Avanceret supercomputing

De Nationale Laboratorier betjene nogle af de mest betydningsfulde high performance computing ressourcer til rådighed, herunder 32 af de 500 hurtigste supercomputere i verden. Disse systemer, der arbejder med quaduadrillioner af operationer pr. sekund, modellerer og simulerer komplekse, dynamiske systemer-såsom den nukleare afskrækkende virkning-som ville være for dyre, upraktiske eller umulige at fysisk demonstrere., Supercomputere ændrer den måde, forskere udforsker udviklingen i vores univers, klimaændringer, biologiske systemer, vejrudsigter og endda vedvarende energi.

afkodet DNA

i 1990 sluttede National Labs sig til National Institutes of Health og andre laboratorier for at starte Human Genome Project, et internationalt samarbejde for at identificere og kortlægge alle generne i det menneskelige genom.,

bragte internettet til USA

nationale laboratorieforskere, der forsøgte at dele partikelfysikinformation, var først til at installere en webebserver i Nordamerika og startede udviklingen af det verdensomspændende webeb, som vi kender det.

sæt øjne på himlen

Vela-satellitter, der først blev lanceret i 1963 for at detektere potentielle nukleare detonationer, transformerede det spirende amerikanske rumprogram. Satellitterne featured optiske sensorer og databehandling, logik og magt delsystemer designet og skabt af National Labs.,

Revolutioneret medicinsk diagnostik og behandling

Forskere ved National Labs har bidraget til at udvikle området nuklear medicin, fremstilling af radioisotoper til at diagnosticere og behandle sygdom, design-imaging-teknologi til at opdage kræft og udvikling af software til at målrette tumorer, mens skåne det raske væv.

Powered NASA rumfartøj

De Nationale Laboratorier, der er bygget kabinettet for radioisotop termoelektriske generatorer som brændstof-håndværk såsom Cassini og er begyndt at producere plutonium-238 til fremtidige NASA missioner.,

udnyttet atomets kraft

nationale laboratorieforskere og ingeniører har ført verden i udvikling af sikker, effektiv og emissionsfri atomkraft. Startende med den første atomreaktor til at generere elektricitet, har nationale laboratorier været innovation motor bag den fredelige brug af atomenergi. Dagens laboratorier støtter den næste generation af atomkraft, der vil være tilgængelig for nationen og verden.

bragte sikkert vand til millioner

fjernelse af arsen fra drikkevand er en global prioritet., En langvarig partikel konstrueret på et nationalt laboratorium kan nu gøre nøjagtigt det, hvilket gør forurenet vand sikkert at drikke. En anden teknologi udviklet på et nationalt laboratorium bruger ultraviolet lys til at dræbe vandbårne bakterier, der forårsager dysenteri, hvilket reducerer børnedødeligheden i udviklingslandene.

fyldte protein Databank

nationale Lab Røntgenfaciliteter har bidraget med en stor del af mere end 100.000 proteinstrukturer i Protein Databank., Et proteins struktur afslører, hvordan det fungerer, hjælper forskere med at forstå, hvordan levende ting fungerer og udvikler behandlinger for sygdom. Næsten alle nye lægemidler, der ramte markedet, starter med disse databankstrukturer.

opfandt nye materialer

nationale laboratorier giver teori, værktøjer og teknikker, der tilbyder industrielle revolutionerende materialer såsom stærke, lettere metaller og legeringer, der sparer brændstof og vedligeholdelsesomkostninger og muliggør renere og mere effektive motorer.,

fundet livets mysterium messenger

nationale laboratorieforskere opdagede, hvordan genetiske instruktioner føres til cellens proteinproduktionscenter, hvor alle livets processer begynder. Efterfølgende lyskildeforskning på den genetiske kurer, kaldet messenger RNA, har afsløret, hvordan informationen transkriberes, og hvordan fejl kan forårsage kræft og fødselsdefekter.,

kortlagt universet — og den mørke side af Månen

kredit for at producere 3D — kort over himlen — og 400 millioner himmelobjekter-går til nationale laboratorieforskere, der også udviklede et kamera, der kortlagde hele Månens overflade.

