Avançado de supercomputação
Nacional de Laboratórios de operar alguns dos mais significativos computação de alto desempenho, recursos disponíveis, incluindo 32 dos 500 supercomputadores mais rápidos do mundo. Estes sistemas, trabalhando em quadrilhões de operações por segundo, modelar e simular sistemas complexos e dinâmicos-como o dissuasor nuclear-que seria muito caro, impraticável ou impossível de demonstrar fisicamente., Supercomputadores estão mudando a forma como os cientistas exploram a evolução do nosso universo, mudança climática, sistemas biológicos, previsão do tempo e até mesmo energia renovável. em 1990, os Laboratórios Nacionais juntaram-se aos Institutos Nacionais de Saúde e outros laboratórios para iniciar o Projecto do Genoma Humano, uma colaboração internacional para identificar e mapear todos os genes do genoma humano.,
trouxe a web para os Estados Unidos
cientistas do Laboratório Nacional, procurando compartilhar informações de física de partículas, foram os primeiros a instalar um servidor web na América do Norte, iniciando o desenvolvimento da web mundial como a conhecemos. os satélites Vela, lançados pela primeira vez em 1963 para detectar potenciais detonações nucleares, transformaram o nascente programa espacial dos Estados Unidos. Os satélites apresentavam sensores ópticos e subsistemas de processamento de dados, lógica e energia projetados e criados pelos Laboratórios Nacionais., pesquisadores dos Laboratórios Nacionais ajudaram a desenvolver o campo da medicina nuclear, produzindo radioisótopos para diagnosticar e tratar doenças, projetando tecnologia de imagem para detectar câncer e desenvolvendo software para atingir tumores, poupando tecido saudável.os Laboratórios Nacionais construíram o recinto para os geradores termoelétricos de radioisótopos que utilizam combustíveis como Cassini e começaram a produzir plutônio-238 para futuras missões da NASA., cientistas e engenheiros do Laboratório Nacional têm liderado o mundo no desenvolvimento de energia nuclear segura, eficiente e sem emissões. Começando com o primeiro reator nuclear a gerar eletricidade, os Laboratórios Nacionais têm sido o motor de inovação por trás do uso pacífico da energia nuclear. Os laboratórios de hoje estão apoiando a próxima geração de energia nuclear que estará disponível para a nação e o mundo. a remoção do arsénio da água potável é uma prioridade global., Uma partícula de longa duração projetada em um Laboratório Nacional pode agora fazer exatamente isso, tornando a água contaminada segura para beber. Outra tecnologia desenvolvida em um Laboratório Nacional usa luz ultravioleta para matar bactérias que causam disenteria, reduzindo assim a mortalidade infantil no mundo em desenvolvimento.
encheu o banco de dados proteicos
as instalações de Raio-X do Laboratório Nacional contribuíram com uma grande porção de mais de 100.000 estruturas proteicas no banco de dados proteicos., A estrutura de uma proteína revela como ela funciona, ajudando os cientistas a entender como as coisas vivas funcionam e desenvolver tratamentos para doenças. Quase todos os novos medicamentos que atingiram o mercado começam com estas estruturas de banco de dados. os Laboratórios Nacionais fornecem a teoria, ferramentas e técnicas que oferecem materiais revolucionários da indústria, tais como metais fortes, mais leves e ligas que economizam combustível e custos de manutenção e permitem motores mais limpos e eficientes., os cientistas do Laboratório Nacional descobriram como as instruções genéticas são levadas para o centro de produção de proteínas da célula, onde todos os processos da vida começam. A pesquisa subsequente da fonte de luz sobre o mensageiro genético, chamado RNA mensageiro, revelou como a informação é transcrita e como os erros podem causar câncer e defeitos de nascença.,
mapeou o universo — e o lado escuro da lua
crédito para a produção de mapas 3D do céu — e 400 milhões de objetos celestes — vai para os cientistas do Laboratório Nacional, que também desenvolveu uma câmera que mapeou toda a superfície da lua. alguma vez te perguntaste como as plantas transformam a luz solar em energia? Os cientistas do Laboratório Nacional determinaram o caminho do carbono através da fotossíntese, e hoje usam a tecnologia laser de raios-X para revelar como cada passo no processo é despoletado por uma única partícula de luz., Este trabalho ajuda os cientistas a explorar novas formas de obter energia sustentável do sol.
