getty
W.Ketika Anda memikirkan Albert EinsteinHal pertama yang mungkin terlintas dalam pikiran adalah Teori Relativitas, yang dalam perkembangannya ia memainkan peran kunci. Oleh karena itu, mungkin mengejutkan mengetahui bahwa ini bukanlah alasan mengapa ia memenangkan Hadiah Nobel. Kehormatan itu jatuh pada penemuannya mengenai efek fotolistrik. Anda mungkin belum pernah mendengarnya, namun Anda melihat dampaknya setiap hari: hal ini mendasari teknologi mulai dari panel surya hingga pencitraan medis dan kamera digital.
Banyak dari teknologi yang kita andalkan saat ini berasal dari kemajuan kecil di bidang sains dan teknik yang mendahuluinya selama bertahun-tahun atau beberapa dekade. Di seluruh dunia, ilmuwan dan insinyur terus-menerus mendobrak batasan dan membuat penemuan baru yang suatu hari nanti dapat mendorong masa depan. Berikut lima inovasi di tahun 2024 yang diantaranya.
Selangkah lebih dekat ke komputer DNA
Sejak tahun 1990an, para peneliti telah menyelidiki kemungkinan penggunaan DNA untuk komputasi, yang secara teoritis akan memberikan keuntungan dalam kebutuhan daya, pemrosesan paralel, dan penyimpanan data. (Misalnya, satu gram DNA dapat berisi sekitar 10 juta jam video, sesuatu yang saat ini memerlukan seluruh rak server.) Komputer DNA yang praktis masih jauh dari harapan, namun ada beberapa perkembangan menarik tahun ini yang dapat bawa beberapa langkah lebih dekat.
Pada bulan Agustus, tim peneliti dari Johns Hopkins University dan North Carolina State University menerbitkan sebuah artikel pada dasarnya mendemonstrasikan komputer DNA, yang pertama dari jenisnya, yang tidak hanya mampu melakukan perhitungan tetapi juga mengakses, menambah dan mengubah data. Para peneliti dapat menggunakan prototipe mereka untuk memecahkan masalah sederhana dalam permainan seperti catur dan sudoku.
Tahun ini juga terjadi kemajuan menarik lainnya dalam penghitungan DNA. Pada bulan Oktober, peneliti dari Universitas Peking menerbitkan sebuah artikel mendemonstrasikan penggunaan DNA untuk menyimpan informasi dalam kode biner, sehingga lebih kompatibel dengan bahasa pemrograman konvensional. Penerapan yang lebih praktis dari teknik ini? Hal ini tidak memerlukan peneliti laboratorium terlatih atau peralatan khusus yang biasanya diperlukan untuk jenis komputasi ini, menjadikan DNA sebagai media penyimpanan yang lebih mudah digunakan.
Para ilmuwan menciptakan versi nyata dari cairan web Spider-Man
Cairan kisi yang dikembangkan oleh peneliti Tufts terlihat di sini menggantungkan gelas kimia di udara.
Marco Lo Presti/Tufts
Dalam komik, cairan jaring Spider-Man adalah zat yang sangat serbaguna, mampu disimpan dalam bentuk cair, menempel pada benda, dan membawa beban berat. Pada bulan Oktober, para peneliti di Universitas Tufts mengembangkan versi kehidupan nyata zat tersebut dengan mengekstraksi serat dari kepompong ngengat sutra dan menambahkan bahan kimia tambahan untuk menghasilkan cairan yang mulai mengeras saat diperas dengan jarum dan terkena udara. Zat perekat tersebut mampu menempel pada benda dan menopang lebih dari 80 kali beratnya sendiri.
Langkah selanjutnya yang dilakukan para peneliti adalah meningkatkan kekuatan bahan tersebut (sutra laba-laba asli, misalnya, kira-kira 1.000 kali lebih kuat). Namun bahan ini berpotensi digunakan untuk berbagai aplikasi berbeda karena sifatnya yang dimurnikan, sama seperti sutra yang digunakan saat ini untuk banyak produk industri dan komersial.
Buat obat-obatan di luar angkasa dan bawa kembali ke Bumi
Laboratorium otomatis Varda setelah dia mendarat di Bumi.
