Connect
To Top

Bliższa i dalsza przyszłość nauki

Nowy Rok w wielu aspektach potrafi być symboliczną granicą oddzielającą przeszłość od przyszłości. Chociaż realnie nie zmienia się nic poza cyferką na kalendarzu, to często ta cyferka daje nam nieco większy dystans i szerszą perspektywę tego, co wydarzyło się przez cały ubiegły rok. Daje również szansę spojrzenia w przyszłość z punktu widzenia kogoś, kto rozpoczyna kolejne wyzwania. A teraz, żeby nie przedłużać, oto kilka naukowych celów na rok 2017, oraz na nieco dłuższy okres.

Elastyczne ekrany smartfonów

Zacznijmy od czegoś dość przyziemnego, jeśli można to tak nazwać. O elastycznych ekranach słyszeliśmy już wielokrotnie, zazwyczaj w kontekście mniej lub bardziej odległej przyszłości. Tymczasem tuż przed nowym rokiem pojawiły się prognozy, że pierwsze komercyjne egzemplarze urządzeń z wyginającymi się ekranami pojawią się już w tym roku! Z naciskiem na komercyjne, ponieważ sama technologia istnieje już od kilku lat i na ogół działa tak, jak powinna. Przyszłość nauki? Jeśli nie nauki, to na pewno technologii najbliższych lat.

Tylko co to dla nas znaczy? Przede wszystkim elastyczność gwarantuje dużo większą odporność na pęknięcia. Elastyczne ekrany nie oznaczają, że nasze smartfony zamienią się w futurystyczne urządzenia zmieniające dowolnie kształt, jak to miało miejsce na jednym ze spotów Nokii kilka lat temu. Nic z tych rzeczy. Smartfony pozostaną cegłami, ale takimi cegłami, których upadek skwitować będziemy mogli wzruszeniem ramion, a nie szybszym biciem serca. Elastyczność oznacza bowiem, że szkło będzie mogło wygiąć się znacznie bardziej, niż teraz, bez utraty swoich właściwości. Pozostaje dopasować to do całości i voilà, część codziennych problemów użytkowników smartfonów rozwiązana.

przyszłość nauki

Zaokrąglone krawędzie modeli z dopiskiem Edge to początki technologii elastycznych ekranów

Przechowywanie energii elektrycznej

Żyjemy w czasach, w których coraz więcej aspektów naszego życia zaczyna być zależnych od dostępności prądu elektrycznego. I chociaż może brzmieć to niczym niewolnictwo, taka zależność jest dużo lepsza, niż zależność od ropy i innych paliw kopalnych, z których co prawda nadal wytwarzamy prąd, ale już coraz mniej. Problem z energią jest jednak taki, że łatwiej i taniej przechować ją w postaci baryłki ropy, niż po prostu jako prąd. Dlatego też jednym z celów naukowców i inżynierów jest stworzenie wydajnych, niedużych i niedrogich akumulatorów. Jak często czytacie, że wadą najnowszego flagowego smartfona jest bateria wytrzymująca jeden dzień? Jak często producent samochodu elektrycznego chwali się, że 300 kilometrów na jednym ładowaniu to doskonały wynik? Te wartości powinny być znacznie wyższe.

Problemem w produkcji baterii jest między innymi materiał, z których są zrobione. Pamiętacie aferę z wybuchającymi Samsungami Galaxy Note? Problem leżał w tym, że firma chciała upchnąć zbyt wiele na zbyt małej przestrzeni, w efekcie czego niektóre elementy stykały się ze sobą pomimo separatorów. Zbytnia bliskość powodowała niekontrolowany przepływ energii, dzięki czemu cała seria została wycofana ze sprzedaży. To właśnie problem współczesnych producentów akumulatorów – potrzeba kompromisu objętości i pojemności. Do tego dochodzi jeszcze kompromis między szybkością ładowania a stabilnością materiału. Nie sztuką bowiem jest podłączyć ładowarkę o dużym natężeniu – sztuką jest, by bateria nie wybuchła podczas ładowania. Te i inne problemy rozwiązywać będą naukowcy w 2017 roku.

przyszłość nauki

Potwierdzenie istnienia fal grawitacyjnych

Przyszłość nauki zakłada potwierdzenie lub obalenie każdej teorii, bez pozostawiania miejsca na domysły. Odkrycie fal grawitacyjnych w zeszłym roku wywołały niemałą burzę, bo chociaż wydają się one być potwierdzone, to jednak nauka wymaga znacznie mocniejszych dowodów. Inaczej mówiąc, potrzebujemy jeszcze wielu potwierdzonych obserwacji, by mieć pewność, że grawitony, czyli cząsteczki przenoszone przez fale grawitacyjne, naprawdę istnieją.

