avancerad supercomputing

National Labs driver några av de mest betydande högpresterande datorresurser som finns tillgängliga, inklusive 32 av de 500 snabbaste superdatorer i världen. Dessa system, som arbetar med kvadrillioner av operationer per sekund, modellerar och simulerar komplexa, dynamiska system – som kärnkraftsdeterrenten-som skulle vara för dyra, opraktiska eller omöjliga att fysiskt demonstrera., Superdatorer förändrar hur forskare utforskar utvecklingen av vårt universum, klimatförändringar, biologiska system, väderprognoser och till och med förnybar energi.

avkodat DNA

1990 anslöt sig National Labs till National Institutes of Health och andra laboratorier för att sparka igång Human genomprojektet, ett internationellt samarbete för att identifiera och kartlägga alla gener i det mänskliga genomet.,

tog webben till USA

nationella Labbforskare, som försökte dela partikelfysikinformation, var först att installera en webbserver i Nordamerika, kick-start utvecklingen av den globala webben som vi känner till den.

sätt ögonen på himlen

Vela-satelliter, som först lanserades 1963 för att upptäcka potentiella nukleära detonationer, förvandlade det växande amerikanska rymdprogrammet. Satelliterna innehöll optiska sensorer och databehandling, logik och kraft delsystem utformade och skapade av National Labs.,

revolutionerade medicinsk diagnostik och behandling

forskare vid National Labs hjälpte till att utveckla kärnmedicin, producera radioisotoper för att diagnostisera och behandla sjukdomar, utforma bildteknik för att upptäcka cancer och utveckla programvara för att rikta tumörer samtidigt som man sparar frisk vävnad.

drivs NASA rymdfarkoster

National Labs byggde höljet för radioisotop termoelektriska generatorer som bränsle hantverk som Cassini och har börjat producera plutonium-238 för framtida NASA uppdrag.,

utnyttjade atomens kraft

nationella laboratorieforskare och ingenjörer har lett världen till att utveckla säker, effektiv och utsläppsfri kärnkraft. Från och med den första kärnreaktorn som genererar el har National Labs varit innovationsmotorn bakom fredlig användning av kärnenergi. Dagens labb stöder nästa generations kärnkraft som kommer att finnas tillgänglig för nationen och världen.

förde säkert vatten till miljoner

att ta bort arsenik från dricksvatten är en global prioritet., En långvarig partikel konstruerad på ett nationellt labb kan nu göra exakt det, vilket gör förorenat vatten säkert att dricka. En annan teknik som utvecklats på ett nationellt labb använder ultraviolett ljus för att döda vattenburna bakterier som orsakar dysenteri, vilket minskar barndödligheten i utvecklingsländerna.

fyllde Proteindatabanken

National Lab X-ray-anläggningar har bidragit med en stor del av mer än 100 000 proteinstrukturer i Proteindatabanken., En proteinstruktur avslöjar hur den fungerar, hjälper forskare att förstå hur levande saker fungerar och utvecklar behandlingar för sjukdom. Nästan alla nya mediciner som slår marknaden börjar med dessa databanksstrukturer.

uppfann nya material

National Labs ger teori, verktyg och tekniker som erbjuder industrin revolutionerande material såsom starka, lättare metaller och legeringar som sparar bränsle-och underhållskostnader och möjliggör renare, effektivare motorer.,

hittade livets mystery messenger

nationella laboratorieforskare upptäckte hur genetiska instruktioner bärs till cellens proteintillverkningscenter, där alla livets processer börjar. Efterföljande ljuskälleforskning om den genetiska kuriren, kallad messenger RNA, har avslöjat hur informationen transkriberas och hur misstag kan orsaka cancer och fosterskador.,

kartlagt universum-och den mörka sidan av månen

kredit för att producera 3D — kartor över himlen — och 400 miljoner himmelska objekt-går till nationella Lab forskare, som också utvecklat en kamera som kartlagt hela ytan av månen.

