Всяка година Кралското научно общество на Великобритания определя най-новите достижения на науката и техниката, които могат да влязат в широка употреба и да променят света. Ето тазгодишните номинации.



1. Космическата прахосмукачка



Отломки от ракети, мъртви спътници, парчета стъкло и дори късчета боя - всичко това лети в безвъздушното пространство и представлява около 7000 тона космически боклук, изхвърлен от човечеството за времето, през което то усвоява Космоса. По-голямата част от пратените в орбита обекти така и не се връщат на Земята и са сериозна заплаха за работещите спътници, които освен всичко друго са жизненонеобходими за подсигуряването на интернет и мобилните връзки. Международната космическа станция например трябва редовно да сменя своето местонахождение, за да не се сблъска с подобен боклук.

Очаква се на помощ да дойде мисията Remove Debris ("Събирай боклука"), която в буквалния смисъл ще лови отпадъците в Космоса. Изпитанията й ще започнат в началото на 2017 г.

"Това не е научна фантастика, а реален проблем. Целият космически боклук в крайна сметка ще падне на Земята заради гравитацията. Една част от него лети на височина 1000 км и ще му трябват около 1000 години, за да падне. Но ние нямаме толкова време. Разполагаме с максимум 10-20 години преди това да стане сериозен проблем", обяснява пред BBC ръководителят на проекта проф. Джейсън Форшоу от космическия център на университета в Съри.

Принципът на събирането на боклука е много прост - в космическото пространство се хвърля мрежа, подобна на риболовните. Когато тя се напълни с боклук, специален космически кораб-буксир го прибира на Земята. При навлизането си в атмосферата дребният боклук ще изгори, а по-големите късове ще бъдат изхвърлени в Тихия океан.

Друга система задейства сребърно платно, което външно прилича на въздушен змей. То е направено от ултратънки пластини и действа на принципа на обикновеното платно, но използва не вятър, а протоните на слънчевата светлина. Платното ще завлича боклука от орбита, ускорявайки неговото връщане на Земята по естествен начин.



2. Дневниците на комара



Учените не от вчера водят битка с комара anopheles, който пренася маларията - болест, която годишно отнема 438 000 човешки живота. През последните години възникна друг проблем - увеличената устойчивост на комарите към наличните инсектициди, тъй като процесът на естествен отбор ги прави по-устойчиви на подобни смъртоносни третирания. Развита устойчивост на комарите към препаратите за тяхното унищожаване е регистрирана в 60 страни и достига заплашителни размери в Западна и Източна Африка. Затова най-важното в тази борба е да се разбере поведението на комара.

"Използваме инфрачервени камери за проследяване как комарите обикновено заобикалят мрежата, която ги спира. За първи път успяхме да заснемем техните действия в подобен обем", разказва Джоузи Паркър, научен сътрудник в Института за тропическа медицина в Ливърпул.

Проектът "Дневниците на комара" изследва за колко време насекомото прониква през мрежата, която би трябвало да го възпира, и как инсектицидът в тъканта не му дава да ухапе спящия човек. "За да заработи инсектицидът, комарът трябва да се докосне до мрежата, при това кратък контакт не е достатъчен. Нашата задача е да определим колко дълго той трябва да е в допир с мрежата, за да загине", обяснява Паркър. Това изследване ще помогне за разработване на нови, по-ефективни тъкани, мрежи и препарати. "Мрежата е физическа бариера, но ако тя не унищожава комара, той ще лети наблизо и ще ухапе човека, когато той се събуди и излезе изпод нея", казва Паркър.



3. Тайните на 4D рентгеновия синхотрон



Тази сложна машина позволява на учените да надникнат в същността на материалите, дори да става дума за лава, за да се разберат подробности за големите вулканични изригвания, за ледените кристали или дори защо един сладолед е по-вкусен от друг.

"Прилагаме технологията на рентгеновата компютърна томография, която използва ярка светлина с такава мощност, че позволява да се види вътрешната структура на нещата в триизмерен вид. Можем да надникнем във всеки обект, сферата на приложение е огромна", обяснява Камел Мади от университета в Манчестър.

