The US government has for the first time authorized funding to research geoengineering, the controversial idea that we could counteract climate change by reflecting heat away from the planet. The $1.4 trillion spending bills that Congress passed this week included a little-noticed provision setting aside at least $4 million for the National Oceanic and Atmospheric Administration to conduct stratospheric monitoring and research efforts. The program includes assessments of “solar climate interventions,” including “proposals to inject material [into the stratosphere] to affect climate.” President Donald Trump is expected to sign the sweeping appropriations bills today.

Over the last 20 years, the field of Smart Dust has been proposed and demonstrated. Almost in the same period, implantable and wearable sensors for human monitoring have been actually successfully introduced in the market. The present research about Smart Dust is actually in the field of Dust for brain applications (Neural Dust) or for metabolism monitoring (Body Dust). Aim of this feature article is to review all the developments presented so far in literature, and then define the next steps and challenges. First, we see the field of Smart Dust and, then, its application to human sensing. The paper starts from details about the early phases of the research in the area, and first developments. Then, it reviews the recent advancements in the field, for then closing with the definition of the still-open challenges for realizing motes that could spread in human body as thousands of individual sensors in a kind of sensing active network capable to provide telemetry from inside the body. The Body Dust concept discussed in this article is well beyond the present concepts of wearable or implantable devices. These last are actually entering into the market to provide personalized and more precise medicine to human health, while the Body Dust concept definitely represents the future of humans monitoring, still opens to scientific explorations.

Hercules, Inc. was a chemical and munitions manufacturing company based in Wilmington, Delaware, United States, incorporated in 1912 as the Hercules Powder Company following the breakup of the DuPont explosives monopoly by the U.S. Circuit Court in 1911.

Warriner and DuPont were key players in the Manhattan Project – the secret development of the atomic bomb. DuPont, already supplying nylon for parachutes and nearly half of the TNT U.S. forces would use, built the vast nuclear complex and supporting city in Hanford, Wash., where the plutonium was created for the second bomb dropped on Japan. Warriner oversaw construction of one of the long, thick concrete processors in which the man-made element was produced.

Today DuPont, Chemours and Corteva announced a cost-sharing agreement worth $4 billion to settle lawsuits involving the historic use of the highly toxic “forever chemicals” known as PFAS. The Environmental Working Group has documented the decades-long deception of chemical companies like DuPont burying the truth that PFAS build up in our blood and present risks to human health. EWG created a timeline that shows by the 1960s, animal studies conducted by DuPont revealed that PFAS chemicals could pose health risks.

“For decades, these corporations have knowingly contaminated our drinking water, food supplies and the blood of virtually every person on the planet with these highly toxic chemicals,” said Scott Faber, EWG’s senior vice president for government affairs. “It’s long past time that the polluters pay for their malicious drive toward profits over public health.”

Dielectric elastomer actuators (DEAs) with large actuation strain and high energy density are highly desirable for actuating soft robots. However, DEAs usually require high driving electric fields (>100 MV m⁻¹) to achieve high performances due to the low dielectric constant and high stiffness of dielectric elastomers (DEs). Here, we introduce polar fluorinated groups and nanodomains aggregated by long alkyl side chains into DE design, simultaneously endowing DE with a high dielectric constant and desirable modulus. …Using our DE, soft robots reach an ultrafast running speed of 20.6 BL s⁻¹, 60 times higher than that of commercial VHB 4910, representing the fastest DEA-driven soft robots ever reported.

Microscale organisms and specialized motile cells use protein-based spring-like responsive structures to sense, grasp and move. Rendering this biomechanical transduction functionality in an artificial micromachine for applications in single-cell manipulations is challenging due to the need for a bio-applicable nanoscale spring system with a large and programmable strain response to piconewton-scale forces. Here we present three-dimensional nanofabrication and monolithic integration, based on an acrylic elastomer photoresist, of a magnetic spring system with quantifiable compliance sensitive to 0.5 pN, constructed with customized elasticity and magnetization distributions at the nanoscale. We demonstrate the effective design programmability of these ‘picospring’ ensembles as energy transduction mechanisms for the integrated construction of customized soft micromachines, with onboard sensing and actuation functions at the single-cell scale for microrobotic grasping and locomotion. The integration of active soft springs into three-dimensional nanofabrication offers an avenue to create biocompatible soft microrobots for non-disruptive interactions with biological entities.

“This is an area that needed these sequencing tools and the high-scale data processing, including AI, to be able to find the patterns,” Gates said. “There’s just too much going on there if you had to do it, say, with paper and pencil to understand the 100 trillion organisms and the large amount of genetic material there. This is a fantastic application for the latest AI technology.” Similarly, “organs on a chip” could accelerate the pace of biomedical research without putting human experimental subjects at risk.

