zdroj | Svět2000

Elektricky vodivý cement by mohl proměnit domy a silnice v téměř neomezené baterie, jak jsme v této myšlence prakticky pokročili?

3. 8. 2023 Katerina Karaskova 0 komentářů 3 min read 395 Zobrazení cement, dům, elektricky vodivý cement, elektřina, neomezená baterie, neomezené baterie, saze, silnice, superkapacitor, zdroj

Budoucnost Nové Technologie Věda Zajímavosti

Vědci již dříve přišli s novým způsobem, jak ukládat elektřinu do cementu, a to s využitím levných a hojně dostupných materiálů. Pokud by se tento cement rozšířil, mohl by v betonových základech domu uchovávat dostatek energie na pokrytí denní potřeby energie. Ve větším měřítku by elektrifikované silnice mohly napájet elektromobily během jízdy. A pokud vědci najdou způsob, jak to všechno levně provést, mohl by tento pokrok nabídnout téměř neomezenou kapacitu pro ukládání energie z přerušovaných obnovitelných zdrojů, jako je slunce a vítr, uvádí časopis Science.

Cementová zařízení jsou zatím malá, pouze tak velká, aby napájela několik LED žárovek. Již nyní se však pracuje na jejich rozšíření.

Cementová zařízení jsou druhem zjednodušených baterií zvaných superkapacitory. Skládají se ze dvou elektricky vodivých desek oddělených iontově vodivým elektrolytem a tenkou membránou. Při nabíjení zařízení se na jedné desce hromadí kladně nabité ionty z elektrolytu, zatímco na druhé záporně nabité ionty.

Množství akumulované energie závisí na celkové ploše vodivých desek superkapacitoru. Již několik desetiletí se vědci snaží o jejich zabudování do konstrukčních materiálů, jako je beton používaný v silnicích a budovách nebo uhlíkové kompozity používané v karoseriích automobilů a letadel. Na rozdíl od současných nejlepších baterií superkapacitory obvykle používají nehořlavé elektrolyty, takže jsou bezpečnější.

Problém spočívá v tom, že cement, který je hlavní složkou betonu, je obvykle špatným elektrickým vodičem. V posledních letech proto několik skupin vytvořilo strukturální superkapacitory pomocí cementu s vysoce vodivými formami uhlíku, jako je grafen nebo uhlíkové nanotrubičky. Ačkoli tyto látky fungují dobře, jsou drahé a těžko se vyrábějí v obrovských objemech používaných v cementářském průmyslu, poznamenává Franz-Josef Ulm, stavební inženýr z Massachusettského technologického institutu (MIT).

Při hledání levnější alternativy se Ulm a jeho kolegové obrátili na starou formu práškového uhlíku, známou jako saze, která se od starověku používá jako černý pigment. Saze jsou levné a celosvětově rozšířené a jsou také vysoce vodivé.

Ulm a jeho tým smíchali malé procento sazí s cementovým práškem a přidali vodu. Voda se snadno spojí s cementem. Protože však částice sazí vodu odpuzují, mají tendenci se shlukovat a vytvářet v tuhnoucím cementu dlouhé propojené útvary, které se chovají jako síť drátů.

Ulm a jeho kolegové rozřezali tento drátěný cement na malé destičky a vytvořili tak superkapacitor o tloušťce 1 milimetr a šířce 1 centimetr, což je přibližně velikost knoflíku. Po přidání membrány, elektrolytu vyrobeného z chloridu draselného – jednoduché soli – a vody vědci sendvičovou strukturu uzavřeli. Když pak k deskám připojili vodič a otočili vypínačem, cementové superkapacitory rozsvítily řadu LED světel.

Pokud by se z uhlíkových sazí vyrobil beton o objemu 45 metrů krychlových, což je zhruba množství, které se používá v základech běžného domu, bylo by možné v něm uložit 10 kilowatthodin energie, což by stačilo na celodenní napájení průměrné domácnosti, uvádí tým v současném vydání časopisu Proceedings of the National Academy of Sciences. Pokud by se stejný přístup použil při stavbě silnic, parkovišť nebo příjezdových cest, mohl by elektrifikovaný beton uchovávat obnovitelnou energii a dodávat ji elektromobilům prostřednictvím indukčních nabíječek. Jedním z přístupů by mohlo být posílání elektřiny do podvozků automobilů prostřednictvím měděných cívek zabudovaných ve vozovce – trochu podobně jako bezdrátové nabíječky nabíjejí chytré telefony. Taková technologie se již vyvíjí v Německu a Nizozemsku.