John Kraus/Varda
Pada bulan Maret tahun ini, startup Varda Space Industries yang berbasis di California menerbitkan sebuah artikel menunjukkan bahwa mereka telah berhasil memproduksi obat HIV ritonavir di laboratorium otomatis kecil di luar angkasa. Perusahaan juga berhasil memulihkan obat-obatan tersebut, sebuah tonggak sejarah dalam menunjukkan bahwa obat-obatan yang dibuat dalam gayaberat mikro tetap stabil ketika dikembalikan ke Bumi.
Pembuatan obat di orbit memungkinkan kontrol yang lebih tepat atas proses kristalisasi yang umum terjadi pada jumlah obat yang diproduksi. Tingkat kendali tersebut dapat membuat perbedaan antara mengubah obat menjadi pil atau harus memberikannya secara intravena, itulah sebabnya raksasa farmasi telah melakukan berbagai eksperimen serupa di Stasiun Luar Angkasa Internasional.
Dapatkan berita teknologi terkini yang dikirimkan ke kotak masuk Anda setiap hari Jumat dengan buletin The Prototype. Berlangganan di sini.
Pesawat ruang angkasa Varda menawarkan keunggulan dibandingkan ISS karena bersifat otomatis dan tidak memerlukan astronot untuk berada di dalamnya. Artinya mereka tidak terikat dengan program penerbangan manusia NASA, yang secara signifikan mengurangi biaya yang diperlukan. kata presiden perusahaan, Delian Asparouhov Forbes awal tahun ini. Pada bulan April, perusahaan mengumpulkan putaran seri B sebesar $90 juta mempercepat produksi pesawat ruang angkasa mereka.
Memetakan proses seluler ini dapat mengarah pada pengobatan baru untuk penyakit
Butuh waktu satu dekade, tetapi pada bulan Oktober para ilmuwan dari Pusat Regulasi Genomik Barcelona menerbitkan peta dari spliceosome manusia. Ini adalah bagian sel yang membaca dan mengedit DNA Anda untuk membuat protein berbeda. Lebih dari 90% gen diedit oleh mekanisme ini, yang ternyata jauh lebih rumit dari perkiraan sebelumnya.
Cetak biru salah satu proses sel yang paling penting ini merupakan langkah penting menuju pengobatan baru. Kesalahan pada spliceosome dikaitkan dengan berbagai macam penyakit, termasuk kelainan neurodegeneratif seperti Parkinson, kelainan genetik, dan sebagian besar jenis kanker. Kini setelah para ilmuwan memiliki akses terhadap peta yang tepat tentang cara kerja masing-masing komponen, maka ada kemungkinan untuk menemukan target baru untuk pengembangan obat.
Baterai kendaraan listrik Anda berikutnya mungkin sebagian terbuat dari karbon
Partikel karbon super panas sebagai bagian dari proses pembuatan grafit.
Laboratorium Nasional Oak Ridge
Salah satu komponen terpenting baterai lithium-ion adalah grafit, bahan yang diperkirakan akan mengalami kekurangan pada tahun 2030-an karena permintaan kendaraan listrik. Saat ini, dunia bergantung pada Tiongkok, yang memproduksi hampir 80% material. Negara ini memiliki tambang dan fasilitas manufaktur yang dapat memproduksi grafit secara artifisial, yang saat ini merupakan proses yang mahal.
Pada bulan Desember, para peneliti di Laboratorium Nasional Oak Ridge mungkin telah menemukan solusi untuk menghindari potensi kekurangan ini: mereka telah mengembangkannya dua proses baru yang dapat mengubah karbon menjadi grafit. Salah satu proses mengambil bentuk karbon padat dan menggunakan reaksi elektrokimia untuk mengubahnya. Yang lain menyaring bentuk karbon cair yang disebut bubur dan kemudian mengolahnya secara elektrokimia untuk menghasilkan grafit. Dalam kedua kasus tersebut, proses ini menggunakan lebih sedikit energi dibandingkan metode konvensional, sehingga berpotensi menjadi alternatif yang lebih murah.
Pemimpin proyek, Edgar Lara-Curzio, berkata Forbes Bahwa inovasi ini menyoroti kemungkinan batubara, yang masih melimpah di seluruh dunia, masih bisa dimiliki di abad ke-21. “Anda bisa membuat serat karbon dan elektroda untuk perangkat penyimpanan energi dan bahan konstruksi,” katanya. Terobosan ini menunjukkan masa depan yang menjanjikan bagi negara-negara yang perekonomiannya masih didominasi oleh batu bara seiring transisi dunia ke bentuk energi terbarukan.