kaste lys over fotosyntese

har du nogensinde spekuleret på, hvordan planter forvandler sollys til energi? Nationale laboratorieforskere bestemte kulstofets vej gennem fotosyntese, og bruger i dag Røntgenlaser-teknologi til at afsløre, hvordan hvert trin i processen udløses af en enkelt lyspartikel., Dette arbejde hjælper forskere med at udforske nye måder at få bæredygtig energi fra solen.

løste kulturelle mysterier

værkerne fra den gamle matematiker Archimedes — skrevet af middelalderlige munke og mistet i årtusinder — blev afsløret for moderne øjne takket være røntgensyn og lyskildeteknologi på National Labs. Disse undersøgelser har også afsløret hemmeligheder af mesterværk malerier, antikke græske vaser og andre uvurderlige kulturelle artefakter.,

revolutionerede acceleratorer

et nationalt laboratorium byggede og betjente den første store accelerator baseret på superledende radiofrekvensteknologi. Denne mere effektive teknologi styrker nu forskningsmaskiner til at udforske materiens hjerte, undersøge materialernes egenskaber og give unik information om livets byggesten.

afslørede stoffets hemmeligheder

protoner og neutroner blev engang antaget at være udelelige. National Lab forskere opdagede, at protoner og neutroner var lavet af endnu mindre dele, kaldet kvarker., Over tid identificerede eksperimenter seks slags kvarker, tre typer neutrinoer og Higgs-partiklen, hvilket ændrede vores syn på, hvordan den materielle verden fungerer.

bekræftede Big Bang og opdagede Mørk Energi

nationale Laboratoriedetektorer ombord på en NASA-satellit afslørede fødslen af galakser i ekkoet af Big Bang. Mørk energi-det mystiske noget, der udgør tre fjerdedele af universet og får det til at ekspandere i en accelererende hastighed — blev også opdaget af National Lab cosmologists.,

opdagede 22 elementer

den periodiske tabel ville være mindre uden de nationale laboratorier. Til dato den Nationale Laboratorier har opdaget: korrosionsbeskyttelse, promethium, astatin, neptunium, plutonium, americium, curium, berkelium, californium, einsteinium, fermium, mendelevium, nobelium, lawrencium, rutherfordium, dubnium, seaborgium, flerovium, moscovium, livermorium, tennessine og oganesson.,

lavede køleskabe køle

næste generations køleskabe vil sandsynligvis fryse skadelige kemiske kølevæsker til fordel for en miljøvenlig legering takket være nationale laboratorieforskere.

fik føringen ud

fjernelse af farlige blybaserede soldere fra miljøet er en realitet takket være en blyfri legering af tin-sølv-kobber udviklet på et nationalt laboratorium. Den blyfri lodde er licenseret af mere end 60 virksomheder over hele verden.,

opfandt en magisk svamp til at rydde op oliespild

nationale laboratorieforskere brugte en nanoteknik til at opfinde en ny svamp, der kan absorbere 90 gange sin egen vægt i olie fra vand. Det kan vrides ud for at samle olien og genbruges hundreder af gange — og det kan samle olie, der er sunket under overfladen, noget tidligere teknologi ikke kunne gøre.,

tilføjede stansen til additiv fremstilling

højtryksgasforstøvningsbehandling, der var banebrydende i et nationalt laboratorium, muliggjorde produktion af titanium og andre metallegeringspulver, der blev brugt til additiv fremstilling og pulvermetallurgi.

skabt billige katalysatorer

lavpris katalysatorer er nøglen til effektiv biomasse raffinering. Nationale laboratorieforskere skabte katalysatorer, der er billige og stabile til omdannelse af biomasse.,

skabte højteknologiske belægninger for at reducere friktion

nationale laboratorieforskere skabte måder at reducere slitage i maskiner fra bordventilatorer til bilmotorer helt op til gigantiske vindmøller, såsom en diamantlignende film, der genopbygger sig selv, så snart den begynder at bryde sammen-så motorer holder længere og har brug for færre olietilsætningsstoffer.

sæt jolten i Volt

Chevys Volt ville ikke være i stand til at krydse på batteristrøm, hvis det ikke var for den avancerede katodeteknologi, der opstod fra et nationalt laboratorium., Den samme teknologi er gnister en genoplivning af Amerikas batteri fremstillingsindustrien.

