Обзор изобретений, способных поменять нашу жизнь к лучшему

Ученые нередко сначала обнаруживают проблемы, которые порождены природой. А потом в ней же черпают вдохновение для их решения. На радость экологам и всем-всем-всем. Примеры тому — в новой подборке «Ъ».

Паразиты на страже виноградников

Выращивание винограда сопряжено с немалыми проблемами, и речь не только о погоде. Серьезную угрозу для урожая, а дальше по цепочке и для производства вина представляют всевозможные насекомые-вредители. В частности, виноградный мучнистый червец. Это мелкое, до 6 мм, сосущее насекомое, его личинки и самки питаются соком растения. А это ослабляет лозу: задерживает ее рост, деформирует ее, приводит к пожелтению листьев. Урожай получается меньшим по объему и низким по качеству. Кроме всего прочего, червец переносит различные заболевания, в частности вирус скручивания листьев GLRaV-3. Из-за него лоза живет вдвое меньше, в последние годы почти не дает урожая, и качество винограда при этом очень плохое.

Пестициды хоть и избавляют виноградники от червеца, но вредят экологии и губят пчел и других полезных насекомых. Один из безвредных для экологии методов — уничтожать червецов с помощью других насекомых, хищных или паразитирующих, например наездника Anagyrus. Тут главная задача — сделать так, чтобы «борцы с вредителями» оказались там, где нужно, и в больших количествах.

В ЮАР, которая входит в число десятку крупнейших производителей вина в мире, нашли способ сделать это легко и эффективно. Компания FieldBugs, которая разводит насекомых, и компания Aerobotics, которая делает дроны и готовит операторов для них, запустили в помощь виноделам проект SkyBugs.

На дроны Aerobotics крепят контейнеры, в которые закладывают куколки наездников Anagyrus. Дрон облетает виноградники и в местах, где выявлено распространение червеца, разбрасывает куколок.

За один рейс дрона можно обработать 20 га посадок, рассыпав по 500 куколок на каждый гектар. Из куколки появляется взрослое насекомое, оно легко отыскивает червецов и откладывает в них по одному яйцу. За день одна самка может отложить до 15 яиц. В процессе роста личинка наездника питается внутренними органами червеца, убивая вредителя.

Эффективность метода подтверждают в старинном винодельческом хозяйстве Вергелеген в 50 км от Кейптауна. Основанная 324 года назад винодельня пользуется поддержкой проекта SkyBugs, и ее специалисты утверждают, что благодаря наездникам удалось практически истребить вирус скручивания листьев.

Воротник с чистым воздухом

Эстонская компания технологий для здоровья Respiray в заботе об аллергиках и астматиках разработала портативный очиститель воздуха. Устройство Wear A+ надевается на шею и напоминает большой воротник. Работает оно просто — создает путем фильтрации «пузырь чистого воздуха» возле лица. Внутри устройства весом 250 г находится HEPA-фильтр, на корпусе есть индикатор уровня загрязнения, который показывает, когда фильтр нужно заменить. «Воротник» задерживает самые разные аллергены, в том числе частицы кожи домашних животных, пыль, пыльцу, споры и т. п., а также справляется с сильными запахами и дымом. Как отмечают разработчики, Wear A+ прошел несколько клинических испытаний, в том числе в Европейском центре исследований аллергий, в ходе которых наблюдалось улучшение самочувствия пользователей. У них снижались симптомы аллергии, такие как заложенность носа, чихание, слезящиеся глаза.

Более того, «воротник» показал эффективность в очистке воздуха от вирусов, которые распространяются воздушно-капельным путем, в том числе вирусов гриппа и коронавируса.

В Respiray отмечают, что эффективнее всего Wear A+ действует в помещениях. То есть лучше всего пользоваться им дома, в офисе, в музее, на концерте и т. д., причем он не мешает обладателю заниматься обычными делами и даже есть и пить. Учитывая, что во всем мире, по данным Университета Кобе, более 400 млн человек страдают аллергиями, а еще сотни миллионов озабочены опасностью подхватить какой-нибудь вирус, разработка Respiray уже вполне востребована.