belysa fotosyntesen

har du någonsin undrat hur växter gör solljus till energi? Nationella laboratorieforskare bestämde kolvägen genom fotosyntes, och idag använder Röntgenlaserteknik för att avslöja hur varje steg i processen utlöses av en enda partikel av ljus., Detta arbete hjälper forskare att utforska nya sätt att få hållbar energi från solen.

löste Kulturella mysterier

verk av forntida matematiker Archimedes — skriven över av medeltida munkar och förlorade i årtusenden — avslöjades för moderna ögon tack vare röntgensyn och ljuskälleteknik vid National Labs. Dessa studier har också avslöjat hemligheter mästerverk målningar, antika grekiska vaser och andra ovärderliga kulturella artefakter.,

revolutionerade acceleratorer

ett nationellt labb byggde och drev den första storskaliga acceleratorn baserad på supraledande radiofrekvensteknik. Denna effektivare teknik driver NU forskningsmaskiner för att utforska materiens hjärta, undersöka materialets egenskaper och ge unik information om livets byggstenar.

avslöjade materiens hemligheter

protoner och neutroner ansågs en gång vara odelbara. Nationella laboratorieforskare upptäckte att protoner och neutroner gjordes av ännu mindre delar, kallade kvarkar., Med tiden identifierade experimenter sex typer kvarkar, tre typer av neutriner och Higgspartikeln, vilket förändrade vår syn på hur den materiella världen fungerar.

bekräftade Big Bang och upptäckte mörk energi

nationella Lab detektorer ombord på en NASA-satellit avslöjade födelsen av galaxer i ekon av Big Bang. Mörk energi-den mystiska något som utgör tre fjärdedelar av universum och får det att expandera i en accelererande takt — upptäcktes också av nationella Lab kosmologer.,

upptäckte 22 element

det periodiska systemet skulle vara mindre utan National Labs. Hittills National Labs har upptäckt: teknetium, promethium, astat, neptunium, plutonium, americium, curium, berkelium, californium, einsteinium, fermium, mendelevium, nobelium, lawrencium, rutherfordium, dubnium, seaborgium, ununquadium, moscovium, livermorium, tennessine och oganesson.,

gjorde kylskåp cool

nästa generations kylskåp kommer sannolikt att frysa på skadliga kemiska kylmedel till förmån för en miljövänlig legering tack vare nationella laboratorieforskare.

fick ledningen ut

att ta bort farliga blybaserade lödmedel från miljön är en verklighet tack vare en blyfri legering av tenn-silver-koppar som utvecklats på ett nationellt labb. Den blyfria lodet har licensierats av mer än 60 företag över hela världen.,

uppfann en magisk svamp för att rensa upp oljeutsläpp

nationella laboratorieforskare använde en nanoteknik för att uppfinna en ny svamp som kan absorbera 90 gånger sin egen vikt i olja från vatten. Det kan vridas ut för att samla oljan och återanvändas hundratals gånger-och det kan samla olja som har sjunkit under ytan, något tidigare teknik inte kunde göra.,

lade stansen till additiv tillverkning

högtrycksgas atomisering bearbetning pionjär vid ett nationellt labb möjliggjorde produktion av titan och andra metalllegering pulver som används i additiv tillverkning och Pulvermetallurgi.

skapade billiga katalysatorer

billiga katalysatorer är nyckeln till effektiv biomassaraffinering. Nationella laboratorieforskare skapade katalysatorer som är billiga och stabila för biomassaomvandling.,

skapade högteknologiska beläggningar för att minska friktionen

nationella laboratorieforskare skapade sätt att minska slitage i maskiner från bordsfläktar till bilmotorer hela vägen upp till jätte vindturbiner, till exempel en diamantliknande film som bygger om sig själv så snart det börjar bryta ner-så att motorerna håller längre och behöver färre oljetillsatser.

sätt skottet i Volt

Chevys Volt skulle inte kunna kryssa på batterikraft om det inte var för den avancerade katodtekniken som uppstod från ett nationellt labb., Samma teknik utlöser en återupplivning av USA: s batteritillverkningsindustri.

cementerade ett nytt material

nationella laboratorieforskare har utvecklat ett nytt och mångsidigt material som blandar egenskaper hos keramik och betong för att bilda en icke-porös produkt som kan göra allt från tätningsolja för att isolera väggar med extra brandskydd. Det sätter även i kallt väder.

banade väg för effektiva kraftledningar

nya typer av kraftledningar gjorda av supraledare kan bära elektrisk ström utan energiförlust., Nu distribueras av nationella Lab forskare, dessa prototyper kan inleda en ny era av ultra-effektiv kraftöverföring.

