Materiál 21. století
Začneme objevem, který letos získal Nobelovu cenu za chemii. Jde o takzvané kovově-organické struktury (Metal‑Organic Frameworks – MOF), což je podle agentury Reuters speciální typ materiálů skládající se z kovových iontů propojených organickými molekulami, které dohromady tvoří jakousi mřížku s obrovským množstvím dutin.
Díky své extrémní pórovitosti a velkému „vnitřnímu povrchu“ může tento materiál lidstvu pomoci v mnoha ohledech. Dokáže totiž zachytávat skleníkové či toxické plyny, čistit vodu, extrahovat ji ze vzduchu v suchých oblastech nebo v sobě naopak uchovávat vodík.
Vědci nazvali MOF materiálem 21. století. Domnívají se totiž, že může být základem pro novou generaci různých ekologických technologií – od čištění ovzduší a vody až po ekologická paliva.
První transplantace „univerzální“ ledviny
Vědci z University of British Columbia (UBC) letos v říjnu poprvé transplantovali lidskou ledvinu, jež byla pomocí speciálních enzymů přeměněna z krevní skupiny A na univerzální „nulku“. Ledvina byla transplantována do těla zemřelého člověka, což umožnilo sledovat, jak imunitní systém reaguje na takto upravený orgán bez rizika pro živého příjemce.
Výsledek experimentu byl nakonec pozitivní, tělo příjemce upravenou ledvinu neodmítlo. Co to znamená v praxi? Vlastně nic menšího, než že pokud se povede metodu úspěšně zopakovat, mohlo by to zcela změnit obor transplantací. Pacienti by už totiž nemuseli čekat na orgán od člověka s jednou konkrétní krevní skupinou, což by výrazně zkrátilo čekací doby, a tedy i zvýšilo jejich šance na přežití.
Osmotická elektrárna
V srpnu 2025 začala v japonském městě Fukuoka fungovat osmotická elektrárna, která vyrábí elektřinu s pomocí rozdílu slanosti mezi mořskou a sladkou vodou. Princip je jednoduchý: voda se přes polopropustnou membránu snaží přecházet z oblasti s nižší koncentrací solí do silně slané strany, což vytváří tlak, který následně pohání turbínu a generátor.
Zařízení má podle Guardianu ročně vyrobit kolem 880 tisíc kilowatthodin, což podle provozovatelů vystačí přibližně pro 220 domácností nebo pro pokrytí energie pro blízkou odsolovací stanici. Osmotické elektrárny jsou přitom podle odborníků velmi perspektivní, protože produkují obnovitelný zdroj energie, jenž je na rozdíl od solární či větrné energie k dispozici neustále, bez ohledu na počasí nebo denní dobu.
Výkonnější fotovoltaické panely
Letošní rok přinesl podle listu The Wall Street Journal zajímavý posun i v oblasti nových fotovoltaických materiálů, zejména u solárních článků založených na kvantových tečkách (quantum dots). Tyto nanokrystaly umožňují širší spektrální absorpci světla včetně infračerveného pásma a zároveň zvládnou převádět více fotonů na elektrony, díky čemuž překonávají účinnost klasických křemíkových panelů o téměř 20 procent.
Významným letošním posunem je především fakt, že se vědcům podařilo dosáhnout stabilizace zmíněných materiálů při dlouhodobém osvitu a vysokých teplotách. Kromě toho už lze navíc kvantové tečky včlenit do existujících výrobních technologií jako další vrstvy na běžné panely. Právě díky těmto inovacím se nová technologie každým dnem přibližuje komerčnímu nasazení.
Léčba cukrovky
Pozitivní zjištění přinesl rok 2025 rovněž v oblasti léčby cukrovky 1. typu. Vědci totiž poprvé dokázali pomocí 3D tiskárny vytisknout Langerhansovy ostrůvky, tedy shluky buněk, které v našem těle produkují inzulin. Využili k tomu speciální „bio-inkoust“ vytvořený z upravené lidské tkáně. Výsledné miniaturní struktury byly podle Medical Express schopné přežít a fungovat několik týdnů.
Nová metoda představuje velký posun i díky tomu, že tištěné ostrůvky by nemusely být jako dosud transplantovány do jater, ale stačilo by je umístit pod kůži, kde se jim paradoxně daří ještě lépe. To by samozřejmě zjednodušilo samotnou léčbu i její dostupnost pro pacienty. Pokud se tedy podaří zajistit dlouhodobou životnost těchto unikátních tkání, mohlo by to lidem s cukrovkou 1. typu výrazně omezit nebo úplně nahradit každodenní injekce inzulinu.
Lehké a odolné MXeny
MXeny jsou velmi tenké dvourozměrné materiály, jež mají mnoho atraktivních vlastností. Mimo jiné se jedná třeba o vysokou elektrickou vodivost, možnost chemické úpravy povrchu, dobré mechanické parametry a relativně snadnou zpracovatelnost.
Výzkumníci proto už delší dobu zkoumají jejich využití například v odvětví průmyslu, dopravy či elektroniky, přičemž letos se jim podařilo dosáhnout důležitého milníku, když představili nový typ kompozitu, který MXeny integruje do polymerové hmoty nebo epoxidu. Díky tomu vznikají lehké, pevné a odolné materiály s vylepšenou tepelnou stabilitou i odolností vůči vlhkosti.
Podle serveru Phys.org nový objev znamená, že MXenové kompozity jsou nyní mnohem blíž praktickému využití. Kdy přesně budou moci vznikat nové lehké a odolné konstrukce se širokým uplatněním, sice nesdělili, má se tak nicméně prý stát už brzy.
Organoidy s krevním oběhem
Organoidy jsou jakési miniaturní verze lidských orgánů pěstované v laboratořích. Vědci je obvykle používají hlavně k biomedicínskému výzkumu, až dosud byli ale limitováni tím, že organoidy postrádaly cévní síť, takže jejich růst a chování nebyly zcela realistické.
Změna přišla až díky odborníkům ze Stanfordovy univerzity, kteří vynalezli unikátní postup, jenž umožnil vznik organoidů s mikroskopickými cévami přivádějícími živiny a kyslík podobně jako ve skutečném lidském těle. Organoidy s vlastním a funkčním krevním oběhem mohou být větší a životaschopnější, díky čemuž věrněji napodobují fungování opravdových orgánů.
Zásluhou této novinky se vědcům otevírají dveře ke zcela novým možnostem testování léků, studia nemocí nebo vývoje personalizované medicíny. Celý postup by navíc mohl být využit i pro tvorbu větších, funkčních náhrad lidských orgánů.
Umělá inteligence
Náš výčet by nebyl kompletní, kdybychom nezmínili rychlý rozvoj AI. Ten letos symbolizují například generátory videí jako Sora od OpenAI či Veo 3 od Google DeepMind. Umělá inteligence se ale postupně rozšířila i do vyhledávání na internetu, pomáhá nám shrnout obsah pracovních mailů, nebo třeba odpovídá na dotazy ohledně produktů na internetových obchodech.
Kromě běžných uživatelů se samozřejmě implementaci umělé inteligence stále více věnují i jednotlivé firmy, které ji nasazují třeba ve výrobě, službách, marketingu či zákaznické péči. S pomocí generativních a prediktivních AI modelů lze totiž dosáhnout vyšší efektivity a také úspory času a nákladů. Jinými slovy, je zřejmé, že umělá inteligence je už dnes důležitou součástí života mnoha z nás, přičemž její role bude téměř jistě růst i v následujících letech.