cementeret et nyt materiale

nationale laboratorieforskere har udviklet et nyt og alsidigt materiale, der blander egenskaber af keramik og beton til dannelse af et ikke-porøst produkt, der kan gøre alt fra sælolie til isolering af vægge med ekstra brandbeskyttelse. Det sætter endda i koldt vejr.

banebrydende effektive kraftledninger

nye former for kraftledninger fremstillet af superledere kan bære elektrisk strøm uden energitab., Nu implementeret af nationale laboratorieforskere kunne disse prototyper indlede en ny æra med ultraeffektiv kraftoverførsel.

lavet tidlig universe quuark soup

nationale laboratorieforskere brugte en partikelkollider til at genskabe den primordiale suppe af subatomære byggesten, der sidst eksisterede kort efter Big Bang. Forskningen udvider forskernes forståelse af stof ved ekstreme temperaturer og tætheder.

Leviterede tog med magneter

Sig farvel til trafikpropper., National Lab forskere udviklet en teknologi, der bruger de attraktive og frastødende kræfter magneter til at svæve og fremdrive tog. Maglev tog nu færgependlere i Japan og Kina og vil snart være i drift i andre lande.

udviklede effektive brændere

nationale laboratorieforskere udviklede renere forbrænding af oliebrændere, hvilket sparer forbrugerne mere end $25 milliarder i brændstofomkostninger og holder mere end 160 megaton kuldio .id ud af Jordens atmosfære.,

Forbedret automotive stål

En virksomhed med National Lab rødder er banebrydende et metal, der vejer betydeligt mindre end almindelig stål, stål bevarer sin styrke og formbarhed og kan være fremstillet uden større ændringer til den automotive fremstilling infrastruktur.

kiggede inde i våben

nationale laboratorieforskere oprettede en enhed, der kunne identificere indholdet af mistænkelige kemiske og eksplosive ammunition og containere, samtidig med at risikoen for de involverede mennesker minimeres., Teknologien, der hurtigt identificerer den kemiske sammensætning af våben, er blevet brugt til at verificere traktater rundt om i verden.

banebrydende modellering af nuklear sikkerhed

nationale laboratorieforskere begyndte at udvikle Reaktorudflugt og Lækageanalyseprogram (RELAP) for at modellere kølevæske og kerneadfærd. I dag bruges RELAP over hele verden og er blevet licenseret til både nukleare og ikke-nukleare anvendelser, herunder modellering af jetflymotorer og komponenter til fossile brændstoffer.,

identificerede godt og dårligt kolesterol

kampen mod hjertesygdomme fik et løft i 1960 ‘ erne, da National Lab research afslørede de gode og dårlige sider af kolesterol. I dag redder diagnostiske test, der registrerer begge typer kolesterol, liv.

Fundet en dinosaur killer

Naturlige historiens største krimi blev løst i 1980, hvor et team af National Lab forskere fastgjort dinosaurer’ pludselige udryddelse på en asteroide, kollision med Jorden. Sagen er afsluttet.,

udstenede kølige tage mod kuldio .id

nationale laboratorieforskere og politikeksperter førte vejen i analyse og implementering af kølige tagmaterialer, der afspejler sollys, lavere overfladetemperatur og skråkøl omkostninger.

presset brændstof fra mikrober

i en milepæl, der bringer avancerede biobrændstoffer et skridt tættere på Amerikas gastanke, hjalp National Lab scientists med at udvikle en mikrobe, der kan producere brændstof direkte fra biomasse.,

tæmmet brint med nanopartikler

for at erstatte ben .in skal brint opbevares sikkert og let at bruge, hvilket har vist sig at være undvigende. National Lab forskere har nu designet et nyt bøjeligt materiale ved hjælp af nanopartikler, der hurtigt kan absorbere og frigive brint uden dårlige virkninger, et stort skridt i at gøre brændstofcelledrevne biler til en kommerciel virkelighed.

