ابداع حسگری مقاوم و انعطافپذیر پژوهشگران “دانشگاه واترلو”ی (University of Waterloo) کانادا با رهبری “الهام داوودی” و با کمک “احسان تویسرکانی” در مطالعه اخیرشان موفق به توسعه یک حسگر محکم و انعطافپذیر برای فناوریهای پوشیدنی شدهاند.
محققان کانادایی با کمک محققان ایرانی و با استفاده از فناوری چاپ سهبعدی و فناوری نانو موفق به ایجاد یک حسگر با دوام و انعطاف پذیر برای دستگاههای پوشیدنی شدهاند و به گفته آنها حسگر مذکور میتواند بر همه چیز از علائم حیاتی گرفته تا عملکرد ورزشی نظارت داشته باشد.
این فناوری جدید توسط مهندسین دانشگاه واترلو ساخته شده است و طی آن محققان لاستیک سیلیکون را با لایههای بسیار نازک گرافنی در مادهای ایدهآل برای ساخت نوارهای مچی یا کفی در کفشهای مناسب برای ورزش دو ترکیب میکنند (ابداع حسگری مقاوم و انعطافپذیر برای فناوریهای پوشیدنی).
هنگامی که آن ماده لاستیکی خم شود یا حرکت کند، سیگنالهای الکتریکی توسط گرافن بسیار رسانا که در مقیاس نانو هستند، در ساختار لانه زنبوری مهندسی شده آن ایجاد میشوند.
ساخت یک ساختار لاستیکی سیلیکونی با چنین ویژگیهای پیچیده داخلی تنها با استفاده از فناوری چاپ سهبعدی امکانپذیر است. مواد لاستیکی- گرافنی علاوه بر رسانایی، بسیار انعطافپذیر و مقاوم هستند.
“احسان تویسرکانی”، مدیر تحقیقات آزمایشگاه تولید افزودنی چند مقیاس (MSAM) در واترلو گفت: سیلیکون انعطافپذیری و دوام لازم برای برنامههای کاربردی نظارت زیستی را به ما می دهد.
ابداع حسگری مقاوم و انعطافپذیر برای فناوریهای پوشیدنی
“الهام داوودی”، دانشجوی دکترای دانشگاه واترلو و رهبر این پروژه گفت: این حسگر در سختترین محیط ها و در دمای شدید و رطوبت قابل استفاده است و حتی با شستشو نیز مقاومت خود را از دست نخواهد داد.
تویسرکانی، استاد مهندسی مکانیک و مکاترونیک، گفت: حسگر گرافن لاستیک مذکور را میتوان با قطعات الکترونیکی همگامسازی کرد تا دستگاههای پوشیدنی که ضربان قلب و تنفس را ثبت میکنند، نیروهای اعمال شده هنگام اجرای ورزشکاران را نیز ثبت کنند و علاوه بر آن پزشکان را قادر میکنند از راه دور بیماران را کنترل کنند.
باتریهای لیتیوم-پلیمر تمایل به گرمای بیش از حد، اتصال کوتاه و منفجر شدن دارند، در حالی که نسل بعدی این باتریها ضمن افزایش چشمگیر ظرفیت ذخیره و میزان شارژ، این مشکلات را دور میزنند (ابداع حسگری مقاوم و انعطافپذیر برای فناوریهای پوشیدنی).
اگر میبینید که تقریبا هر روز از یک فناوری جدید باتری در اخبار صحبت میشود، به این دلیل است که تعداد بیشماری از تحقیقات طی پنج یا ۱۰ سال گذشته بر روی توسعه باتریها شروع شده و اکنون این تحقیقات در حال به ثمر نشستن است.
تمرکز زیادی بر حوزه توسعه باتریها وجود دارد، چرا که برق نقش مهمی در آینده ما ایفا میکند. دانشگاه “دیکین”(Deakin) استرالیا به همین منظور در سال ۲۰۱۶ مرکز تحقیق و توسعه باتری خود را تاسیس کرد که به طور عمده به پیشرفت فناوری ذخیره انرژی موسوم به “BatTRI-Hub” اختصاص داده شده است. اکنون محققان این مرکز اعلام کردهاند که یک نمونه اولیه از باتری لیتیومی جدید با برخی از خواص بسیار جالب ساخته است.
باتری مورد نظر، یک سلول کیسهای مسطح یک آمپر ساعتی است و از یک آند فلزی لیتیوم استفاده میکند که به ۵۰ درصد توانایی ذخیره انرژی بیشتری در مقایسه با سلولهای امروزی دارد. این باتری همچنین از یک الکترولیت مایع یونی استفاده میکند که یک نمک است که در دمای اتاق به شکل مایع است و دارای چندین مزیت نسبت به فناوری کنونی است.
