Tecnologia

I materiali quantistici Moiré ospitano fenomeni elettronici esotici attraverso interazioni Coulomb interne migliorate in eterostrutture bidimensionali contorte. Se combinate con il controllo elettrostatico eccezionalmente elevato in materiali atomicamente sottili le eterostrutture moiré hanno il potenziale per consentire dispositivi elettronici di prossima generazione con funzionalità senza precedenti. Tuttavia, nonostante l’esplorazione approfondita, i fenomeni elettronici moiré sono stati finora limitati a temperature criogeniche impraticabilmente basse precludendo così applicazioni nel mondo reale dei materiali quantistici moiré.

Gli incendi possono essere rilevati prima che si diffondano o anche prima che inizino, utilizzando un nuovo sistema di sensori satellitari creato da un gruppo di neolaureati turchi in design e messo in luce da Dezeen come parte della nostra serie Designing for Disaster. Come un Internet of Things per i boschi, ForestGuard (1) è un sistema di sensori montato sugli alberi per rilevare i cambiamenti nell’aria e avvisare le autorità locali in caso di incendio.

All'interno del John A. Blume Earthquake Engineering Center di Stanford (1), un'auto giocattolo telecomandata che trasporta un carico utile molto speciale sfreccia sull'arco di 8 piedi di un modello di ponte. Il carico unico, un sensore vibrazionale, rivela che il ponte è rotto. Fortunatamente si tratta solo di un test e i ricercatori hanno creato la fessura appositamente per verificare il funzionamento del sensore. Come la maggior parte degli esperimenti al Blume Center, tuttavia, questo lavoro mira un giorno a farsi strada fuori dal campus e nel mondo reale.

Gli inchiostri conduttivi a base acqua sono vitali per la produzione sostenibile e l’adozione diffusa di dispositivi elettronici organici. I metodi tradizionali per produrre polimeri conduttivi a base acquosa prevedono la modifica della loro struttura portante con catene laterali idrofile o l'utilizzo di tensioattivi per formare e stabilizzare dispersioni acquose di nanoparticelle. Tuttavia, questi approcci chimici non sono sempre fattibili e possono portare a scarse prestazioni del materiale/dispositivo.

Quando un terremoto, un’alluvione o un altro disastro colpisce una regione, le infrastrutture di comunicazione esistenti come i telefoni cellulari e le torri radio vengono spesso danneggiate o distrutte. Ripristinare le comunicazioni di emergenza il più rapidamente possibile è vitale per coordinare gli sforzi di salvataggio e soccorso.

La natura irregolare, intermittente e imprevedibile della produzione di sudore, derivante da fluttuazioni fisiologiche o psicologiche, pone complessità per campionare e valutare in modo coerente e accurato i biomarcatori del sudore. I dispositivi microfluidici interfacciati con la pelle che si basano su meccanismi colorimetrici per il rilevamento semiquantitativo sono particolarmente suscettibili a queste imprecisioni a causa delle variazioni nel tasso di secrezione del sudore o nel volume istantaneo.

Ricreare strutture e funzioni complesse degli organismi naturali in forma sintetica è un obiettivo di lunga data dell'umanità. L'obiettivo è creare sistemi attuati con elevate risoluzioni spaziali e disposizioni materiali complesse che vanno dall'elastico al rigido. I processi di produzione tradizionali faticano a realizzare sistemi così complessi. Rimane una sfida aperta fabbricare sistemi funzionali in modo automatico e rapido con un'ampia gamma di proprietà elastiche, risoluzioni e canali di attuazione e rilevamento integrati.

Le tecnologie Terahertz (THz) offrono opportunità che vanno dai target di calibrazione per satelliti e telescopi ai dispositivi di comunicazione e ai sistemi di imaging biomedico, tra cui l’imaging e la comunicazione medica di prossima generazione. Un componente principale saranno gli assorbitori THz a banda larga con commutabilità. Tuttavia, i materiali otticamente commutabili in THz sono scarsi e la loro modulazione è disponibile per lo più a larghezze di banda strette.

Gli acceleratori di particelle racchiudono un grande potenziale per le applicazioni dei semiconduttori, l'imaging e la terapia medica, nonché la ricerca sui materiali, sull'energia e sulla medicina. Ma gli acceleratori convenzionali richiedono molto spazio – chilometri – rendendoli costosi e limitando la loro presenza a una manciata di laboratori e università nazionali.

Gli interruttori proteici progettati de novo sono strumenti potenti per rilevare in modo specifico e sensibile diversi target con semplici letture chemiluminescenti. Trovare un ospite materiale appropriato per gli interruttori proteici, progettati de novo senza alterarne la termodinamica preservandone al tempo stesso la stabilità intrinseca nel tempo, consentirebbe lo sviluppo di una varietà di formati di rilevamento per monitorare l’esposizione ad agenti patogeni, tossine e per la diagnosi di malattie.