Silicone Elastomers (Si) FDA 21 CFR

Liveo™ BioMedical Grade ETR Elastomers (Q7-series) are a series of two-part, enhanced-tearresistant (ETR) silicone elastomers that consist of dimethyl and methylvinyl siloxane copolymers and reinforcing silica.
The elastomers exhibit a range of hardness from soft (20 Shore A) to firm (80 Shore A). Each elastomer is supplied as a two component kit (Part A and Part B), equal portions (by weight) of which must be thoroughly blended together prior to use. The elastomer is then thermally cured via addition-cure (platinum-cure) chemistry.

Liveo™ BioMedical Grade ETR Elastomers (Q7-series) are heat-cured high consistency silicone rubbers designed for use by customers fabricating medical devices, including those intended for implantation in humans for less than 30 days.

Two polymer network conformations currently exist for LCE materials: Side chain LCE (SCLCE) and Main chain LCE (MCLCE) as illustrated in Figure 1. The side chain conformation has the LC mesogen pendant form the linear polymer network. The main chain LCE has the LC mesogens linked end to end forming a LC polymer which is cross-linked to form the network. Either nematic or smectic LCE may be prepared from side chain and main chain LCE. Some examples are the following:  Acrylate side chain LCE – side chain LCE prepared through photopolymerization of acrylate mesogens. (See Figure 2)  Siloxane side chain LCE – side chain LCE prepared via hydrosilylation reaction of vinyl mesogen with methyl-hydrosiloxane polymer. 7 Materials of this type also include LCE films/ultra thin films (coatings).3 (See Figure 3)  Main chain LCE – main chain LCE prepared via hydrosilylation reaction of vinyl mesogen with methyl hydrosiloxane polymer. (See Figure 4)  Polyester/polyurethane (Estane) side chain LCE – side chain LCE segmented polyurethane with functionalized polysiloxane soft segments and tradiotnal MDI/butane diol hard segment. (See Figure 5)

Smartdust^[1] is a system of many tiny microelectromechanical systems (MEMS) such as sensors, robots, or other devices, that can detect, for example, light, temperature, vibration, magnetism, or chemicals. They are usually operated on a computer network wirelessly and are distributed over some area to perform tasks, usually sensing through radio-frequency identification. Without an antenna of much greater size the range of tiny smart dust communication devices is measured in a few millimeters and they may be vulnerable to electromagnetic disablement and destruction by microwave exposure.

The concepts for Smart Dust emerged from a workshop at RAND in 1992 and a series of DARPA ISAT studies in the mid-1990s due to the potential military applications of the technology.

Rząd Stanów Zjednoczonych po raz pierwszy zatwierdził finansowanie badań nad geoinżynierią – kontrowersyjnym pomysłem, jakoby moglibyśmy przeciwdziałać zmianom klimatycznym poprzez odbijanie ciepła od planety. Ustawy o wydatkach na kwotę 1,4 biliona dolarów przyjęte przez Kongres w tym tygodniu zawierały mało zauważany zapis przewidujący przeznaczenie co najmniej 4 milionów dolarów Narodowej Administracji Oceanicznej i Atmosferycznej na prowadzenie monitoringu stratosfery i działań badawczych. Program obejmuje oceny „interwencji w dziedzinie klimatu słonecznego”, w tym „propozycje wtłoczenia materiału [do stratosfery] w celu wywarcia wpływu na klimat”. Oczekuje się, że prezydent Donald Trump podpisze dziś szeroko zakrojone ustawy budżetowe.

W ciągu ostatnich 20 lat zaproponowano i zademonstrowano dziedzinę inteligentnego pyłu. Niemal w tym samym okresie z powodzeniem wprowadzono na rynek wszczepialne i przenośne czujniki do monitorowania człowieka. Obecne badania nad inteligentnym pyłem dotyczą w rzeczywistości pyłu do zastosowań w mózgu (pył neuronowy) lub do monitorowania metabolizmu (kurz ciała). Celem niniejszego artykułu jest dokonanie przeglądu wszystkich osiągnięć przedstawionych dotychczas w literaturze, a następnie określenie kolejnych kroków i wyzwań. Najpierw widzimy obszar inteligentnego pyłu, a następnie jego zastosowanie w wykrywaniu ludzi. Artykuł rozpoczyna się od szczegółów dotyczących wczesnych faz badań w tej dziedzinie i pierwszych osiągnięć. Następnie dokonuje przeglądu najnowszych osiągnięć w tej dziedzinie, kończąc na definicji wciąż otwartych wyzwań związanych z określeniem drobinek, które mogą rozprzestrzeniać się w ludzkim ciele w postaci tysięcy pojedynczych czujników w rodzaju aktywnej sieci wykrywającej, zdolnej do dostarczania telemetrii od wewnątrz Ciało. Koncepcja Body Dust omówiona w tym artykule znacznie wykracza poza obecne koncepcje urządzeń do noszenia lub wszczepiania. Te ostatnie faktycznie wchodzą na rynek, aby zapewnić spersonalizowane i bardziej precyzyjne leki dla zdrowia ludzkiego, podczas gdy koncepcja Body Dust zdecydowanie reprezentuje przyszłość monitorowania ludzi, wciąż otwartą na badania naukowe.