mistérios culturais resolvidos
As obras do antigo matemático Arquimedes — escritas por monges medievais e perdidas por milênios — foram reveladas aos olhos modernos graças à visão de raios X e Tecnologia de fonte de luz nos Laboratórios Nacionais. Estes estudos também revelaram segredos de pinturas de obras-primas, vasos gregos antigos e outros artefatos culturais inestimáveis., um Laboratório Nacional construiu e operou o primeiro acelerador de grande escala baseado na tecnologia supercondutora de radiofrequências. Esta tecnologia mais eficiente agora potencia máquinas de pesquisa para explorar o coração da matéria, examinando as propriedades dos materiais e fornecendo informações únicas sobre os blocos de construção da vida. protões e neutrões foram considerados indivisíveis. Cientistas do Laboratório Nacional descobriram que prótons e nêutrons eram feitos de partes ainda menores, chamados quarks., Ao longo do tempo, os experimentadores identificaram seis tipos de quarks, três tipos de neutrinos e a partícula de Higgs, mudando nossa visão de como o mundo material funciona.
confirmou o Big Bang e descobriu energia escura
Detectores de laboratório nacionais a bordo de um satélite da NASA revelou o nascimento de galáxias nos ecos do Big Bang. A energia escura-algo misterioso que compõe três quartos do universo e faz com que ele se expanda a um ritmo acelerado — também foi descoberta por cosmólogos nacionais do Laboratório.,
descobriu 22 elementos
a tabela periódica seria menor sem os Laboratórios Nacionais. A data Nacional de Laboratórios de ter descoberto: tecnécio, promécio, astato, neptúnio, plutónio, americium, cúrio, berkelium, californium, einsteinium, fermium, mendelevium, escrita para indicar intensidade, lawrencium, rutherfórdio, dúbnio, seabórgio, flerovium, moscovium, livermorium, tennessine e oganesson., os frigoríficos da próxima geração irão provavelmente congelar os refrigerantes químicos nocivos em favor de uma liga amiga do ambiente, graças aos cientistas do Laboratório Nacional. a remoção de soldas perigosas à base de chumbo do ambiente é uma realidade graças a uma liga sem chumbo de estanho-prata-cobre desenvolvida num laboratório nacional. A solda sem chumbo foi licenciada por mais de 60 empresas em todo o mundo., os cientistas do Laboratório Nacional usaram uma técnica nano para inventar uma nova esponja que pode absorver 90 vezes o seu próprio peso em óleo a partir da água. Ele pode ser torcido para coletar o óleo e reutilizado centenas de vezes-e ele pode coletar petróleo que se afundou abaixo da superfície, algo que a tecnologia anterior não poderia fazer.,
adicionou o ponche ao processo de atomização de gás de alta pressão iniciado em um laboratório nacional tornou possível a produção de titânio e outros pós de liga metálica utilizados na fabricação de aditivos e Metalurgia de pós. os catalisadores de baixo custo são fundamentais para a refinação eficiente da biomassa. Cientistas do Laboratório Nacional criaram catalisadores que são baratos e estáveis para a conversão de biomassa., cientistas do Laboratório Nacional criaram formas de reduzir o desgaste das máquinas, desde ventiladores de mesa até motores de automóveis até turbinas eólicas gigantes, como um filme tipo diamante que se reconstrói assim que começa a quebrar-de modo que os motores duram mais tempo e precisam de menos aditivos de óleo.