Made early universe quark soup

nationella laboratorieforskare använde en partikelkollider för att återskapa den primordiala soppen av subatomiska byggstenar som senast existerade strax efter Big Bang. Forskningen utökar forskarnas förståelse av materia vid extrema temperaturer och densiteter.

leviterade tåg med magneter

Säg adjö till trafikstockningar., National Lab forskare utvecklat en teknik som använder de attraktiva och motbjudande krafter magneter för att sväva och driva tåg. Maglev tåg nu färja pendlare i Japan och Kina och kommer att vara i drift i andra länder snart.

utvecklade effektiva brännare

nationella laboratorieforskare utvecklade renare brännoljebrännare, vilket sparar konsumenterna mer än $25 miljarder i bränslekostnader och håller mer än 160 megatoner koldioxid ur jordens atmosfär.,

förbättrat fordonsstål

ett företag med nationella Labbrötter banar väg för en metall som väger betydligt mindre än vanligt stål, behåller stålets styrka och formbarhet och kan tillverkas utan större ändringar av biltillverkningsinfrastrukturen.

tittade inuti vapen

nationella laboratorieforskare skapade en enhet som kunde identifiera innehållet i misstänkta kemiska och explosiva ammunition och behållare, samtidigt som risken för de inblandade minimeras., Tekniken, som snabbt identifierar den kemiska sminken av vapen, har använts för att verifiera fördrag runt om i världen.

pionjär kärnsäkerhetsmodellering

nationella laboratorieforskare började utveckla Reactor Excursion and Leak Analysis Program (RELAP) för att modellera kärnreaktorkylvätska och kärnbeteende. Idag används RELAP över hela världen och har licensierats för både nukleära och icke-nukleära applikationer, inklusive modellering av jetflygplansmotorer och komponenter till fossilbränslekraftverk.,

identifierade bra och dåligt kolesterol

kampen mot hjärtsjukdomar fick ett uppsving på 1960-talet när National Lab research presenterade de goda och dåliga sidorna av kolesterol. Idag räddar diagnostiska tester som upptäcker båda typerna av kolesterol liv.

Unmasked en dinosaurie mördare

naturhistoriens största whodunit löstes 1980 när ett team av nationella Labbforskare fäste dinosauriernas abrupta utrotning på en asteroid kollision med jorden. Fallet avslutat.,

urkärnade svala tak mot koldioxid

nationella Labbforskare och policyexperter ledde vägen för att analysera och genomföra coola takmaterial, vilket återspeglar solljus, lägre yttemperatur och slashkylningskostnader.

pressat bränsle från mikrober

i en milstolpe som ger avancerade biobränslen ett steg närmare Amerikas gastankar hjälpte nationella laboratorieforskare att utveckla en mikrobe som kan producera bränsle direkt från biomassa.,

tämd väte med nanopartiklar

för att ersätta bensin måste väte lagras säkert och lätt att använda, vilket har visat sig vara svårfångat. Nationella Labbforskare har nu utformat ett nytt smidigt material med hjälp av nanopartiklar som snabbt kan absorbera och frigöra väte utan skadliga effekter, ett viktigt steg för att göra bränslecellsdrivna bilar till en kommersiell verklighet.

exponerade risken

Du kan sova lättare tack vare nationell laboratorieforskning som kvantifierade hälsorisken som radongas i delar av landet utgör., Efterföljande EPA-standarder, tillsammans med radondetekterings-och begränsningsåtgärder som pionjärer av ett nationellt Labbforskningsteam, förhindrar att den naturligt förekommande gasen sipprar in i källare och räddar tusentals liv varje år.

