вездесъщ интернет

Всички ние имаме недостижима мечта, в която всички ще имаме достъп до мрежата от всяка точка на света с всякаква скорост. Броят на смартфоните и таблетите се увеличава, но качеството на комуникацията не е. И сега говорим за страни, в които 4G работи. Ограничаването на достъпа не е просто раздразнение, а смъртоносна заплаха за иновациите. До 2020 г. се смята, че безжичната технология е на стойност 4,5 трилиона долара. Но техният растеж зависи от способността ни да се разширяваме.

Лесно достъпният Wi-Fi може да реши този проблем. Доставчиците и телефонните компании вече са започнали да намират малки Wi-Fi точки за достъп в гъсто населени места. Но тези компании нямат стимули да изградят масивна инфраструктура, която да покрие целия свят..

Имаше една компания, която предлагаше невероятно смело решение - Wi-Fi антена под формата на аерозолен прах. Chamtech Enterprises е разработила течност с един милион нанокапацитори, които, когато се пръскат на повърхността, ще могат да вземат сигнала по-добре от обикновен метален прът. С използването на тази технология е възможно да се създаде евтина мрежа от широколентови Wi-Fi точки за достъп. Антените могат да бъдат боядисани върху всякаква повърхност..

Проекти като Project Loon могат да предоставят на целия свят или поне на развиващите се страни Wi-Fi мрежа, но съдейки по всички данни, инженерите на Google изоставят тази идея - балоните не живеят на височина за много дълго време. SpaceX, Virgin Galactic и OneWeb също планират да разположат космическия интернет: да поставят спътници в ниска земна орбита, което всъщност ще осигури на хората високоскоростен Wi-Fi интернет.

Пустини - генератори на енергия

На думата „Сахара“ веднага си представяме суха и мъртва пустиня. Мислете за това като за почти неизчерпаем източник на чиста енергия. В шест слънчеви дни тази пустиня поглъща повече енергия, отколкото човечеството консумира за една година. Не е изненадващо, че политиците, учените и икономистите имат планове за Сахара. Така нареченият Desertec ще включва стотици квадратни километри вятърни и слънчеви електроцентрали във всички пустини на света. Първо, те искат да пренасят слънчева енергия от Северна Африка към Европа. Приблизително хиляда квадратни километра в Северна Африка ще покрият 20% от енергийните нужди на европейците до 2050 година. Всичко, което трябва да разберете е, че концепцията на Desertec е готова. И както в случая с всеки голям инфраструктурен обект, единственият проблем е политиката. Северноафриканските лидери виждат Desertec като работодател, но ОАЕ държи инвеститорите под съмнение, защото не знаят колко стабилен е регионът в дългосрочен план..

90% от населението на света абсолютно не се интересува от пустинни земи. Китайските градове могат да получат енергия от Гоби. Южна Америка - от Атакама. Където има светлина, има надежда. Константин Е. Tsiolkovsky също пише за възможното използване на пустини за целогодишно отглеждане на зърнени култури. Смята се, че времето ще премине и тези идеи със сигурност ще се окажат в действителност..

Цифрови обективи

Смартфоните ни предоставиха постоянен контакт със световната информация. Но всъщност този контакт изисква от нас да погледнем надолу към дисплея на устройството, без да гледаме нагоре или да се оглеждаме. Как можем да получим тази информация, без да рискуваме живота си, докато пресичаме пътя и губим приятели? Очилата са допълнени с реалността Google Glass изглежда глупаво и не е ясно за какво са предназначени. Мрежите за виртуална реалност Oculus Rift, Samsung Gear VR, Project Morpheus са твърде тежки и създават допълнителни неудобства. Идеалното решение би било лещите, за предпочитане постоянни.

Съучредителите на Google започнаха да говорят за директен контакт с мозъка през 2002 година. Оттогава успяхме да видим и заровим прототипа на Google Glass, очила, които отразяват информация за дисплеи, видими само за собственика. Бабак Парвиз, основател на Project Glass и професор във Вашингтонския университет, се опитва да направи крачка напред. Той предложи дългосрочен план, според който целият свят на информационната сфера ще се фокусира не върху обемисти очила, а върху контактни лещи. С използването на антени не повече от човешка коса, лещите ще могат да допълват реалността и ще намалят нуждата от дисплеи на смартфони, компютри и телевизори..