P> Put the jolt in the Volt
Chevy’s Volt would not be able to cruise on battery power if it not for the advanced cathode technology that emerged from a National Lab., A mesma tecnologia está provocando um renascimento da indústria americana de fabricação de baterias. cientistas de laboratório nacionais desenvolveram um material novo e versátil que mistura propriedades de Cerâmica e concreto para formar um produto não poroso que pode fazer de tudo, desde lelos de óleo de foca para isolar paredes com proteção extra contra o fogo. Até se põe em tempo frio.
pioneiros em linhas de energia eficientes
novos tipos de linhas de energia feitas de supercondutores podem transportar corrente elétrica sem perda de energia., Agora implantados por cientistas do Laboratório Nacional, estes protótipos poderiam inaugurar uma nova era de transmissão de energia ultra-eficiente. os cientistas do Laboratório Nacional usaram um colisor de partículas para recriar a sopa primordial de blocos subatômicos que existiram pela última vez após o Big Bang. A pesquisa está expandindo a compreensão dos cientistas da matéria em temperaturas e densidades extremas. comboios Levitados com ímanes dizem adeus aos engarrafamentos., Os cientistas do Laboratório Nacional desenvolveram uma tecnologia que usa as forças atraentes e repulsivas dos ímãs para levitar e impulsionar comboios. Os comboios Maglev transportam ferry-boats no Japão e na China e estarão operacionais noutros países em breve. os investigadores nacionais do Laboratório desenvolveram queimadores de óleo mais limpos, poupando aos consumidores mais de 25 mil milhões de dólares em custos de combustível e mantendo mais de 160 megatons de dióxido de carbono fora da atmosfera terrestre., uma empresa com raízes de Laboratório Nacional é pioneira num metal que pesa significativamente menos do que o aço regular, retém a resistência e maleabilidade do aço e pode ser fabricada sem grandes modificações na infra-estrutura de fabricação automotiva. os investigadores nacionais do Laboratório criaram um dispositivo que pode identificar o conteúdo de munições e contentores químicos e explosivos suspeitos, minimizando o risco para as pessoas envolvidas., A tecnologia, que rapidamente identifica a composição química das armas, tem sido usada para verificar tratados em todo o mundo.
ioneered nuclear safety modeling
National Lab scientists began developing the Reactor Excursion and Leak Analysis Program (RELAP) to model nuclear reactor coolant and core behavior. Hoje, o RELAP é usado em todo o mundo e tem sido licenciado para aplicações nucleares e não nucleares, incluindo modelagem de motores de aeronaves a jato e componentes de usinas de energia a combustíveis fósseis.,
identificou o colesterol bom e mau
A batalha contra a doença cardíaca recebeu um impulso na década de 1960, quando a pesquisa do Laboratório Nacional revelou os lados bons e maus do colesterol. Hoje, os testes de diagnóstico que detectam ambos os tipos de colesterol salvam vidas.
Unmasked a dinosaur killer
Natural history’s greatest whodunit was solved in 1980 when a team of National Lab scientists pin the dinosaurs’ abrupt extinction on an asteroid collision with Earth. Caso encerrado., os investigadores do Laboratório Nacional e especialistas em políticas lideraram a análise e implementação de materiais de cobertura fria, que reflectem a luz solar, a temperatura superficial mais baixa e os custos de arrefecimento. combustível espremido de micróbios em um marco que traz biocombustíveis avançados um passo mais perto dos tanques de gás da América, cientistas do Laboratório Nacional ajudaram a desenvolver um micróbio que pode produzir combustível diretamente a partir da biomassa., hidrogénio domesticado com nanopartículas para substituir a gasolina, o hidrogénio deve ser armazenado de forma segura e fácil de utilizar, o que se revelou esquivo. Os investigadores do Laboratório Nacional conceberam agora um novo material flexível utilizando nanopartículas que podem absorver e libertar rapidamente hidrogénio sem efeitos nocivos, um passo importante para tornar os veículos movidos a células de combustível uma realidade comercial.