skapade en DNA-provtagare i fickformat

ett verktyg som identifierar mikroberna i luft -, vatten-och jordprover blir snabbt en arbetshäst i folkhälsoprojekt, medicinska projekt och miljöreningsprojekt. Utvecklad av nationella Lab forskare, kreditkort-storlek enheten pekar sjukdomar som dödar korallrev och kataloger luftburna bakterier över amerikanska städer., Det användes också för att snabbt kategorisera de oljeätande bakterierna i plumes of Deepwater Horizon spill.

tillverkade de minsta maskinerna

världens minsta syntetiska motorer — liksom radioapparater, skalor och växlar som är 100 000 gånger finare än ett människohår — konstruerades på ett nationellt labb. Dessa och andra spår i nanoteknik kan leda till livräddande läkemedel och kraftfullare datorer.,

bevarade ljudet från förr

nationella laboratorieforskare konstruerade ett högteknologiskt sätt att digitalt rekonstruera åldrande

ljudinspelningar som är för bräckliga att spela, till exempel Edison wax-cylindrar från slutet av 1800-talet. arkivister uppskattar att många av de miljontals inspelningarna i världens ljudarkiv, inklusive US Library of Congress, kan dra nytta av tekniken.

exponerade sprängämnen

en kreditkort storlek detektor som utvecklats av nationella Lab forskare kan skärm för mer än 30 typer av sprängämnen på bara några minuter., Detektorn, kallad ELITE, kräver ingen po wer och används ofta av militären, brottsbekämpande och säkerhetspersonal.

härdade flygplan

en nationell Lab och industri teknik för att stärka metall genom att bombardera den med laserpulser har sparat flygindustrin hundratals miljoner dollar i motor och flygplan underhållskostnader.

simulerad verklighet

tåg, flygplan och bilar — och tusentals andra objekt — är säkrare, starkare och bättre utformade tack vare datorsimuleringsprogram, DYNA 3D, utvecklat av nationella Lab forskare.,

upptäckte neutrino

Från och med den Nobelprisvinnande upptäckten av neutrino 1956 av Fred reines och Clyde Cowan Jr.har nationella laboratorieforskare gjort många bidrag till neutrinofysik och astrofysik.

upptäckta gammablixtar

sensorer som utvecklats vid National Labs och placerades ombord på Vela-satelliter användes vid upptäckten av gammablixtar (GRBs) 1973. GRBs är extremt energiska explosioner från avlägsna galaxer., Forskare tror att de flesta av dessa utbrott består av en smal stråle av intensiv strålning som frigörs när en snabbt roterande, hög massa stjärna kollapsar för att bilda en neutronstjärna, en kvarkstjärna eller ett svart hål.

skapade det första 100-Tesla magnetfältet

nationella laboratorieforskare uppnådde en 100,75-Tesla magnetisk puls i mars 2012 och satte ett världsrekord. Pulsen var nästan 2 miljoner gånger kraftigare än jordens magnetfält., 100-Tesla multi-shot magnet kan användas om och om igen utan att förstöras av kraften i det fält det skapar, och producerar den mest kraftfulla icke-destruktiva magnetfältet i världen.

frös rök för varm användning

nationella Labs forskare fulländat aerogels, känd som fryst rök. De är en av de lättaste fasta ämnen som någonsin gjorts och har den högsta värmebeständigheten hos något material som testats. De är också brandsäkra och utomordentligt starka — kan stödja mer än tusen gånger sin egen vikt., Som ett resultat av deras värmebeständighet är aerogels enastående kandidater för isolering i byggnader, fordon, filter och apparater.