Hercules, Inc. była firmą produkującą chemikalia i amunicję z siedzibą w Wilmington w stanie Delaware w Stanach Zjednoczonych, zarejestrowaną w 1912 roku jako Hercules Powder Company po rozpadzie monopolu firmy DuPont na materiały wybuchowe przez amerykański sąd okręgowy w 1911 roku.

Warriner i DuPont byli kluczowymi graczami w Projekcie Manhattan – tajnym opracowaniu bomby atomowej. Firma DuPont, dostarczająca już nylon do spadochronów i prawie połowa amerykańskich sił TNT, zbudowała ogromny kompleks nuklearny i miasto pomocnicze w Hanford w stanie Waszyngton, gdzie wytworzono pluton do drugiej bomby zrzuconej na Japonię. Warriner nadzorował budowę jednej z długich i grubych maszyn do betonu, w której wytwarzano element sztuczny.

DuPont, Chemours i Corteva ogłosiły dzisiaj zawarcie porozumienia o podziale kosztów o wartości 4 miliardów dolarów w celu rozstrzygnięcia procesów sądowych dotyczących historycznego stosowania wysoce toksycznych „wiecznych chemikaliów” znanych jako PFAS. Grupa Robocza ds. Środowiska  udokumentowała  trwające dziesięciolecia oszukiwanie firm chemicznych, takich jak DuPont, ukrywających prawdę o tym, że PFAS gromadzą się w naszej krwi i stanowią zagrożenie dla zdrowia ludzkiego. EWG stworzyła harmonogram  , który pokazuje, że do lat 60. XX wieku badania na zwierzętach przeprowadzone przez firmę DuPont wykazały, że chemikalia PFAS mogą stanowić zagrożenie dla zdrowia.

„Przez dziesięciolecia te korporacje świadomie zanieczyszczały naszą wodę pitną, zapasy żywności i krew praktycznie każdego człowieka na planecie wysoce toksycznymi chemikaliami” – powiedział Scott Faber, starszy wiceprezes EWG ds. rządowych. „Już dawno nie było czasu, aby zanieczyszczający płacili za swoje złośliwe dążenie do zysków ponad zdrowie publiczne”.

Dielektryczne siłowniki z elastomeru (DEA) charakteryzujące się dużym naprężeniem uruchamiającym i dużą gęstością energii są wysoce pożądane do uruchamiania miękkich robotów. Jednakże DEA zwykle wymagają silnych pól elektrycznych sterujących (> 100 MV m ^-1 ), aby osiągnąć wysoką wydajność ze względu na niską stałą dielektryczną i wysoką sztywność elastomerów dielektrycznych (DE). Tutaj wprowadzamy polarne fluorowane grupy i nanodomeny zagregowane przez długie alkilowe łańcuchy boczne do projektu DE, jednocześnie nadając DE wysoką stałą dielektryczną i pożądany moduł. …Dzięki naszemu DE miękkie roboty osiągają ultraszybką prędkość działania 20,6 BL s ^-1 , 60 razy większą niż komercyjny VHB 4910, co stanowi najszybsze miękkie roboty napędzane DEA, jakie kiedykolwiek odnotowano.

Organizmy w mikroskali i wyspecjalizowane komórki ruchliwe wykorzystują sprężyste struktury oparte na białkach do wyczuwania, chwytania i poruszania się. Renderowanie tej biomechanicznej funkcji transdukcji w sztucznej mikromaszynie do zastosowań w manipulacji pojedynczymi komórkami jest trudne ze względu na potrzebę biostosowalnego systemu sprężyn w skali nano z dużą i programowalną odpowiedzią na odkształcenia na siły w skali piconewtona. Tutaj przedstawiamy trójwymiarową nanofabrykację i monolityczną integrację, w oparciu o fotomaskę z elastomeru akrylowego, układu sprężyn magnetycznych o wymiernej podatności wrażliwej na 0,5 pN, skonstruowanej z dostosowanymi rozkładami elastyczności i namagnesowania w nanoskali. Wykazujemy efektywną programowalność projektową tych zespołów „picosprężynowych” jako mechanizmów przenoszenia energii na potrzeby zintegrowanej konstrukcji niestandardowych miękkich mikromaszyn, z wbudowanymi funkcjami wykrywania i uruchamiania w skali jednokomórkowej do chwytania i poruszania się przez mikroroboty. Integracja aktywnych miękkich sprężyn z trójwymiarową nanofabrykacją umożliwia stworzenie biokompatybilnych miękkich mikrorobotów zapewniających niezakłócające interakcje z jednostkami biologicznymi.