„Единственото нещо, което ще покаже, е да се проектират модели на ретината ви”, казва Парвиз. "Така че, ако имате тези лещи, никога повече няма да имате нужда от дисплеи." В допълнение, лещите могат да бъдат постоянен здравен монитор, който анализира клетките в окото..

Мина много време от това изявление на Parviz, но идеята не се осъществи и Google Glass стъкла бяха поставени на рафта. Ето защо, ако искате да спасите човечеството от неудобни фактори, ще трябва да направите нещо..

Уловете и унищожете астероида

Филмът "Армагедон" отвори очите ни за две неща. Първо, ние сме напълно неподготвени за появата на астероид, който заплашва да се блъсне в нашата синя топка. Второ, нямаме правилния инструмент за работа..

„Брус Уилис е допринесъл значително за отбраната на планетата“, казва Бонг Уи, директор на изследователския център за отклоняване на астероидите в Айова..

"Армагедон" допринася за популяризирането на теорията за подземните експлозии. А Ву има ракета - Hyper-Velocity Asteroid Intercept Vehicle - която ще помогне, ако това е така. Извън това е кинетична ракета. Отвътре - ядрена експлозия. Кинетичната част ухапва в скалата и бомбата носи всичко в ада на малки парчета. НАСА хареса тази ракета толкова много, че агенцията отпусна 100 000 долара за развитие. HAIV поставя бомба в астероида, която увеличава силата на експлозията двадесет пъти. Планираме да тестваме системата през 2020 година.

"Това ще струва 500 милиона долара, но това е пени в сравнение със смъртта на цивилизацията, ако един астероид ни постави в прах".

Е, 50 милиона по-евтино от сглобения "Армагедон" в света.

Унищожаването на един астероид обаче е едно, но улавянето му с цел обработка, проучване или за използване като котва за космически асансьор е съвсем различно. Нарушаването не е строеж. Един малък астероид може да даде на Земята тонове минерали, може би дори златни и редкоземни метали, които ние сме изключително лишени.

Диамантени небостъргачи

Диамантът е един от най-трайните материали във Вселената. Той е много прозрачен, химически инертен и перфектно провежда топлината. И направени от най-често срещания елемент - въглерод. Диамантът е просто въглероден кристал. И това е изключително полезно в много области, от микроелектрониката до водоснабдяването. За съжаление, големите диаманти са изключително редки. Но просто си представете какво би било, ако станат широко разпространени като стъкло..

Стивън Бейтс вярва, че това е възможно. 64-годишният учен работил в Принстън и НАСА, прекарал няколко години в General Motors, където създал прозрачен бутален двигател, използващ сапфир, което позволило буквално да види потока пламъци и газове зад стъкло. Този сапфирен двигател накара Бейтс да мисли за диаманти.

"Всичко, което можеш да направиш от сапфир, ще бъде много по-добре, ако можеш да го направиш от диамант".

След като е потопен в изследванията за синтеза на кристали в тънки филми, използвайки процес, наречен отлагане на пари, Бейтс патентова методът за възпроизвеждане на диамант по същия начин. Концепцията е проста: засадете диамантено зърно, сравнително евтин индустриален продукт, във форма с фулеренови пари C60 - представете си футболна топка с фасети, образувани от 60 въглеродни атома. След това издухайте с лазерен лъч. Фулеренът се разлага и въглеродът кондензира между диамантените частици, като ефективно ги слива в относително твърда маса..

Дори ако методът е технически и икономически осъществим, материалът ще бъде порест. Никой не знае какви свойства имат порестите диаманти. Първата стъпка за Бейтс ще бъде да купи лазер за $ 100,000. Но какво, ако работи? Представете си диамантена основа за вашия дом, диамантени кости със счупени крака, диамантени детайли за самолети и космически кораби. Просто не мисля, че животът в диамантена къща ще бъде хубаво - това място ще бъде достатъчно хладно, защото стените ще провеждат топлина с гръм и трясък..

Ако поне една от тези идеи ви вдъхнови да работите - потърсете го. Качественото изпълнение на поне една от поставените задачи определено ще ви направи милионер, а това е поне.