uppfann cellsorteraren

under 1960-talet uppfann en nationell Labbfysiker en ”cellsorterare” -en ny enhet som fungerar ungefär som en bläckstråleskrivare, som styr ett litet flöde av cellinnehållande droppar så att celler av intresse kan avböjas för räkning och studier. Cell sorterare är ett viktigt verktyg för att studera biokemi bakom många sjukdomar, inklusive cancer och AIDS.,

inledde en inhemsk energirenässans

National Lab research jump-startade skiffergasrevolutionen genom att peka vägen till nyckelteknik och metoder för kostnadseffektiv utvinning. Uppskattningsvis $ 220 miljoner i forsknings-och utvecklingsutgifter för okonventionell gas R&D från 1976 till 1992 har resulterat i uppskattningsvis $100 miljarder i årlig ekonomisk verksamhet från skiffergasproduktion ensam.,

aktiverad utforskning av rymden

National Labs uppfann laserinducerad Nedbrytningsspektroskopi (LIBS), ryggraden i enheten som gjorde det möjligt för Nyfikenhetsrovern att analysera material från Mars. Laboratorieforskare fann också rätt kombination av material för att göra högeffektiva solceller för rymdfarkoster.,

kraftigt reducerade utsläpp från kraftverk luft

nationella Lab forskare infört några 20 innovativa tekniker — såsom låg kväveoxid (NOx) brännare, rökgasavsulfurisering (skrubbers) och fluidiserad bädd förbränning — genom ren kol teknik utvecklingsprogram som har djupt trängt in på marknaden, väsentligen kontrollerade skadliga utsläpp från kraftverk och gynnade energiproduktion och luftkvalitet.,

gjort vindkraft mainstream

ökad vindturbin effektivitet med hög effektivitet flygfolier har minskat kostnaden för vindkraft med mer än 80 procent under de senaste 30 åren. Nu utplacerade i vindkraftverk rikstäckande, dessa turbiner skyldig sin existens till nationella Lab forskning.

konstruerade smarta fönster

nationella Lab forskare har skapat mycket isolerade fönster som ändrar färg för att modulera inre temperaturer och Belysning. Om de i stort sett installeras kan de spara cirka 5 procent av landets totala energibudget.,

levererade trupper säkert

nationella laboratorieforskare har utvecklat datormodeller som effektivt hanterar de komplexa logistiska uppgifterna att distribuera trupper och utrustning till avlägsna destinationer.

kanaliserade chips och höfter

integrerade kretsar och konstgjorda höfter är skyldiga till en nationell Laboratorieupptäckt som avslöjade hur man byter material genom att injicera det med laddade atomer, kallade joner. Ion-kanalisering är nu standardpraxis inom industri och vetenskap.,

gjorde 3D-utskrift större och bättre

en storskalig additiv tillverkningsplattform som utvecklats av ett nationellt labb och en industripartner tryckt 3D-komponenter 10 gånger större och 200 gånger snabbare än tidigare processer. Hittills har systemet producerat en 3D-tryckt sportbil, SUV, hus, grävmaskin och flygkomponenter.

renade vacciner

nationella laboratorieforskare anpassade nukleär separationsteknik för att utveckla en zoncentrifug som används för att rena vacciner, vilket minskar eller eliminerar oönskade biverkningar., Kommersiella centrifuger baserade på uppfinningen producerar vacciner för miljontals människor.

byggde en bättre byggnad

ett nationellt labb har byggt en av världens mest energieffektiva kontorsbyggnader. Anläggningen, som arbetar som ett levande laboratorium på en labbplats, använder 50 procent mindre energi än vad som krävs enligt kommersiella koder och förbrukar endast energi som produceras av förnybar energi på eller nära byggnaden.,

förbättrad flygplatssäkerhet

vapen, sprängämnen, plast enheter och andra dolda verktyg för terrorister är lättare att upptäcka tack vare teknik som utvecklats på ett nationellt labb och nu installeras på flygplatser över hela världen.

förbättrad gallerresiliency

ett nationellt labb skapade ett avancerat batteri som kan lagra stora mängder energi från intermittenta förnybara källor — som vind och sol — på elnätet, samtidigt som det utjämnade över tillfälliga störningar i nätet. Flera företag har licensierat tekniken och erbjuder den som en kommersiell produkt.,

löst ett diesel dilemma

en nationell Lab inblick i hur katalysatorer beter banade väg för en ny, ”lean-burn” dieselmotor som uppfyllde utsläppsnormer och förbättrad bränsleeffektivitet med 25 procent jämfört med konventionella motorer.