Лъчът на синхотрона е 10 млрд. пъти по-ярък от слънчевия и навлиза в структурата на материала, без да му нанася външни увреждания. Камера на другия край фиксира получената от лъча информация, правейки снимки с висока резолюция. Учените променят условията на средата - например температурата и налягането, и така пресъздават условията, в които попадат веществата в естествена среда, и наблюдават какви изменения настъпват.

"Ние можем да разберем как се изменя структурата на материалите, когато ги произвеждаме, затова този апарат ще помогне да подобрим производството на някои предмети, като например реактивните двигатели или литиевите батерии", казва Мади.

Тази технология може да е от полза, за да се разбере и как имплантите ще реагират при контакт с тялото на човека. В частност учените изследват как заболяване като артрита въздейства върху хрущялите и какво може да се направи, за да се подобри качеството на живот на болните от артрит.



4. Да накараме паяците да работят



Нишката, с която паяците плетат мрежите си, е ключът към следващото поколение екоустойчиви материали, съвместими с живите тъкани (човешкия организъм).

"Тази нишка съществува вече 300 млн. години, при това паяците използват минимум материал за постигане на максимален ефект", обяснява биологът Бет Мортимър от Оксфордската група за изучаване на коприната. За създаване на паяжина, която да хваща жива плячка, паяците използват белтъци и сега учените се опитват да разшифроват на молекулярно ниво структурата на тяхната паяжина. В природата съществуват немалко материали, способни да се сравнят по издръжливост с нишките на паяжината, а ако тя се съчетае с каучука, може да се получи супериздръжлива тъкан.

"Процесът на производство на паяжината е 1000 пъти по-енергоспестяващ, отколкото синтетичните полимери като пластмасата например. Така че задачата е да се направи този процес и рентабилен от икономическа гледна точка", обяснява Мортимър.

Наличието на миниатюрни капки слепващо вещество, което прави паяжината толкова лепкава и гъвкава, дава идея на учените как да произведат сходен материал. При това той ще е биосъвместим - вече се правят клинични изпитания как може да се използва в имплантите на хрущялите на колената.

Паяжината има още едно интересно свойство - когато хванатата плячка се опитва да се освободи, тя реагира и праща на паяка сигнал. Това може да се използва за създаване на музикални инструменти с особена вибрация.



5. Костна революция



Учените са разработили технология за отглеждане на изкуствени кости в лабораторни условия, без използването на химични препарати или медикаменти - само с помощта на колебания на вълни. Те наричат този процес "нанотласък". От костния мозък се извличат стволови клетки, които се тласкат с помощта на високи честоти, за да започнат да се превръщат в клетки на костната тъкан. Новата костна тъкан се отглежда от собствените клетки на пациента, без химични препарати или митогени (белтъци на растежа), които имат нежелателни странични ефекти. По този начин при имплантиране не се стига до отхвърляне на тъканта от организма. Не се изисква и болезнена операция за изземване на костна тъкан от други части на тялото на пациента. Тези "нанотласъци" стават 1000 пъти в секунда, тласкайки клетката на разстояние 20 нанометра.

"Ние биомимикрираме самата кост, която вибрира по естествен начин 1000 пъти в секунда", обяснява професор Матю Далби, ръководител на тези изследвания в университета в Глазгоу.

С помощта на тази технология могат да се лекуват костни травми или да се увеличава съществуващата костна тъкан. В бъдеще това може да се използва, за да се лекуват счупвания без операция чрез "нанотласъци". Ще може да се забави и разрастването на някои видове рак.

Костната тъкан е една от най-често присажданите. Отчитайки факта, че населението застарява и страда все по-често от остеопороза и счупвания на бедрата, тази технология ще е изключително търсена в бъдеще. Учените планират в близките три години да започнат да присаждат на пациенти кости, отгледани в лабораторни условия с помощта на "нанотласъци". Широката употреба на този вид терапия може да се случи след 10 години.