Najnowsze mikroroboty mogą wchodzić w interakcje z komórkami nerwowymi, naprawiać je i regenerować. W przyszłości doprowadzi to do nowej terapii dla pacjentów z urazami układu nerwowego. Małe roboty mogą pełnić rolę łączników dla komórek nerwowych, wypełniając luki między dwiema różnymi grupami komórek.

Te mikroskopijne płaty mogą prowadzić do tworzenia bardziej złożonych sieci, co może prowadzić do ich regeneracji. Naukowcy poinformowali o tym w publikacji Science Advances.

Inżynierowie Eun Hae Kim i Hong Soo Choi z Instytutu Nauki i Technologii Daegu Gyeongbuk w Korei Południowej oraz ich koledzy po raz pierwszy przedstawili prostokątne roboty o długości 300 mikrometrów. Cienkie urządzenia poziome mogą wymieniać wiadomości z innymi komórkami i integrować się z istniejącymi strukturami.

Każdy taki robot jest wyposażony w sto komórek nerwowych, a mikrorobot został zaprogramowany do integracji z wysepkami komórek nerwowych i wypełnienia tych luk. Wirujące pola magnetyczne wysłały mikrorobota w kierunku celu. Gdy mikrorobot się zbliżał, naukowcy wykorzystali bardziej stabilne pole magnetyczne, aby ustawić urządzenie między dwiema grupami komórek.

Stworzenie tych łat neuronowych może pomóc naukowcom w lepszym projektowaniu replik złożonych sieci komórek nerwowych w mózgu. Takie systemy mogą również prowadzić do nowych sposobów badania wzrostu komórek nerwowych, a eksperymenty mogą prowadzić do nowych terapii dla osób z uszkodzeniami układu nerwowego.

Badacze odkryli niedawno, że diamenty można przekształcić w metal lub półprzewodnik. Aby to zrobić, wystarczy go zgiąć. To nowe podejście może zostać wykorzystane do stworzenia zaawansowanej elektroniki przyszłości. Osiągnięcie zostało opisane w artykule naukowym opublikowanym w czasopiśmie PNAS.

Wszystko zaczęło się jeszcze w 2018 roku, kiedy to zespół kierowany przez Subra Suresha z Nanyang Technological University w Singapurze wyhodował podobne do gumy diamenty. Cenny materiał w rękach badaczy przybrał postać igieł o średnicy zaledwie 0,3 mikrometra. Igłę można było wygiąć o 9% rozciągając ją bez złamania. Jest to niespotykana dotąd właściwość u diamentów.

Teraz ten sam zespół wraz z kolegami z Massachusetts Institute of Technology oraz Skolkovo Institute of Science and Technology uzyskali kolejny niesamowity wynik. Naukowcy odkryli, że materiał takiej zdeformowanej końcówki można przekształcić się z izolatora w półprzewodnik, a następnie w metal. Należy jednak w tym miejscu nieco zauważyć, że jak dotąd, zostało to wykazane jedynie w symulacjach komputerowych.

To, czy materiał będzie przewodził prąd, zależy od tak zwanej przerwy energetycznej. Jest to energia, którą trzeba przekazać elektronowi w atomie, aby opuścił on okolice swojego rodzimego jądra i udał się w podróż przez kryształ. W przypadku metali przerwa energetyczna wynosi zero. Z tego powodu metale są doskonałymi przewodnikami.

Półprzewodniki przejawiają natomiast przerwę energetyczną nieco powyżej zera, ale niewiele (na przykład krzem ma około 1,2 elektronowolta). Przewodzą one prąd znacznie gorzej niż metale, ale można z nich wykonać różne elementy elektroniczne, w tym przede wszystkim tranzystory. Diament z wartością 5,6 elektronowolta znajduje się na styku półprzewodników i dielektryków (izolatorów). Zwykle nadal jest uważany za izolator, chociaż można go uznać za zły półprzewodnik.

Jednak jego deformacja może zmienić wszystko. Wpływa ona na układ atomów w sieci krystalicznej, a wraz z nim na siły działające na elektrony.  Autorzy nowej pracy po raz pierwszy pokazali, że można radykalnie zmienić właściwości substancji i w ten sposób uczynić z niej półprzewodnik, a nawet metal. Mało tego, ta przemiana jest całkowicie odwracalna a wyprostowana igła odzyskuje normalne właściwości elektryczne.

Przypomnijmy, że fizycy nie tworzyli diamentowych nanoigieł z cennych prawdziwych diamentów. Materiał był rezultatem obróbki węgla. Paradoksalnie, diamentowa elektronika może okazać się stosunkowo niedroga w produkcji. Przy odpowiednim wykorzystaniu tej technologii, z diamentów można byłoby stworzyć: tranzystor, jasną diode LED lub fotokomórkę, która przekształca padające promieniowanie w prąd elektryczny. Wygląda na to, że możemy być u progu nowej rewolucji w zaawansowanych technologiach.