Tím, že by elektrifikovaný cement nabídl levnější alternativu k dražším bateriím, by také mohl učinit skladování obnovitelné energie dostupnější pro rozvojové země, říká Admir Masic, chemik z MIT a spoluautor studie. „Tím se dostáváme do nového prostoru pro skladování energie za ceny dostupné kdekoli na světě.“

Aby výzkumníci uspěli, budou muset zvětšit velikost desek o velikosti knoflíku. Jak se superkapacitory zvětšují, jejich elektrická vodivost obvykle klesá, což ztěžuje dodávání a získávání energie z nich. Ulm poznamenává, že jedním z řešení je jednoduše přidat do směsi více sazí – ale ne tolik, aby to oslabilo strukturální integritu cementu. V případě konstrukčního betonu výzkumníci zjistili, že mohou přidat až 10 % sazí, aniž by to příliš narušilo jeho pevnost. Ulm říká, že skupina si svou technologii nechala patentovat a nyní pracuje na jejím rozšíření, aby odpovídala výkonu 12voltové autobaterie.

Našli vědci zdroj mimotělních zážitků?

28. 7. 2023 Tomáš Pokorný 3 min read 4019 Zobrazení anestezie, mimotělní zážitky, mozek, nový typ, zdroj

Medicína Nové Věda

Tyto překvapivé pocity se objevují přibližně u 5 až 10 procent populace a v mnoha různých kulturách, píše Magazín Smitsonian. K mimotělnímu zážitku může dojít, když je někdo operován v narkóze, má zážitek blízké smrti nebo se v noci probudí a dočasně není schopen se hýbat nebo mluvit, což je jev nazývaný spánková paralýza.

Vědci nyní zjistili, která část mozku může během mimotělních zážitků zlobit. Zjištění, která byla minulý měsíc zveřejněna v časopise Neuron, naznačují, jak mozek vytváří náš každodenní smysl pro realitu a mohla by vědce v budoucnu nasměrovat k novým typům anestezie.

V roce 2019 navštívil Josefa Parviziho, neurologa ze Stanfordovy univerzity a hlavního autora nedávné studie, pacient s epilepsií a řekl, že má někdy pocit, jako by se vznášel, informuje Jon Hamilton z NPR. Pacient si připadal „jako pozorovatel rozhovorů“, které se odehrávaly v jeho mysli, říká Parvizi. Neurolog měl tušení, že kterákoli oblast mozku, v níž u pacienta probíhala neobvyklá aktivita v důsledku jeho epilepsie, by mohla hrát roli i v tomto změněném stavu vědomí.

Od tohoto setkání Parvizi a jeho tým vystopovali část mozku, která se může podílet na mimotělních zážitcích. Viníkem je malý kousek tkáně, pohřbený hluboko v záhybu probíhajícím horní částí mozku, který se nazývá přední prekuneus.

Během studie vedla stimulace této oblasti elektrickým proudem k neobvyklým pocitům u osmi dobrovolníků s epilepsií. (Pacienti měli již před nesouvisejícími operacemi mozku do mozku zavedeny elektrody, které jim pomáhaly s monitorováním). Když vědci vyslali do této části mozku elektrické impulzy, dobrovolníci neměli skutečné mimotělní zážitky, ale měli pocit, že se vznášejí nebo padají. Vyjadřovali také pocit závratě, nesoustředěnosti a menšího soustředění.

„Všichni hlásili, že se s jejich fyzickým já děje něco zvláštního,“ říká Parvizi Bruce Goldman z blogu Stanford Medicine’s Scope. „Ve skutečnosti tři z nich uváděli jasný pocit depersonalizace, podobný užívání psychedelik.“

Přední precuneus je tak pravděpodobně sídlem fyzického pocitu vlastního já, neboli představy, že zážitky se dějí vám, a ne někomu jinému. Narušení této sítě v mozku by mohlo změnit váš úhel pohledu a vaše místo ve světě by se mohlo zdát nereálné, zjistil tým.

Toto poznání by mohlo lékaře nasměrovat k potenciální léčbě lidí s duševními problémy souvisejícími s traumatem, které způsobují pocity disociace, říká Sahib Khalsa, neurobiolog z Laureátského institutu pro výzkum mozku, který se na studii nepodílel, v rozhovoru s Dianou Kwonovou z časopisu Scientific American.

„Kus mozku vypadající jako klobása“, jak jej Parvizi nazývá pro NPR, by v budoucnu mohl sloužit také jako náhrada anestetik při lékařských zákrocích. Stimulace této oblasti u účastníků studie vytvořila pomalé rytmy mozkové aktivity. Tyto mozkové vlny a pocity odloučení se podobají těm, které vytváří anestetikum ketamin, říká pro NPR Patrick Purdon, výzkumník v oblasti anestezie na Harvard Medical School, který se na nové studii nepodílel.

Většina léků pro celkovou anestezii prochází celým tělem a mozkem a nese s sebou určitá rizika, protože zpomalují srdeční tep a dýchání. Purdon publikaci sdělil, že vysláním elektrických impulzů do této části mozku by vědci mohli navrhnout nové metody anestezie s menšími vedlejšími účinky.