expôs o risco
Você pode dormir mais facilmente graças à pesquisa de Laboratório Nacional que quantificou o risco para a saúde colocado pelo gás radão em partes do país., Os padrões da EPA subsequentes, juntamente com a detecção de radões e medidas de mitigação pioneiras por uma equipe de pesquisa de Laboratório Nacional, impedem que o gás natural se infiltre em caves, salvando milhares de vidas a cada ano. uma ferramenta que identifica os micróbios em amostras de ar, água e solo está rapidamente se tornando um cavalo de trabalho em projetos de limpeza de saúde pública, médica e ambiental. Desenvolvido por cientistas do Laboratório Nacional, o dispositivo do tamanho do cartão de crédito identifica doenças que matam recifes de coral e catalogam bactérias aerotransportadas sobre cidades dos EUA., Também foi usado para categorizar rapidamente a bactéria que consome petróleo nas plumas do derrame Deepwater Horizon. os menores motores sintéticos do mundo-bem como rádios, escalas e interruptores 100 mil vezes mais finos que um cabelo humano — foram projetados em um Laboratório Nacional. Estas e outras incursões na nanotecnologia podem levar a fármacos que salvam vidas e computadores mais poderosos.,
Preservados os sons do passado
Laboratório Nacional de cientistas de engenharia de alta tecnologia de forma digitalmente reconstruir o envelhecimento
gravações de som que são frágeis demais para jogar, como Edison cilindros de cera a partir do final de 1800. Arquivistas estimativa de que muitos dos milhões de gravações no mundo, e o som de arquivos, incluindo a Biblioteca do Congresso dos EUA, poderiam se beneficiar com a tecnologia.explosivos expostos um detector do tamanho de cartão de crédito desenvolvido por cientistas do Laboratório Nacional pode rastrear mais de 30 tipos de explosivos em apenas minutos., O detector, chamado ELITE, não requer po wer e é amplamente utilizado pelo pessoal militar, policial e de segurança.uma Técnica Nacional de Laboratório e indústria para fortalecer o metal bombardeando-o com pulsos a laser poupou à indústria aeronáutica centenas de milhões de dólares em despesas de manutenção de Motores e aeronaves.
realidade simulada
trens, aviões e automóveis — e milhares de outros objetos-são mais seguros, mais fortes e mais bem projetados graças ao software de simulação por computador, DYNA 3D, desenvolvido por pesquisadores do Laboratório Nacional.,
detectou o neutrino
começando com a descoberta premiada com o Prêmio Nobel do neutrino em 1956 por Fred Reines e Clyde Cowan Jr., pesquisadores do Laboratório Nacional têm feito inúmeras contribuições para a física de neutrinos e astrofísica. sensores desenvolvidos nos Laboratórios Nacionais e colocados a bordo de satélites Vela foram usados na descoberta de rajadas de raios gama (GRBs) em 1973. GRBs são explosões extremamente energéticas de galáxias distantes., Os cientistas acreditam que a maioria dessas explosões consistem em um feixe estreito de radiação intensa liberado quando uma estrela de alta massa colapsa rapidamente para formar uma estrela de nêutrons, uma estrela quark ou um buraco negro.
criou o primeiro campo magnético de 100 Tesla
cientistas do Laboratório Nacional alcançaram um pulso magnético de 100.75 Tesla em Março de 2012, estabelecendo um recorde mundial. O pulso era quase 2 milhões de vezes mais poderoso que o campo magnético da Terra., O íman multi-disparo 100-Tesla pode ser usado repetidamente sem ser destruído pela força do campo que cria, e produz o campo magnético não-destrutivo mais poderoso do mundo.
congelou fumo para utilizações quentes
investigadores dos Laboratórios Nacionais aperfeiçoaram aerogéis, conhecidos como fumo congelado. Eles são um dos sólidos mais leves já feitos e têm a maior resistência ao calor de qualquer material testado. Eles também são à prova de fogo e extraordinariamente fortes — capazes de suportar mais de mil vezes o seu próprio peso., Como resultado de sua resistência ao calor, aerogels são excelentes candidatos para o isolamento em edifícios, veículos, filtros e aparelhos.