skördad energi från luft

en miniatyr enhet — kommersialiseras av den privata industrin efter ett nationellt labb genombrott — genererar tillräckligt med ström från små temperaturförändringar till ström trådlösa sensorer eller radiofrekvenssändare på avlägsna platser, såsom dammar, broar och rörledningar.,

Gone grid friendly

reglering av hushållsapparaters energianvändning — särskilt vid högtrafik — kan minska energibehovet och undvika strömavbrott. En nationell Lab appliance-styrenhet känner av grid stress och svarar omedelbart för att stänga av maskiner och minska slutanvändningsbehovet, balansera systemet så att strömmen förblir på.

sätt den digitala I DVD-skivor

den optiska digitala inspelningstekniken bakom musik, video och datalagring har sitt ursprung i ett nationellt labb för nästan 40 år sedan.

låst kärnavfall i glas

bortskaffande av USA, Kallkrigsavfall är säkrare tack vare nationella laboratorieforskare som utvecklade och distribuerade en process för att låsa den i glas för att hålla den från att läcka ut i miljön.

rensade upp mjältbrand

forskare vid ett nationellt labb utvecklade ett giftfritt skum som neutraliserar kemiska och biologiska medel. Detta skum användes för att städa upp kongressens kontorsbyggnader och postrum utsatta för mjältbrand 2001.

avlägsnade strålningen från Fukushima havsvatten

efter en tsunami skadade Fukushima Daiichi kärnkraftverk i 2011, massiva mängder havsvatten kylde reaktorn., En molekylsikt konstruerad av nationella laboratorieforskare användes för att extrahera radioaktivt cesium från tiotals miljoner gallon havsvatten.11

Sped up Ebola detection

i 2014 modellerade forskare från ett nationellt laboratorium det liberianska blodprovstransportsystemet och gjorde rekommendationer för att diagnostisera patienter snabbare. Detta minimerade mängden tid människor väntade tillsammans, vilket minskade spridningen av Ebola.

förhindrade obehörig användning av ett kärnvapen

1960 uppfann nationella laboratorieforskare kodade elektromekaniska lås för alla amerikanska kärnvapen., Omkopplaren blockerar signalen tills den får rätt presidenttillståndskod.

lanserade LED-belysningsrevolutionen

på 1990-talet såg forskare vid ett nationellt labb behovet av energieffektiv solid state-belysning och arbetade med industrin för att utveckla vita lysdioder. Idag är vita lysdioder cirka 30 procent effektiva, med potential att nå 70 procent till 80 procent effektivitet. Fluorescerande belysning är cirka 20 procent effektiva och glödlampor är 5 procent.,

behärskar konsten att artificiell fotosyntes

nationella laboratorieforskare konstruerade och syntetiserade flerskikts halvledarstrukturer i enheter som direkt omvandlar solljus till kemisk energi i väte genom att dela upp vatten vid effektivitetsvinster större än 15 procent. Denna direkta omvandling av solljus till bränslen banar väg för användning av solenergi i tillämpningar utanför elnätet.,

avancerad fusionsteknik

från den första fusionstestreaktorn för att kortfattat producera kraft på megawatt-skalan, och världens största och mest energiska laser som skapar extrema förhållanden som efterliknar Big Bang, inredningen av planeter och stjärnor och termonukleära vapen, till det internationella experimentet för att generera industriella nivåer av fusionsenergi från brinnande plasmor, fusionsvetenskap och applikationer utvecklas på grund av de nationella laboratorierna.,

gjorde den första molekylärfilmen

nationella laboratorieforskare har använt ultrasnabba röntgenstrålar för att fånga de första molekylära filmerna i quadrillionths-of-a-second-ramar. Dessa filmer beskriver de invecklade strukturella danserna av molekyler när de genomgår kemiska reaktioner.