پروفسور “پاتریک هولت”، مدیر مرکز تحقیق دانشگاه دیکین میگوید: مایعات یونی، غیر فرّار و در برابر اشتعال، مقاوم هستند. به این معنی که بر خلاف الکترولیتی که در حال حاضر در سلولهای لیتیوم-یون به عنوان مثال در باتریهای سامسونگ و تسلا استفاده میشود، مشتعل و منفجر نمیشوند.
وی افزود: آنها نه تنها منفجر نمیشوند، بلکه وقتی گرم میشوند، عملکرد بهتری پیدا میکنند. بنابراین دیگر نیازی به سیستمهای خنک کننده گران قیمت و دست و پا گیر برای جلوگیری از گرم شدن باتریها نیست.
البته باتریهایی که داغ میشوند، برای تلفنهای همراه یا لپتاپها مناسب نیستند، اما به عنوان مثال میتوانند برای وسایل نقلیه برقی بسیار مفید باشند.
از نظر تئوری، در نقطه مقابل این که به ما گفته میشود از باتریهای لیتیومی امروزی چگونه مراقبت کنیم، این موضوع میتواند به ساخت یک باتری لیتیومی منجر شود که میتواند بدون مشکل با سرعت بالایی شارژ و تخلیه شود.
دکتر “رابرت کر”، از محققان این مطالعه میگوید: استفاده از الکترودهای فلزی لیتیوم در باتریهای لیتیوم فلزی در صنعت باتری رایج نیست، بنابراین در مورد بهترین راه تولید این سلولها در سطوح عملی اطلاعات کمی وجود دارد. اکنون ما بعد از سالها توجه جدی به فرآیندهای تولید و جزئیات، به یک سطح معیار رسیدهایم که مطمئناً باعث میشود توجه همگان جلب شود. در حالی که تنها یک گام در راه رسیدن به سلولهای ۱.۷ آمپر ساعتی فاصله داریم که بهزودی تولید خواهند شد، این یک نقطه عطف مهم در باتریها برای نمایش فناوری جدید است.
منبع: ایسنا
دیگر اخبار مرتبط با نوآوری:
![]()
محققان دانشگاه دوک برای اولین بار ترانزیستوری تولید کردهاند که با چاپگر تهیه میشود و به طور کامل قابل بازیافت است. برای تولید این ترانزیستور از قطعات سلولزی در ابعاد نانو استفاده شده که با استفاده از تفاله چوب و گیاهان تولید شده اند و با محیط زیست کاملاً سازگار هستند. محققان برای استخراج جوهر قابل چاپ از این سلولزهای نانو آنها را به شکل بلورهای نمکی درآوردند و در نهایت یک جوهر عایق به دست آوردند که با
ایمپلنت بسیار ریزی که از کوری جلوگیری می کند ایمپلنت بسیار ریزی که از کوری جلوگیری می کند: یک ایمپلنت کوچک مخصوص افراد مبتلا به آب سیاه ابداع شده که فشار چشمی آنان را به طور مداوم اندازه گیری می کند. به این ترتیب بیمار می تواند در خانه بیماری خود را کنترل کند. هنگامیکه فردی دچار آب سیاه(گلوکوما) است همیشه این خطر وجود دارد که فشار ناشی از تجمیع مایع در چشم فرد به اعصاب بینایی او آسیب برساند
ساعت مچی درخشان با نمایشگر جدید ساعت مچی درخشان با نمایشگر جدید: محققان انجمن شیمی آمریکا یک ساعت مچی انعطاف پذیر و نورده ساختند که قادر است با ولتاژ پایین کار کند و هیچ آسیبی به پوست نمیرساند که موسوم به نمایشگرهای الکترولومینیسانس جریان متناوب (ACEL) ساخته شده اند که روی پوست و سایر سطوح مانند یک خالکوبی موقت قرار میگیرد. این نمایشگرها به ولتاژ اندکی نیاز دارند و بدون آسیب زدن به پوست کار خود را انجام میدهند.
