Топ-10 технологій 2020 року

Авіація на електриці, низьковуглецевий цемент та «зелений» водень

Попри карантин і пандемію, у 2020 році з'явилася низка перспективних технологій, які в майбутньому можуть здійснити революцію у транспорті, медицині, енергетиці та комп'ютерній галузі.

Мікроголки для безболісних ін’єкцій і тестів

Тонкі, наче папір, мініатюрні голки можуть відкрити еру безболісних ін’єкцій і взяття проб крові для тестів. Такі голки проникатимуть під шкіру, не зачіпаючи розташованих глибше чутливих нервових закінчень, й покриватимуть поверхню пластиру-«реп’яшка». За допомогою такого пластиру пацієнт зможе сам собі вводити ін’єкції чи брати кров для аналізу. Оскільки їхнє використання не потребує високого ступеня підготовки, очікують, що цей винахід зможе зробити медицину доступнішою, особливо там, де є нестача медичних працівників або обладнання.

Енергія Сонця для хімічних реакцій

Для багатьох промислових хімічних реакцій потрібна енергія від викопних видів палива. Натомість дослідники пропонують використовувати енергію Сонця для перетворення надлишкового діоксиду вуглецю у корисні хімічні речовини. Цьогоріч науковці зробили значні кроки уперед у цій галузі, створивши каталізатори хімічних реакцій, які активуються під впливом сонячного світла. Речовини, отримані із відпрацьованого CO2 за допомогою таких каталізаторів, можна перетворювати у що завгодно – від ліків до компонентів хімічних добрив і текстилю.

Віртуальні пацієнти

Якщо ідея поміняти живих людей на їхні віртуальні копії під час медичних обстежень може здаватися простою, наука, що лежить в її реалізації, надзвичайно складна. Щоб досягнути цього, потрібно ввести дані, отримані із зображень людських органів, у комп’ютерну програму, яка імітує їхню життєдіяльність. Далі складний алгоритм розв'язує рівняння із основними параметрами реального органу і створює його віртуальну модель, яка поводить себе, неначе жива. З цією технологією лікарі зможуть обстежувати пацієнтів віддалено. Крім того, людей можна буде замінити цими віртуальними копіями на початкових стадіях клінічних випробувань, що дозволить зробити тестування ліків та медичних процедур швидшим, безпечнішим та менш затратним.

Просторові обчислення

Після віртуальної та доповненої реальності просторові обчислення можуть стати наступним кроком у поєднанні реального та цифрового світів. Як і VR та AR, ця технологія оцифровує фізичні об’єкти, об’єднує їх за допомогою хмарного сервера і, таким чином, створює цифрову репрезентацію реального світу. Але просторові обчислення йдуть ще далі, дозволяючи маніпулювати цифровими аналогами реальних об’єктів у віртуальному середовищі. Це може мати широку сферу застосувань у медицині, виробництві, логістиці та індустрії розваг.

Цифрова медицина

Цифрові пристрої не замінять лікарів у майбутньому, але їхнє використання у медицині значно збільшиться, від чого найбільше виграють пацієнти з обмеженим доступом до медичних послуг. Чимало «розумних годинників» вже зараз можуть визначити, чи у їхнього носія нерегулярне серцебиття. У майбутньому появляться детектори, здатні розпізнавати проблеми з диханням й навіть депресію і хворобу Альцгеймера, а також пігулки, які проводитимуть моніторинг організму людини зсередини, зокрема виявлятимуть внутрішні кровотечі та ракові ДНК.

Авіація на електриці

Використання електроенергії у авіації дозволить зменшити викиди CO2, знизити витрати на паливо і вирішити проблему шуму біля аеропортів. Низка компаній, зокрема Airbus та NASA, активно інвестують у розробку електродвигунів для літаків. І хоча далекі перельоти ми, найімовірніше, ще не скоро побачимо, ця технологія має значну перспективу для близькомагістральних авіаліній та невеликого приватного транспорту, хоча Airbus заявляє, що електолітаки на сто пасажирів появляться вже у 2030 році.

Низьковуглецевий цемент

Щорічно у світі виробляють майже 4 млрд тонн цементу – ключового компоненту бетону. Процес його виробництва потребує спалювання викопних джерел енергії, що зумовлює майже 8% усіх глобальних викидів СО2. З теперішніми темпами урбанізації ця цифра невдовзі зросте до 5 млрд тонн, тож дослідники активно працюють над низьковуглецевими підходами до виготовлення цементу, технологіями захоплення CO2 із атмосфери, а також виробництва бетону узагалі без цементу.

Квантові сенсори

Уявіть самокеровані автомобілі, здатні помічати перешкоди за рогом, або переносні сканери для моніторингу активності мозку. Це далеко не усі технології, виконані на основі квантових сенсорів – ультраточних детекторів на основі квантових властивостей матерії, що використовують, зокрема, різницю між різними енергетичними станами електронів. Поки що такі системи складні та дорогі, але незабаром повинні з'явитися і доступніші зразки.

«Зелений» водень

Коли згорає водень, єдиним продуктом реакції є звичайна вода. А якщо водень отримати за допомогою електролізу із відновлювальних джерел енергії, то він стає повністю екологічно чистим. Згідно з цьогорічними прогнозами, обсяг ринку «зеленого» водню до 2050 року може сягнути 12 трлн доларів. Саме водень може стати альтернативою для тих секторів економіки, які важко електризувати через потребу у високоенергетичному паливі, зокрема логістики та промислового виробництва.

Синтез цілого геному

Досягнення у технології, яка дозволяє створювати генетичні послідовності й упроваджувати їх у мікроорганізми, дозволяє масштабніше змінювати генетичний матеріал. Це потенційно може пролити світло на особливості поширення вірусів й полегшити розробку вакцин та інших лікарських препаратів. Крім того, ця технологія дасть змогу перетворювати органічні відходи на корисні хімічні речовини, паливо та будівельні матеріали, а також завдяки ній, можливо, вдасться створити стійкі до патогенів рослинні культури.