udsat risikoen

Du kan sove lettere takket være National Lab research, der kvantificerede sundhedsrisikoen ved radongas i dele af landet., Efterfølgende EPA-standarder, kombineret med radondetektion og afbødende foranstaltninger, der er banebrydende af et nationalt Laboratorieforskerteam, forhindrer, at den naturligt forekommende gas siver ind i kældre, hvilket sparer tusinder af liv hvert år.

oprettet en lommeformet DNA-sampler

et værktøj, der identificerer mikroberne i luft -, vand-og jordprøver, er hurtigt ved at blive en arbejdshest i folkesundheds -, medicinske og miljømæssige oprydningsprojekter. Udviklet af National Lab forskere, kreditkortstørrelse enhed peger sygdomme, der dræber koralrev og kataloger luftbårne bakterier over amerikanske byer., Det blev også brugt til hurtigt at kategorisere de olieædende bakterier i plumes af Deep .ater Hori .on spill.

fabrikeret de mindste maskiner

verdens mindste syntetiske motorer — såvel som radioer, skalaer og kontakter, der er 100.000 gange finere end et menneskehår — blev konstrueret på et nationalt laboratorium. Disse og andre strejftog i nanoteknologi kan føre til livreddende lægemidler og mere kraftfulde computere.,

Bevaret lyden af gårsdagens

National Lab forskere udviklet en high-tech måde at digitalt rekonstruere aldrende

lyd optagelser, som er for skrøbelige til at spille, som Edison voks flasker fra slutningen af 1800-tallet. Arkivarer vurderer, at mange af de millioner af optagelser i verdens lyd arkiver, herunder den AMERIKANSKE Library of Congress, kan drage fordel af teknologien.

udsatte sprængstoffer

en kreditkortstørrelse detektor udviklet af nationale laboratorieforskere kan screene for mere end 30 slags eksplosiver på få minutter., Detektoren, kaldet ELITE, kræver ingen po wer og bruges i vid udstrækning af militæret, retshåndhævende og sikkerhedspersonale.en National laboratorie-og industriteknik til styrkelse af metal ved at bombardere det med laserimpulser har sparet flyindustrien hundreder af millioner af dollars i udgifter til vedligeholdelse af motorer og fly.

simuleret virkelighed

tog, fly og biler — og tusinder af andre objekter — er sikrere, stærkere og bedre designet takket være computersimuleringssoft .are, DYNA 3D, udviklet af nationale laboratorieforskere.,

Opdaget, neutrino

Start med Nobel-Pris vindende opdagelsen af neutrino i 1956 af Fred Reines og Clyde Cowan Jr, National Lab forskere har gjort en lang række bidrag til neutrino physics and astrophysics.

opdagede gammastråleudbrud

sensorer udviklet på de nationale laboratorier og placeret ombord på Vela-satellitter blev brugt til opdagelsen af gammastråleudbrud (GRB ‘ er) i 1973. GRB ‘ er er ekstremt energiske eksplosioner fra fjerne galakser., Forskere mener, at de fleste af disse udbrud består af en smal stråle af intens stråling frigivet, når en hurtigt roterende, højmassestjerne kollapser for at danne en neutronstjerne, en kvarkstjerne eller et sort hul.

oprettede det første 100-Tesla magnetfelt

nationale laboratorieforskere opnåede en 100, 75-Tesla magnetisk puls i marts 2012 og satte verdensrekord. Pulsen var næsten 2 millioner gange kraftigere end Jordens magnetfelt., 100 – Tesla multi-shot magnet kan bruges igen og igen uden at blive ødelagt af kraften i det felt, den skaber, og producerer det mest kraftfulde ikke-destruktive magnetfelt i verden.

frøs røg til varme anvendelser

National Labs forskere perfektioneret aerogels, kendt som frosne røg. De er et af de letteste faste stoffer, der nogensinde er lavet, og har den højeste varmebestandighed af ethvert testet materiale. De er også brandsikre og ekstraordinært stærke — i stand til at støtte mere end tusind gange deres egen vægt., Som et resultat af deres varmebestandighed er aerogeler fremragende kandidater til isolering i bygninger, køretøjer, filtre og apparater.

