ابداع حسگری مقاوم و انعطاف‌پذیر برای فناوری‌های پوشیدنی

ابداع حسگری مقاوم و انعطاف‌پذیر برای فناوری‌های پوشیدنی

733 403 نوفن حامی البرز

ابداع حسگری مقاوم و انعطاف‌پذیر برای فناوری‌های پوشیدنی

 

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:

اختراع ربات‌ زنجیری که از موانع رد می‌شود
  محققان موفق به ساخت و اختراع ربات‌ زنجیری شده‌اند که در طول انجام ماموریت خود متوقف نمی‌شوند چرا که می‌توانند موانع موجود بر سر راه خود را به خوبی رد کنند. ربات‌ها به اشکال مختلفی حرکت می‌کنند. برخی با پا راه می‌روند و برخی دیگر روی چرخ‌های خود می‌چرخند و برخی نیز به شکل
تولید هولوگرامی که می‌توان آن را احساس کرد و هم صدای آن را شنید
  پژوهشگران “دانشگاه ساسکس”(University of Sussex) انگلستان در مطالعه اخیرشان موفق به توسعه یک “هولوگرام”(Hologram) شده‌اند که با تولید هولوگرامی کاربران می‌توانند هم آن را احساس کنند و هم صدای آن را بشنوند. تولید هولوگرامی از طریق لیزر و با اصلاح‌ کردن یک ماده ایجاد می‌شوند به طوری که بخش‌های مختلف آن نور را در
ذرات ستاره‌ای برای درمان بدون درد بیماری‌های پوستی
  پژوهشگران آمریکایی دریافتند که با کمک ذراتی که به ستاره شباهت دارند، می‌توان بیماری‌های پوستی را بدون درد درمان کرد. بیماری‌های پوستی، نیمی از جمعیت جهان را تحت تاثیر خود قرار می‌دهند. اگرچه درمان‌های گوناگونی برای بیماری‌های پوستی ارائه شده‌اند اما بسیاری از این درمان‌ها، موثر نیستند و عوارض جانبی بسیاری به همراه دارند.
تطبیق دریچه مصنوعی قلب با سن
  پژوهشگران آمریکایی نوعی دریچه مصنوعی قلب ابداع کرده‌اند که می‌تواند با افزایش سن بیمار قطر خود را تغییر دهد (تطبیق دریچه مصنوعی قلب). برای کودکانی که با “نقص مادرزادی قلب” (CHD) به دنیا می‌آیند تطبیق دریچه مصنوعی قلب که جریان خون را حفظ می‌کنند و یک روش لازم و دشوار به شمار می‌روند که
پرواز جت بالدار در کنار هواپیما
  یک تیم موسوم به “جتمن” از توانایی جدید پرواز جت بالدار خود رونمایی کردند و نشان دادند که وسیله نقلیه پروازی آنها چگونه می‌تواند با سرعت بسیار بالا در ارتفاعی بی‌نظیر قرار بگیرد. نمایش جدید تیم “جتمن”(Jetman) و “وینس رفت”(Vince Reffet) به عنوان خلبان نقطه عطف دیگری در برخاستن از زمین سپس کمک گرفتن
چمدان هوشمند هم از راه رسید
چمدان هوشمند هم از راه رسید چمدان هوشمند هم از راه رسید:یک شرکت تجاری رباتی در قالب یک چمدان خودران که قادر است در کنار مالک خود حرکت کند و لوازم مسافرت یا خریدهای وی را حمل کند، خبر داده است.شرکت ایتالیایی پیاگو که از سال ۲۰۱۷ برنامه ریزی برای تولید چنین ربات هایی را
ایمپلنت بسیار ریزی که از کوری جلوگیری می کند
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
مسواک زدن دقیق با هوش مصنوعی
مسواک زدن دقیق با هوش مصنوعی مسواک زدن دقیق با هوش مصنوعی: شرکت اورال بی از مسواکی مجهز به هوش مصنوعی رونمایی کرده است که به یک اپلیکیشن موبایل متصل می شود و به فرد نشان می دهد هر قسمت از دندان ها را چه مدت مسواک زده و آن را رتبه بندی می کند.
لمس اشیا در دنیای واقعی با ابداع یک دستکش
  لمس اشیا در دنیای واقعی شرکت “Teslasuit” دستکش جدیدی ساخته است که امکان لمس اشیا در دنیای واقعی (واقعیت مجازی) را توسط کاربر فراهم می‌کند. جای یک دستکش که امکان لمس اشیا در دنیای واقعی (واقعیت مجازی) فراهم کند، برای یک تجربه کاملاً غوطه ور در واقعیت مجازی(VR) چیزی است که هنوز به طور
ساخت رایانه “مک” با شیشه خمیده در رویاپردازی اپل
  شرکت “اپل” به طراحی‌های غیر معمول برای ساخت رایانه “مک” شناخته شده است ولی جدیدترین پتنت این شرکت برای ساخت رایانه رومیزی خود از همه مدل‌ها چشم‌گیرتر خواهد بود و اپل متقاضی ثبت پتنتی برای طراحی ساخت رایانه “آی‌مک” شده است که کلیت بدنه آن از یک‌تکه ورقه شیشه‌ای خمیده تشکیل می‌شود. قسمتی هم در
ایجاد شدن حس لامسه در پوست پوشیدنی بی‌سیم
ایجاد شدن حس لامسه در پوست پوشیدنی بی‌سیم ایجاد شدن حس لامسه در پوست پوشیدنی بی‌سیم: پژوهشگران “دانشگاه هنگ‌کنگ”(University of Hong Kong) و “دانشگاه نورث وسترن”( Northwestern University) یک پوست پوشیدنی ایجاد کرده‌اند که می‌تواند از طریق ارتعاشات زیر پوست کاربر در بدن وی حس لامسه ایجاد کند. این دستگاه به صورت بی‌سیم شارژ و
تولید تایر دوچرخه برای افزایش مقاومت توسط گرافن
  یکی از شرکت‌های تولیدکننده تایر در جهان از گرافن برای تولید تایر دوچرخه استفاده کرده است و به ادعای این شرکت استفاده از گرافن موجب افزایش مقاومت تایرها شده است. شرکت گودیر (Goodyear) یکی از تولیدکنندگان برجسته تایر در جهان با یک تایر جدید دوچرخه که با استفاده از فناوری‌نانو تولید شده وارد بازار