„ Jest to obszar wymagający narzędzi do sekwencjonowania i przetwarzania danych na dużą skalę, w tym sztucznej inteligencji, aby móc znaleźć wzorce ” – powiedział Gates. „Po prostu dzieje się tam zbyt wiele, gdyby trzeba było to robić, powiedzmy, papierem i ołówkiem, aby zrozumieć 100 bilionów organizmów i ogromną ilość materiału genetycznego. To fantastyczna aplikacja dla najnowszej technologii AI.” Podobnie „narządy na chipie” mogłyby przyspieszyć tempo badań biomedycznych bez narażania ludzi na ryzyko eksperymentalne.

Elastomery silikonowe (Si) FDA 21 CFR

Elastomery ETR Liveo™ BioMedical Grade (seria Q7) to seria dwuskładnikowych elastomerów silikonowych o zwiększonej odporności na rozdarcie (ETR), składających się z kopolimerów dimetylu i metylowinylosiloksanu oraz wzmacniającej krzemionki.
Elastomery charakteryzują się twardością od miękkiej (20 Shore A) do twardej (80 Shore A). Każdy elastomer jest dostarczany w postaci zestawu dwuskładnikowego (Część A i Część B), którego równe części (wagowe) należy dokładnie wymieszać przed użyciem. Elastomer jest następnie utwardzany termicznie metodą addycyjną (utwardzanie platyną).

Elastomery ETR Liveo™ BioMedical Grade (seria Q7) to utwardzane termicznie kauczuki silikonowe o wysokiej konsystencji, przeznaczone do stosowania przez klientów wytwarzających wyroby medyczne, w tym te przeznaczone do implantacji u ludzi na okres krótszy niż 30 dni.

Obecnie istnieją dwie konformacje sieci polimerowej dla materiałów LCE: LCE łańcucha bocznego (SCLCE) i LCE łańcucha głównego (MCLCE), jak pokazano na rysunku 1. Konformacja łańcucha bocznego ma boczny mezogen LC tworzący liniową sieć polimerową. Główny łańcuch LCE ma mezogeny LC połączone końcami, tworząc polimer LC, który jest usieciowany, tworząc sieć. Z LCE łańcucha bocznego i głównego łańcucha można wytworzyć albo nematyczny, albo smektyczny LCE. Oto kilka przykładów:  Łańcuch boczny akrylanu LCE – łańcuch boczny LCE przygotowany w drodze fotopolimeryzacji mezogenów akrylanowych. (Patrz rysunek 2)  Siloksanowy łańcuch boczny LCE – łańcuch boczny LCE przygotowany w reakcji hydrosililowania mezogenu winylowego z polimerem metylohydrosiloksanowym. 7 Do materiałów tego typu zalicza się także folie LCE/ultracienkie folie (powłoki).3 (Patrz rysunek 3)  Łańcuch główny LCE – LCE głównego łańcucha otrzymywany w reakcji hydrosililowania mezogenu winylowego z polimerem metylohydrosiloksanowym. (Patrz rysunek 4)  Poliestrowy/poliuretanowy (Estan) łańcuch boczny LCE – poliuretan segmentowany LCE w łańcuchu bocznym z miękkimi segmentami funkcjonalizowanego polisiloksanu i tradycyjnym twardym segmentem MDI/butanodiol. (Patrz rysunek 5)

Smartdust ^[1] to system wielu maleńkich systemów mikroelektromechanicznych (MEMS), takich jak czujniki, roboty i inne urządzenia, które mogą wykrywać na przykład światło , temperaturę , wibracje , magnetyzm lub substancje chemiczne . Zwykle działają one bezprzewodowo w sieci komputerowej i są rozproszone na określonym obszarze w celu wykonywania zadań, zwykle poprzez identyfikację za pomocą częstotliwości radiowej . Bez znacznie większej anteny zasięg maleńkich, inteligentnych urządzeń komunikacyjnych mierzonych w kurzu jest mierzony w kilku milimetrach i mogą one być podatne na zakłócenia elektromagnetyczne i zniszczenie w wyniku narażenia na działanie mikrofal.

Koncepcje inteligentnego pyłu zrodziły się w wyniku warsztatów w RAND w 1992 r. i serii badań DARPA ISAT w połowie lat 90. XX wieku ze względu na potencjalne zastosowania tej technologii w celach wojskowych.