Unia Europejska chce stworzyć Ziemię w wersji cyfrowej. W ramach projektu Destination Earth, powstanie cyfrowy odpowiednik naszej planety, który pozwoli na opracowywanie bardzo dokładnych prognoz pogody, a także na symulowanie atmosfery, oceanu, lądu i kriosfery oraz przewidywanie różnych zjawisk. Projekt naukowy jest także elementem wyścigu światowych mocarstw w zakresie superkomputerów.

Destination Earth będzie skupiał się przede wszystkim na klimacie oraz zachodzących w nim zmianach i pozwoli przewidzieć wpływ różnych decyzji na globalne ocieplenie. Projekt będzie wyróżniał się na tle innych dzięki niespotykanej dotąd rozdzielczości, wynoszącej 1 km. Typowe modele klimatyczne pracują w rozdzielczości 50 lub 100 km, natomiast Europejskie Centrum Prognoz Średnioterminowych (ECMWF) korzysta z jednego z najlepszych modeli na świecie, który pracuje przy rozdzielczości 9 km.

Zastosowanie najlepszego modelu klimatycznego pozwoli na bezpośrednie renderowanie konwekcji – pionowego transportu ciepła, kluczowego zjawiska dla powstawania chmur i burz, a także na dokładne symulacje oceanu, aby móc uchwycić zachowanie wirów. Dzięki temu, naukowcy będą mogli tworzyć znacznie dokładniejsze krótkoterminowe prognozy opadów, prognozy klimatyczne na kolejne miesiące i lata oraz przewidywać pożary, powodzie i inne zjawiska.

Projekt Destination Earth zostanie uruchomiony w 2021 roku i będzie działać na jednym z trzech superkomputerów, które Unia Europejska zainstaluje w Finlandii, Hiszpanii i Włoszech. Jednak już na samym wstępnie, naukowcy będą musieli zmierzyć się z poważnymi problemami. Jeden z nich polega na tym, że tak szczegółowe modele klimatyczne generują ogromne ilości danych. W 2019 roku przeprowadzono test modelu o rozdzielczości 1 km na jednym z najpotężniejszych superkomputerów na świecie Summit. Symulacja czterech miesięcy działania modelu wygenerowała tyle danych, że przeszukanie całego zestawu w poszukiwaniu użytecznych informacji z zaledwie kilku dni symulacji zajęło aż 6 miesięcy.

Projekt naukowy ma jeszcze jeden ważny cel. Unia Europejska postanowiła dołączyć do wyścigu superkomputerów i zainwestowała 8 miliardów euro w projekt superkomputera eksaskalowego, który będzie jednym z najpotężniejszych na świecie. Maszyna może być gotowa do pracy już w 2022 roku i będzie między innymi obsługiwała projekt Destination Earth.

Na przełomie września i października Ziemia doświadczyła silnej i długotrwałej burzy magnetycznej. Była ona spowodowana przez grupę dziur koronalnych. Wygląda na to, że nie zniknęły i wkrótce zaczną znowu omiatać naszą planetę strumieniami plazmy.

Astrofizycy przewidują conajmniej pięciodniową burzę magnetyczną w drugiej dekadzie października, która nasili się 25 października. Według prognoz burza magnetyczna klasy G1 rozpocznie się 21 października i potrwa do 24 października, kiedy przekształci się w średniej wielkości burzę G2. Potem ziemska magnetosfera będzie pod wpływem naporu wiatru słonecznego przez kolejne trzy dni i wszystko powinno powrócić do normy dopiero 29 października.

W sumie istnieje pięć poziomów klasyfikacji burz magnetycznych - od G1 do G5. Uważa się, że słaba burza może wywołać drobne zakłócenia w pracy systemów elektroenergetycznych, a także wpłynąć na ścieżki migracji ptaków i zwierząt. Silniejsze burze powodują zakłócenia w łączności krótkofalowej i systemach nawigacji, a także przerwy w dostawie prądu w sieciach przemysłowych. Istnieją też dowody naukowe potwierdzające, że w czasie burz magnetycznych nasze organizmy funkcjonują inaczej. Stwierdzono na przykład spowolnienie przepływu krwi w naczyniach włosowatych.

Ponadto zwiększona aktywność słoneczna, która zwykle powoduje burze magnetyczne, może spowodować, że zorze polarne będą widoczne na szerokościach geograficznych bardziej na południe niż zwykle. Jeśli poziom fluktuacji magnetycznych wzrośnie do poziomu Kp6 może się udać zaobserwować zorzę nawet z terenu Polski.