Jakie to ma znaczenie dla naszego codziennego życia? Prawdę mówiąc, niewielkie. Niewielkie pod tym względem, że fale grawitacyjne raczej nie będą wpływać na życie tutaj, na Ziemi. Mają jednak istotny wpływ, jeśli chodzi o badanie kosmosu. Grawitony emitowane są bowiem na przykład przy zderzeniu galaktyk, przez supermasywne czarne dziury, ale również jako pozostałości pierwszej, dynamicznej ekspansji Wszechświata. Innymi słowy, potwierdzenie fal grawitacyjnych może nam dać znacznie więcej wiedzy na temat pierwszych sekund po Wielkim Wybuchu.

przyszłość nauki

CRISPR

Na naszym Facebookowym fanpage’u (na który zresztą serdecznie zapraszam) wspominałem kiedyś o czymś, co nazywa się CRISPR. CRISPR to prawdziwa przyszłość nauki i medycyny, która pozwoli pożegnać nam się na dobre na przykład z nowotworami. Metoda ta związana jest z edycją białek DNA i, krótko mówiąc, polega na zaprogramowaniu białka tak, by rozpoznało niemal dowolną sekwencję DNA, a następnie zwyczajnie ją zniszczyło. Inaczej mówiąc, CRISPR może działać niczym samonaprowadzające się pociski wymierzone w chore komórki organizmu. Na wczesnym etapie nowotwór mógłby zostać całkowicie zniszczony właściwie bez zarejestrowania tego faktu przez organizm. Utrata pojedynczych komórek przeszłaby bez echa, z tą różnicą, że mielibyśmy pewność pokonania choroby.

Leczenie nowotworów to tylko jeden z przykładów. CRISPR został z powodzeniem zastosowany podczas „leczenia” (czyli wybicia chorych) komórek mięśniowych u myszy, dzięki czemu organizm sam dał radę zregenerować większość zdrowych już mięśni. CRISPR jest w stanie poradzić sobie z różnymi mutacjami, na przykład dystrofii siatkówki oka. Brzmi pięknie, ale jest w tym wszystkim jeden, na razie dość istotny problem.

CRISPR wymaga absolutnie indywidualnego podejścia. Lekarstwo przygotowane dla pacjenta A prawie na pewno nie zadziała u pacjenta B. W efekcie jeszcze bardzo dużo wody w Wiśle upłynie, zanim metoda dostępna będzie dla każdego człowieka na Ziemi. Konieczne będzie nie tylko przygotowanie odpowiedniego sprzętu dla całej planety, ale również przeszkolenie lekarzy i zorganizowanie logistycznie wszystkich tych badań. W świecie, gdzie na rehabilitację po złamaniu przychodzi nam czekać miesiącami (nie tylko w Polsce), wizja poprawnego działania CRISPR wygląda bardziej na science-fiction, niż na rzeczywistą przyszłość nauki.

przyszłość nauki

Fuzja jądrowa

Jedną z największych nadziei na przyszłość nauki jest fuzja jądrowa, czyli proces łączenia lekkich pierwiastków w cięższe. Za pomocą fuzji gwiazdy uzyskują swoje paliwo, święcąc w kosmosie przez miliony lat. Proste porównanie – jedna szklanka wody byłaby w zastanie zaspokoić potrzeby energetyczne jednego człowieka przez pięćdziesiąt lat. Dwie szklanki i całe życie z głowy. Tymczasem teraz płacimy nierzadko setki złotych miesięcznie za sam prąd. Różnica naprawdę kolosalna.

Podstawowym problemem fuzji jądrowej są warunki, w których może ona zachodzić. Potrzeba bowiem niewyobrażalnej ilości energii do wytworzenia temperatury, w której reakcje łączenia atomów mogłyby zachodzić. Dobra wiadomość jest taka, że samą fuzję udało nam się podtrzymać już przez prawie trzydzieści sekund. Zła jest taka, że do podtrzymania zużywano więcej energii, niż cała fuzja nam przyniosła. W efekcie bilans energii wyszedł ujemny, a przecież nam chodzi dokładnie o coś zupełnie odwrotnego. Najmniejszy nawet bilans dodatni będzie jednym z najważniejszych dni w historii całej ludzkości. Kiedy zaś możemy spodziewać się fuzji jądrowej? Naukowcy mówią, że jeszcze w tym stuleciu. Trzymam za słowo.

More in Nauka