inventou o sorter de células
durante a década de 1960, um físico do Laboratório Nacional inventou um “sorter de células” — um novo dispositivo que funciona muito como uma impressora de jato de tinta, guiando um pequeno fluxo de gotículas contendo células para que as células de interesse possam ser desviadas para contagem e estudo. As células são uma ferramenta vital para estudar a bioquímica por trás de muitas doenças, incluindo câncer e AIDS.,
shered a domestic energy renaissance
National Lab research jump-started the shale gas revolution by pointing the way to key technologies and methodologies for cost efficient extraction. Uma estimativa de US $ 220 milhões em despesas de pesquisa e desenvolvimento em gás não convencional r&d de 1976 a 1992 resultaram em uma estimativa de US $100 bilhões em atividade econômica anual a partir da produção de gás de xisto sozinho.,
a exploração espacial activa
os Laboratórios Nacionais inventaram a espectroscopia de Degradação induzida por Laser (LIBS), a espinha dorsal do dispositivo que permitiu ao rover Curiosity analisar material de Marte. Pesquisadores de laboratório também encontraram a combinação certa de materiais para fazer células solares de alta eficiência para naves espaciais., cientistas do Laboratório Nacional introduziram cerca de 20 tecnologias inovadoras – tais como queimadores de baixo óxido de nitrogênio (NOx), dessulfurização de gases de combustão (purificadores) e combustão de leito fluidizado — através do Programa de desenvolvimento de tecnologia de carvão limpo que penetraram profundamente o mercado, substancialmente controladas as emissões nocivas de usinas e beneficiou a produção de energia e a qualidade do ar., o aumento da eficiência de turbinas eólicas com alta eficiência aerodinâmica reduziu o custo da energia eólica em mais de 80 por cento nos últimos 30 anos. Agora implantadas em parques eólicos em todo o país, estas turbinas devem a sua existência à pesquisa de Laboratório Nacional. os cientistas do Laboratório Nacional criaram janelas altamente isoladas que mudam de cor para modular as temperaturas interiores e a iluminação. Se amplamente instalado, eles poderiam economizar cerca de 5 por cento do orçamento total de energia do país., investigadores nacionais de laboratório desenvolveram modelos informáticos que gerem eficazmente as complexas tarefas logísticas de envio de tropas e equipamento para destinos distantes. circuitos integrados e ancas artificiais devem o seu sucesso a uma descoberta de Laboratório Nacional que revelou como mudar um material injectando-o com átomos carregados, chamados iões. A canalização de iões é agora prática corrente na indústria e na ciência., uma plataforma de fabricação aditiva de grande escala desenvolvida por um Laboratório Nacional e um parceiro industrial imprimiu componentes 3D 10 vezes maiores e 200 vezes mais rápido do que processos anteriores. Até agora, o sistema produziu um carro esportivo 3D, SUV, casa, escavadora e componentes de aviação. os investigadores nacionais do Laboratório adaptaram a tecnologia das separações nucleares para desenvolver uma centrifugadora zonal utilizada para purificar as vacinas, o que reduz ou elimina efeitos secundários indesejados., Centrifugadoras comerciais baseadas na invenção produzem vacinas para milhões de pessoas. um Laboratório Nacional construiu um dos edifícios de escritórios mais eficientes em termos energéticos do mundo. A instalação, operando como um laboratório vivo em um local de laboratório, usa 50 por cento menos energia do que o exigido por códigos comerciais e só consome energia produzida por energia renovável em ou perto do edifício., armas, explosivos, dispositivos plásticos e outras ferramentas ocultas de terroristas são mais fáceis de detectar graças à tecnologia desenvolvida em um Laboratório Nacional e agora instalada em aeroportos em todo o mundo. um Laboratório Nacional criou uma bateria avançada que pode armazenar grandes quantidades de energia a partir de fontes renováveis intermitentes — como vento e solar — na rede elétrica, enquanto também suaviza as interrupções temporárias da rede. Várias empresas licenciaram a tecnologia e a oferecem como um produto comercial., a National Lab insight into how catalysts behave the way for a new,” lean-burn ” diesel engine that met emissions standards and improved fuel efficiency by 25 percent over conventional engines. um dispositivo miniatura-comercializado pela indústria privada após uma descoberta no Laboratório Nacional-gera energia suficiente a partir de pequenas mudanças de temperatura para sensores de energia sem fio ou transmissores de radiofrequências em locais remotos, tais como barragens, pontes e oleodutos., regular a utilização de energia dos aparelhos domésticos — especialmente nos períodos de ponta — poderia reduzir a procura de energia e evitar apagões. Um dispositivo de controle de aparelhos de Laboratório Nacional detecta tensão na rede e responde instantaneamente para desligar as máquinas e reduzir a demanda de uso final, equilibrando o sistema para que a energia permaneça ligada.