Рис для диабетиков

Такой новый сорт вывели филиппинские ученые. В мире сейчас более 537 млн взрослых людей страдают диабетом, и, по оценкам Международной диабетический федерации (IDF), к 2045 году это число вырастет до 783 млн. Более 60% диабетиков живет в странах Азии, где один из главных продуктов питания — рис. На этот регион приходится 90% всего производимого и потребляемого в мире риса. А ведь у самого распространенного, белого риса высокий гликемический индекс, то есть этот продукт может вызывать резкое повышение уровня сахара в крови — а значит, не подходит для страдающих диабетом.

Решить проблему взялись специалисты из Международного института исследования риса (IRRI) в Лос-Баньосе. Они работали в сотрудничестве с коллегами из Университета Калифорнии, Института молекулярной физиологии Макса Планка (Германия) и Центра биологии и биотехнологий (Болгария). Используя генный банк риса института в Лос-Баньосе — он самый большой в мире, ученые провели скрининг 380 образцов семян, чтобы выявить гены и маркеры с более низким гликемическим индексом и более высоким содержанием белка. Комбинируя их, они вывели более безопасный для диабетиков сорт. Дальше в планах ученых начать разводить новый сорт в Индии и на Филиппинах для реализации программы IRRI по снижению уровня бедности и голода в странах, где рис является основным продуктом питания. В 2021 году институт уже помог разработать сорт золотого риса, богатый витамином А, для решения проблемы дефицита этого витамина в организме.

Он живой и светится

Каких только материалов не придумал человек в поиске чего-то нового и оригинального. Но, пожалуй, один из самых оригинальных — материал в прямом смысле слова живой, да еще и светящийся при прикосновении. Это разработка британского дизайнера Кристофера Беллами, который многие годы стремился создавать что-то, что оберегало бы природу, не способствовало изменению климата и т. п. Несколько лет он работал в Jaguar Land Rover, где участвовал в создании первого электромобиля компании Jaguar I-Pace. Потом переключился на создание пригодных для вторичной переработки обуви и аксессуаров.

А потом Беллами начал поиски того, что стало бы материалом для его новых творений. Поиски эти привели его во Французскую Полинезию, где он увидел биолюминисцентные водоросли. В Британию он вернулся с идеей превратить эти морские растения в сырье для изготовления необычных вещей.

Совместно с Институтом биомедицинских исследований Кристофер Беллами создал на основе водорослей материал, в котором микроорганизмы продолжают жить, улавливая углерод и светясь при прикосновении. Так родился проект Lucid Life.

В результате сотрудничества с тремя известными полинезийскими мастерами появились барабан, женское украшение и купальник. Барабан обтянут живым материалом, и нанесенный на него национальный узор мерцает при прикосновении.

Как утверждает Беллами, вещи из живого материала позволяют человеку ощутить более тесную связь с природой, видеть и чувствовать ее красоту. А отсюда рукой подать до стремления защитить природу, позаботиться о ней.

Бактериологическая металлургия

Ученые из Эдинбургского университета придумали с помощью бактерий извлекать редкие металлы из отработавших батареек, аккумуляторов и вышедшего из строя электронного оборудования. Литий, кобальт, марганец и другие металлы крайне важны для производства электромобилей, устройств и оборудования, необходимых для перехода на зеленые технологии. Но не все страны имеют доступ к ним, не все могут их перерабатывать. Одним из решений проблемы, по мнению ученых, было бы создание экономики, основанной на их повторном использовании. «Объем этих металлов на Земле небезграничен, и мы больше не можем себе позволить выбрасывать их в мусор, как это делается сейчас»,— говорит профессор Луиза Хорсфолл. И тут на помощь приходят бактерии.

«Бактерии — чудесные, маленькие сумасшедшие штучки, которые способны делать разные странные и удивительные вещи»,— говорит о них профессор Хорсфолл.

Так, некоторые бактерии синтезируют наночастицы металлов. Как объясняет профессор, бактерии «захватывают атомы металлов, а потом выделяют их уже в виде наночастиц». Первые опыты были поставлены с марганцем, и бактерии успешно выдали ученым этот металл, собрав его среди растворенных остатков электронного мусора. Потом был успешно получен никель и литий, а затем и кобальт с никелем. Сейчас ученые работают с обычными бактериями, встречающимися в природе. Однако в будущем профессор Хорсфолл и ее команда намерены использовать генно-модифицированные бактерии, которые смогут работать еще эффективнее.

Алена Миклашевская