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Uno degli impatti dei cambiamenti climatici causati dall’uomo è un aumento delle ondate di caldo marino, eventi in cui le acque oceaniche sono molto più calde del solito. Abbiamo visto che questi eventi hanno un impatto negativo sulle specie marine, dai produttori ai predatori, ma non è chiaro se il loro impatto sia persistente una volta che la temperatura dell’acqua scende a livelli normali. Secondo una ricerca, più della metà della popolazione di urie comuni dell’Alaska è morta durante un’ondata di caldo marino tra il 2014 e il 2016, con una perdita stimata di 4 milioni di uccelli.

Le macchine molecolari artificiali, composte solo da poche molecole, hanno un potenziale di trasformazione in diversi campi, tra cui la catalisi, l’elettronica molecolare, la medicina e i materiali quantistici. Questi dispositivi su scala nanometrica funzionano convertendo gli stimoli esterni, come i segnali elettrici, in movimento meccanico controllato a livello molecolare. Il ferrocene, una molecola unica a forma di tamburo con un atomo di ferro (Fe) inserito tra due anelli di carbonio a cinque membri, è un candidato eccezionale per i macchinari molecolari.

La robotica dello sciame è emersa come una metodologia promettente per svolgere compiti complicati attraverso il comportamento collettivo di più robot. Attraverso le comunicazioni tra robot, gli sciami robotici possono eseguire la ricognizione del terreno, la formazione di schemi e il trasporto di merci. Tuttavia, nei sistemi robotici miniaturizzati, i robot possiedono una bassa energia cinetica per operare in vari ambienti a causa della loro ridotta massa corporea. Inoltre, l’attuazione dei robot senza batterie e sensori complica la comunicazione tra robot, limitando l’estensione delle loro funzionalità.

La spettroscopia laser miniaturizzata in grado di rilevare gas in traccia a livello di ppb (parts per billion) in situ e in tempo reale è di fondamentale importanza per numerose applicazioni, tra cui il monitoraggio ambientale, il controllo dei processi industriali e la diagnosi biomedica. I sistemi di spettroscopia laser da banco basati sull'assorbimento diretto, sulla fotoacustica e sugli effetti Raman mostrano un'elevata sensibilità ma devono affrontare sfide per il rilevamento del gas in situ e in tempo reale a causa delle loro dimensioni ingombranti, della risposta lenta e del campionamento offline.

I big data e l’intelligenza artificiale stanno guidando la crescente domanda di storage di dati ad alta densità. L'archiviazione dei dati basata su sonde, come l'archiviazione meccanica utilizzando la punta di un microscopio a forza atomica, è una potenziale soluzione con densità di archiviazione superiori ai dischi rigidi. Tuttavia, il supporto di memorizzazione deve essere modificabile su scala nanometrica. Sebbene i polimeri siano mezzi di memorizzazione promettenti, devono affrontare sfide legate alla sintesi, all’eliminazione delle temperature e alla stabilità.