شیشه ممکن است شکننده به نظر برسد، اما محققان یک نسخه زیستفعال قابل چاپ سهبعدی ایجاد کردهاند که رشد استخوان را در خرگوشها نشان داده است. به گزارش ایسنا، هیچکس شیشه را به عنوان جایگزینی برای استخوان نمیشناسد، اما محققان چینی یک شیشه زیستفعال قابل چاپ سهبعدی را توسعه دادهاند که به انعطافپذیری استخوان نزدیکتر است. این شیشه در آزمایشهای حیوانی، رشد سلولهای استخوانی را برای مدت طولانیتری نسبت به شیشه ساده پشتیبانی کرد و تقریباً با یک ماده ایمپلنت
یک اختراع جدید منجر به نمکزدایی یا شیرین کردن ارزان و کارآمدتر آب میشود که میتواند با مدیریت آب شیرین به حل معضل آب در این سیاره کمک کند. محققان دانشگاه "تگزاس در آستین" و دانشگاه ایالتی "پن"(Penn) فرآیند جدیدی ابداع کردهاند که میتواند رایجترین مشکلاتی را که در شیرینسازی آب وجود دارد، حل کند. همه چیز در این فرآیند مربوط به غشاهای نمکزدا است. نمکزدایی یا شیرین کردن آب(Desalination or desalination) اشاره به هر یک از چند فرآیندی
گروهی از محققان چینی روش جدیدی برای تولید برق بر مبنای چکیدن آب بر روی سطوح مختلف ابداع کرده اند که میتواند چترهای عادی را در زمان بارش باران به ژنراتور مبدل کند (تولید برق از آب باران). دانشمندان چینی یک ژنراتور جدید و باریک و دارای بهره وری فراوان تولید کردهاند که با چکیدن تنها یک قطره باران بر روی آن انرژی لازم برای روشن کردن صد لامپ کوچک ال ای دی فراهم میشود. تا به امروز از
پژوهشگران استرالیایی، زیستحسگرهایی از طلای متخلخل ابداع کردهاند که میتوانند نشانههای بیماری را زودتر از بقیه روشها تشخیص دهند. پژوهشگران "دانشگاه کوئینزلند"(UQ) استرالیا، زیستحسگرهایی ابداع کردهاند که در آنها طلای متخلخل نانومهندسی شده به کار رفته است. این زیستحسگرها میتوانند نشانههای ابتدایی بیماری را به صورت موثرتری تشخیص دهند و به بهبود نتایج درمان بیمار کمک کنند. بیشتر روشهای تشخیصی، معمولا از مواد پرهزینهای استفاده میکنند و استفاده از آنها نیز به زمان و هزینه قابل توجهی نیاز دارد
محققان روشی نوین برای افزایش سختی فلزات ابداع کرده اند که در آن نانوذرات سازنده تحت فشار به یکدیگر می چسبند. محققان دانشگاه براون روشی جدید برای ساخت فلزات بسیار سخت ابداع کردهاند. این گروه نانو ذراتی ابداع کردهاند که به دلیل نوع فراوری شیمیایی تحت نیروی فشار معتدل به یکدیگر میچسبند. به طور معمول سختی فلز با استفاده از روشهای تولیدی مانند کوبیدن چکش، خم کردن یا پیچاندن سختتر میشود. اما در تحقیق جدید پژوهشگران از روش
یک شرکت تجاری ساعت مچی جدیدی تولید کرده که زیرو نام دارد و به جای عقربههای عادی در آن از مهره مغناطیسی برای نشان دادن زمان استفاده شده است. ساعت ژوپیتر توسط شرکت زیرو تولید شده و مهره مغناطیسی آن به جای ساعت شمار و دقیقه شمار وقت را به افراد نشان میدهند. صفحهای که این مهرهها بر روی آنها حرکت میکنند یک صفحه سخت و مستحکم از جنس استیل است و ۴۱ میلیمتر ضخامت دارد. شرکت زیرو که
یک شرکت طراحی از طرح مفهومی یک هواپیمای مسافربری تمام برقی رونمایی کرد که به جای موتورهای جت، دارای چند پروانه بوده و دوستدار محیط زیست است. کانسپت این هواپیما که هیچ آلودگیای ایجاد نمیکند توسط شرکتی به نام JDXP طراحی شده (طرح مفهومی) که در نیویورک واقع شده است که این هواپیمای برقی موسوم به "زیرو"(ZERO) دارای یک ساختار آیرودینامیکی است و همچنین دماغه هواپیما تیز بوده و طول بالهای آن زیاد است و به برخاستن مناسبتر هواپیما
پژوهشگران آمریکایی با همکاری "زهرا آقاجان"، دانشمند ایرانی، یک کولهپشتی ارائه دادهاند که میتواند به بررسی فعالیتهای مغز بپردازد. دانشمندان "دانشگاه کالیفرنیا، لسآنجلس"(UCLA) با همکاری "زهرا آقاجان"(Zahra Aghajan)، دانشمند ایرانی این دانشگاه، نوعی کولهپشتی ابداع کردهاند که میتواند فعالیت مغز کاربر را هنگامی که او کارهای روزمره زندگی خود را انجام میدهد، ردیابی کند. شاید این فناوری پیشرفته بتواند به درک نحوه عملکرد مغز و همچنین بررسی بیماریهایی مانند پارکینسون و اختلال استرس پس از سانحه کمک کند. اسکن
خودکاری که تمام نمیشود یک قلم موسوم به «اُمگا» با نوکی از جنس یک آلیاژ فلزی خاص و بدنه آلومینیومی "آندیزه"(anodized) شده به گونهای طراحی شده است که نیازی به جوهر برای نوشتن ندارد. ما در عصری زندگی میکنیم که ارتباطات دیجیتال به شکل وسیعی جای جوهر را گرفته است و تغییری که بدون شک زندگی را در دنیای پرسرعت امروزی که در آن ایمیل جای نامهنگاری را گرفته است، آسان میکند (خودکاری که تمام نمیشود). اما با این