colocar o digital em DVDs
A tecnologia de gravação digital óptica por trás da música, vídeo e armazenamento de dados originados em um laboratório nacional há quase 40 anos.
esíduos nucleares bloqueados em vidro
eliminação de U. S., Os resíduos da Guerra Fria são mais seguros graças aos cientistas do Laboratório Nacional que desenvolveram e implantaram um processo para fechá-los em vidro para evitar que se infiltrem no ambiente. cientistas de um Laboratório Nacional desenvolveram uma espuma não tóxica que neutraliza agentes químicos e biológicos. Esta espuma foi usada para limpar edifícios do escritório do Congresso e salas de correio expostas ao antraz em 2001. após um tsunami danificar a central nuclear de Fukushima Daiichi em 2011, quantidades maciças de água do mar arrefeceram o reator., Uma peneira molecular criada por cientistas do Laboratório Nacional foi usada para extrair césio radioactivo de dezenas de milhões de litros de água do mar.11
acelerou a detecção de Ebola
em 2014, pesquisadores de um Laboratório Nacional modelaram o sistema de transporte de amostras de sangue liberiano e fizeram recomendações para diagnosticar os pacientes mais rapidamente. Isso minimizou a quantidade de tempo que as pessoas estavam esperando juntas, reduzindo a propagação do Ebola. em 1960, cientistas do Laboratório Nacional inventaram Fechaduras eletromecânicas codificadas para todas as armas nucleares dos EUA., O interruptor bloqueia o sinal de armamento até receber o código de autorização presidencial.
lançou a Revolução de iluminação LED na década de 1990, cientistas de um Laboratório Nacional viram a necessidade de iluminação eficiente em energia em estado sólido e trabalharam com a indústria para desenvolver LEDs brancos. Hoje, LEDs brancos são cerca de 30 por cento eficientes, com o potencial de alcançar 70 por cento a 80 por cento de eficiência. A iluminação fluorescente é cerca de 20 por cento eficiente e lâmpadas incandescentes são 5 por cento.,
dominou a arte da fotossíntese artificial
cientistas de laboratório nacionais projetaram e sintetizaram estruturas de semicondutores multi-camadas em dispositivos que convertem diretamente a luz solar em energia química em hidrogênio, dividindo a água em eficiências superiores a 15%. Esta conversão direta da luz solar em combustíveis abre caminho para o uso da energia solar em aplicações além da rede elétrica., tecnologia avançada de fusão a partir do primeiro reator de teste de fusão para produzir energia brevemente na escala de megawatt, e o maior e mais energético laser do mundo criando condições extremas imitando o Big Bang, os interiores de planetas e estrelas e armas termonucleares, para o experimento internacional para gerar níveis industriais de energia de fusão a partir de plasmas queimados, ciência de fusão e aplicações estão avançando por causa dos Laboratórios Nacionais.,
fez o primeiro filme molecular
cientistas de laboratório nacionais têm usado raios-X ultra-rápidos para capturar os primeiros filmes moleculares em quadrililiondos-de-um-segundo quadros. Estes filmes detalham as intrincadas danças estruturais das moléculas à medida que elas passam por reações químicas.