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:
![]()
پژوهشگران دانشگاه "ام.آی.تی" نوعی پوشک هوشمند ابداع کردهاند که به یک حسگر مجهز است و میتواند والدین را از هشدار رطوبت توسط پوشک هوشمند بیش از حد آگاه کند. پوشک خیس برخی از نوزادان، دلیل سروصدای آنها و تقاضای تعویض آن است در حالی که امکان دارد سایر نوزادان بدون شکایت از این شرایط خوشحال به نظر برسند اما اگر پوشک بیش از اندازه خیس بماند و تعویض نشود میتواند به بروز سوزش و ناراحتی نوزاد و والدین او
محققان موفق به ساخت یک خودکار جدید شدهاند که پوشش پلاستیکی خاص آن قادر است ویروسها را از بین ببرد و دستور العمل پوشش پلاستیکی ویروس کش این قلم یک راز تجاری است. به نظر میرسد که یک دستگاه مفید که استفاده روزانه دارد و شاید در این روزها همه منتظر آن بودیم، از راه رسیده است. این قلم در واقع یک خودکار خود تمیز شونده است که توسط شرکت آلمانی "مسمر"(Messmer) ساخته شده است. پوشش پلاستیکی قلم "مسمر"
استفاده از گوشی و ساعت هوشمند اپل برای کنترل خودرو استفاده از گوشی و ساعت هوشمند اپل برای کنترل خودرو: متناسب با پیشرفت فناوریهای خودروهای خودران سطح انتظارات کاربران نیز دستخوش تغییرات عمدهای شده است که یکی از مباحثی که اخیراً توسط شرکتهای بزرگ فناوریهای هوشمند مورد توجه قرار گرفته است، هوشمندسازی سیستمهای امنیتی خودرو میباشد. اپل به منظور کنترل بهتر خودروی خودران خود که طراحی و ساخت آن تحت عنوان پروژه تیتان «Titan» در جریان است، موفق به اخذ
یک فناوری ابداع شده که باعث هوشمند شدن عینک های معمولی می شود و با کمک این فناوری کاربر بدون نگاه کردن به موبایل یا ساعت هوشمندش، نوتیفیکیشن ها را می بیند و می تواند با چشمانش از اپلیکیشن ها استفاده کند. شرکت بوش این سیستم را ( هوشمند شدن عینک های معمولی ) Bosch Smartglasses Light Drive نام گذاری کرده و می توان آن را روی قاب هر عینکی نصب کرد تا هولوگرام هایی از عناصر مختلف تعبیه
یک دستگاه که با فناوری چاپ سه بعدی ساخته شده قادر است با استخراج آب از هوا تا 150 سرباز را سیراب کند. تیمی از محققان به سرپرستی موسسه تحقیقات "جنرال الکتریک" حائز قراردادی چند میلیون دلاری برای تولید دستگاههای چاپ سه بعدی شده است که به عنوان بخشی از برنامه "استخراج آب جوی"(AWE) متعلق به "دارپا"(DARPA) رطوبت موجود در جو را جمع آوری کرده و آن را به آب آشامیدنی تبدیل میکنند نمونههای اولیه این دستگاه که در
محققان روسی مواد کاتدی بر پایه پلیمری جدید برای استفاده در باتریهای دو یونی لیتیوم سنتز و آزمایش کرده اند. میزان برق مصرفی در سراسر جهان سال به سال در حال افزایش است؛ از سوی دیگر از آنجایی که بسیاری از دستگاه های الکتریکی در حالت خودکار فعالیت می کنند، تقاضا برای راه حل های ذخیره انرژی نیز در حال افزایش است. باتری های لیتیوم یونی گزینه خوبی برای ذخیره انرژی هستند؛ آنها می توانند انرژی زیادی تولید کنند