opfandt cellesorteren

i løbet af 1960 ‘ erne opfandt en National Laboratoriefysiker en “cellesorter” — en ny enhed, der fungerer meget som en blækstråleprinter, der styrer en lille strøm af celleholdige dråber, så celler af interesse kan afbøjes til tælling og undersøgelse. Cellesorterere er et vigtigt redskab til at studere biokemien bag mange sygdomme, herunder kræft og AIDS.,

indledte en indenlandsk energirenæssance

National Lab research startede skifergasrevolutionen ved at pege på vejen til nøgleteknologier og metoder til omkostningseffektiv udvinding. En anslået $220 millioner i forskning og udvikling udgifter på ukonventionel gas R&D fra 1976 til 1992 har resulteret i en anslået $100 milliarder i årlige økonomiske aktivitet fra skifergas-produktion alene.,

aktiveret rumforskning

National Labs opfandt Laser-induceret Breakdo .n Spectroscopy (LIBS), rygraden i enheden, der gjorde det muligt for Curiosity Rover at analysere materiale fra Mars. Lab forskere fandt også den rigtige kombination af materialer til at gøre højeffektive solceller til rumfartøjer.,

Kraftigt indskrænket kraftværk af emissioner til luften

National Lab forskere indført nogle 20 innovative teknologier — såsom lav nitrogenoxid (NOx), brændere, røggas desulfurization (scrubbere) og fluid bed-forbrænding — gennem Clean Coal Technology Development Program, som har trængt dybt markedet, i væsentlig grad kontrolleret skadelige kraftværk emissioner og nydt energi produktion og luftkvalitet.,

Lavet wind power mainstream

at Øge vindmøllernes effektivitet med høj effektivitet planprofiler har reduceret omkostningerne ved vindkraft med mere end 80 procent i løbet af de sidste 30 år. Nu indsat i vindmølleparker landsdækkende, disse møller skylder deres eksistens til National Lab forskning.

manipuleret smart windowsindo .s

nationale Lab forskere har skabt meget isolerede vinduer, der skifter farve for at modulere indvendige temperaturer og belysning. Hvis bredt installeret, kunne de spare omkring 5 procent af landets samlede energibudget.,

leverede tropper sikkert

nationale laboratorieforskere har udviklet computermodeller, der effektivt styrer de komplekse logistiske opgaver med at implementere tropper og udstyr til fjerne destinationer.

kanaliserede chips og hofter

integrerede kredsløb og kunstige hofter skylder deres succes til en National Lab-opdagelse, der afslørede, hvordan man ændrer et materiale ved at injicere det med ladede atomer, kaldet ioner. Ionkanalisering er nu almindelig praksis inden for industri og videnskab.,

gjort 3D-udskrivning større og bedre

en storstilet additivproduktionsplatform udviklet af et nationalt laboratorium og en industripartner trykte 3D-komponenter 10 gange større og 200 gange hurtigere end tidligere processer. Indtil videre har systemet produceret en 3D-trykt sportsvogn, SUV, hus, gravemaskine og luftfartskomponenter.

rensede vacciner

nationale laboratorieforskere tilpassede nuklear separationsteknologi til at udvikle en centrifonal centrifuge, der bruges til at rense vacciner, hvilket reducerer eller eliminerer uønskede bivirkninger., Kommercielle centrifuger baseret på opfindelsen producerer vacciner til millioner af mennesker.

bygget en bedre bygning

et nationalt laboratorium har bygget en af verdens mest energieffektive kontorbygninger. Anlægget, der fungerer som et levende laboratorium på et laboratoriested, bruger 50 procent mindre energi end krævet i kommercielle koder og bruger kun energi produceret af vedvarende strøm på eller i nærheden af bygningen.,

forbedret lufthavnssikkerhed

våben, sprængstoffer, plastudstyr og andre skjulte værktøjer fra terrorister er lettere at opdage takket være teknologi udviklet på et nationalt laboratorium og nu installeret i lufthavne over hele verden. et nationalt laboratorium oprettede et avanceret batteri, der kan lagre store mængder energi fra intermitterende vedvarende kilder — såsom vind og sol — på elnettet, samtidig med at det udjævnes over midlertidige forstyrrelser i nettet. Flere virksomheder har licenseret teknologien og tilbyder den som et kommercielt produkt.,