گروهی از محققان بینالمللی موفق به ساخت (اولین دستگاه دومنظوره نوری جهان) دیودهای مبتنی بر پروسکایت (perovskite) شدهاند که همزمان توانایی ساطع کردن و شناسایی نور را دارند. منابع نوری و ردیابها مؤلفههای اصلی اولین دستگاه دومنظوره نوری جهان بی شمار فناوری در بازار هستند. به عنوان مثال، دیودهای ساطع کننده نور(LED) معمولاً به عنوان منبع نور در نمایشگرها و سایر فناوریها مورد استفاده قرار می گیرند، در حالی که از فوتودیودها برای تشخیص نور در حسگرها، تصویربرداری و
پژوهشگران سوئدی، ماده جدید جایگزین بافت انسانی ابداع کردهاند که میتواند جایگزین بافت انسانی در فناوریهای حوزه پزشکی باشد. پژوهشگران سوئدی، ماده جدیدی شبیه به لاستیک ابداع کردهاند که ویژگیهای منحصر به فردی دارد و میتواند جایگزین خوبی برای بافت انسانی در مراحل فناوری پزشکی باشد. این ماده جدید میتواند تحول مهمی در زندگی انسانها ایجاد کند. با پیشرفت محصولات حوزه فناوری پزشکی، تقاضا برای مواد طبیعی که مناسب ادغام با بدن هستند، بالا میرود. به کار بردن این
محققان "دانشگاه کلرادو بولدر" (University of Colorado Boulder) ایالات متحده آمریکا در مطالعه اخیرشان موفق به توسعه یک کاوشگر روده بزرگ برای تصویربرداری خودکار و نمونهبرداری از پولیپها شدهاند. هرساله میلیونها کلونوسکوپی انجام میشود تا سرطان در اسرع وقت تشخیص داده شود. پسرودهبینی یا کولونبینی یا کولونوسکوپی معاینه و بررسی داخل پسروده (کولون) و انجام اقدامات تشخیصی و درمانی با دستگاه پسرودهبین (کولونوسکوپ) را میگویند. ماهیت معمول این رویهها و نیاز مداوم به آنها باعث شده است محققان در
دانشمندان دانشگاه "فلوریدا" موفق به ساخت آشکارسازهای اشعه ایکس قابل خم شدن و بدون سرب شده اند و در مرحله بعدی قصد دارند آن را به یک محصول تجاری موجود در بازار تبدیل کنند. گروهی از محققان در دانشگاه ایالتی فلوریدا به ماده جدیدی که قابل انعطاف است، دست یافته اند که می تواند به صورت آشکارساز اشعه ایکس ساخته شود. به علاوه اینکه این دستگاه ها در مقایسه با دستگاه های موجود با عملکرد مشابه، برای محیط زیست
یک سیستم جدید، حرکت حرارتی گرافن را مستقیماً به یک جریان الکتریکی تبدیل می کند و با تولید انرژی پاک بی حد و حصر، متناقض با "نظریه فاینمن" است. تیمی از فیزیکدانان دانشگاه "آرکانزاس" موفق به ساخت یک مدار گرافنی شده اند که می تواند انرژی پاک را بی حد و حصر تولید کند. این سیستم جدید با گرفتن حرکت حرارتی گرافن و تبدیل آن به یک جریان الکتریکی کار می کند. "پائول تیبادو"، استاد فیزیک و محقق اصلی
اپل حق امتیاز اختراع یک فناوری جدید را ثبت کرده که ایرپاد و هدفون های نسل جدید امکان شناسایی صوت کاربر را فراهم می کند. امروز حق امتیاز اختراعی از اپل منتشر شده که به نسل جدید «ایرپاد» و هدفونهای آتی این شرکت تعلق دارد و از حسگرهای جدید برای احراز هویت زیستی استفاده میکنند. میتوان از این حسگرها برای احراز هویت زیستی یا شرطی سازی صوتی دادههای ورودی، صداها و میکروفون استفاده کرد. در اسناد این حق امتیاز