Løst et dieseldilemma

et nationalt Laboratorieindblik i, hvordan katalysatorer opfører sig, banede vejen for en ny “lean-burn” dieselmotor, der opfyldte emissionsstandarder og forbedrede brændstofeffektivitet med 25 procent i forhold til konventionelle motorer. en miniature enhed-kommercialiseret af den private industri efter et nationalt Lab gennembrud-genererer nok strøm fra små temperaturændringer til strøm trådløse sensorer eller radiofrekvenssendere på fjerntliggende steder, såsom dæmninger, broer og rørledninger.,

Gone grid friendly

regulering af energiforbruget til husholdningsapparater — især i spidsbelastningstider — kan skære ned på energibehovet og undgå strømafbrydelser. En National Lab appliance-control-enhed registrerer gitterspænding og reagerer øjeblikkeligt for at slukke for maskiner og reducere efterspørgslen efter slutbrug, hvilket balancerer systemet, så strømmen forbliver tændt.

sæt det digitale I dvd ‘ er

den optiske digitale optageteknologi bag musik, video og datalagring stammer fra et nationalt laboratorium for næsten 40 år siden.

låst nukleart affald i glas

bortskaffelse af U. S., Koldkrigsaffald er sikrere takket være nationale laboratorieforskere, der udviklede og implementerede en proces til at låse det i glas for at forhindre, at det udvaskes i miljøet.

renset miltbrand

forskere ved et nationalt laboratorium udviklede et ikke-giftigt skum, der neutraliserer kemiske og biologiske midler. Dette skum blev brugt til at rydde op i Kongressens kontorbygninger og postrum udsat for miltbrand i 2001.

fjernet stråling fra Fukushima havvand

efter en tsunami beskadigede Fukushima Daiichi atomkraftværket i 2011, afkølede enorme mængder havvand reaktoren., En molekylsigte Konstrueret af nationale laboratorieforskere blev brugt til at udtrække radioaktivt cæsium fra titusinder af millioner liter havvand.11

fremskyndede Ebola-detektion

i 2014 modellerede forskere fra et nationalt laboratorium det liberianske blodprøvetransportsystem og fremsatte anbefalinger til at diagnosticere patienter hurtigere. Dette minimerede mængden af tid, folk ventede sammen, hvilket reducerede spredningen af Ebola.

forhindrede uautoriseret brug af et atomvåben

i 1960 opfandt nationale laboratorieforskere kodede elektromekaniske låse til alle amerikanske atomvåben., Kontakten blokerer armeringssignalet, indtil det modtager den korrekte præsidenttilladelseskode.

lancerede LED-belysningsrevolutionen

i 1990 ‘ erne så forskere ved et nationalt laboratorium behovet for energieffektiv solid state-belysning og arbejdede med industrien for at udvikle hvide lysdioder. I dag, hvide lysdioder er omkring 30 procent effektiv, med potentiale til at nå 70 procent til 80 procent effektivitet. Lysstofrør er omkring 20 procent effektiv og glødepærer er 5 procent.,

mestrer kunsten at kunstig fotosyntese

nationale laboratorieforskere konstruerede og syntetiserede flerlags halvlederstrukturer i enheder, der direkte konverterer sollys til kemisk energi i brint ved at opdele vand ved effektivitet større end 15 procent. Denne direkte omdannelse af sollys til brændstoffer baner vejen for brug af solenergi i applikationer uden for elnettet.,

Avancerede fusion af teknologi

Fra den første fusion forsøgsreaktor til kortvarigt at producere strøm på megawatt skala, og verdens største og mest energiske laser skabe ekstreme forhold efterligne Big Bang, indretning af planeter og stjerner og termonukleare våben, at den internationale eksperiment for at generere industrielle niveauer af fusionsenergi fra brændende plasmaer, fusion videnskab og applikationer udvikler sig, på grund af den National Labs.,

lavet den første molekylære film

nationale laboratorieforskere har brugt ultrahurtige røntgenstråler til at fange de første molekylære film i quaduadrillionths-of-a-second rammer. Disse film beskriver de indviklede strukturelle danse af molekyler, da de gennemgår kemiske reaktioner.