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:
![]()
نابودی میکروبها توسط ربات خودران : مقامات بهداشتی چین با استفاده از رباتهای خودران در بیمارستانهای درگیر با بیماری کرونا توانسته اند ۹۹ درصد باکتریها و ویروسهای موجود در آنها را نابود کنند. پاکسازی محیطهای بیمارستانی توسط نیروی انسانی و دست ضمن آنکه دقت پایینی دارد، ممکن است موجب انتقال عفونت به افراد و بیماری افراد شود. اما استفاده از ربات هم دقت و سرعت این فرایند را بالا میبرد و هم از تلفات جانی نیروهای انسانی میکاهد. چین
محققان سنگاپوری از تولید دستگاهی کوچک و قابل حمل خبر دادهاند که میتواند به صورت سه بعدی از پوست تصویربرداری کند تا مداوای بیماریهای پوستی تسهیل شود. وقتی افراد به بیماریهای پوستی نظیر اگزما مبتلا میشوند مشاهده تمامی برجستگیها و شیارهای کوچک در منطقه آسیب دیده به درمان چنین بیماریهایی کمک میکند. دستگاه جدید میتواند تمامی سطح آسیب دیده پوست را در عرض چند دقیقه به صورت سه بعدی اسکن کند. برای استفاده از این دستگاه ابتدا دست بر
دانشمندان موفق شدهاند نور خورشید را در قالب الکترون ذخیره و ساعتها بعد، بدون نیاز به برق یا نور، آن را به هیدروژن پاک تبدیل کنند؛ دستاوردی که میتواند معادلات ذخیرهسازی و حمل انرژی خورشیدی را دگرگون کرده و رکورد تازهای در «فوتوکاتالیست در تاریکی» به ثبت برساند. به گزارش ایسنا، تصور کنید در میانه شب قطبی، کامیونی به کارخانهای در شمال نروژ میرسد. نه مخزن گاز فشردهای همراه دارد و نه تانکهای عظیم و پرهزینه برودتی. تنها چند مخزن مایع
سامسونگ طرح اولیه یک موبایل تاشو را رونمایی کرده که مانند صدف از وسط و به طور افقی تا می شود و همچنین این موبایل دارای لولایی مخفی است. موبایل تاشو با لولای مخفی از سامسونگ این دستگاه ( موبایل تاشو ) احتمالا« سامسونگ گلکسی فولد۲» یا یک موبایل جدید است که پیش بینی می شود این موبایل دارای لولای مخفی است و تخمین زده می شود این شرکت در سال آینده ۲ موبایل تاشو رونمایی کند که یکی
پروژه خورشیدی جدید موسسه فناوری کالیفرنیا مشهور به "کلتک"(Caltech) مبتنی بر فضا تحت مدیریت اجرایی "علی حاجی میری" دانشمند ایرانی این موسسه میتواند به تمام سیاره ما نیرو رسانی کند. اگرچه این مطلب شبیه به داستانهای علمی-تخیلی است، اما صفحات خورشیدی در فضا میتوانند انرژی را مستقیماً به زمین بفرستند و این سیاره را از انرژی تجدیدپذیر پاک و مقرون به صرفه و همچنین بیانتها سرشار کنند. این پروژه به زودی میتواند به واقعیت تبدیل شود. "کلتک" به تازگی
محققان دستبندی ساخته اند که میکروفون های موجود در بلندگوهای هوشمند را از کار می اندازد تا محاورات کاربر ثبت نشود (ابداع دستبندی که از ضبط صدای کاربر جلوگیری می کند). گاهی اوقات به دلیل شکاف های امنیتی در بلندگوهای هوشمند و دستگاه های دیگری که مجهز به میکروفون هستند، میکروفون ها روشن می ماند و محاورت کاربران ضبط می شود. در همین راستا محققان دانشگاه شیکاگو یک دستبند آزمایشی ساخته اند که با استفاده از امواج اولتراسونیک منتشر
یک تولید کننده موبایل چینی حق امتیاز اختراع یک عینک هوشمند ثبت کرده که سیگنال های درمانی از جمله نور فرابنفش و امواج صوتی منتشر می کند که برای درمان افسردگی و خستگی کارآمد است. شرکت شیائومی حق امتیاز اختراعی به نام «عینک و قاب هوشمند» ثبت کرده است. جزئیات این حق امتیاز نشان میدهند عینک و قاب هوشمند آن قابلیتهای ردیابی مشکل سلامتی و درمان را یکپارچه میکند. محصول مذکور سیگنالهای درمانی از جمله پالسهای نور فرابنفش، نور
یک شرکت تجاری هدست واقعیت افزوده به نام «گست پیسر» تولید کرده که دوندگان با قرار دادن آن در برابر چشمانشان میتوانند با یک دونده مجازی رقابت کنند. همه دوندگان حرفهای برای افزایش تواناییها و پیگیری تمرینات حرفهای به یک رقیب تمرینی نیاز دارند. هدست واقعیت افزوده گست پیسر میتواند نیاز به چنین حریفانی را برطرف کند و در زمانی که شخصی برای تمرین وجود ندارد، این کار را به طور مجازی برای ورزشکاران انجام دهد. کنترل سرعت این
دانشمندان باتری جدید و مقاومی ساختهاند که ممکن است روزی جایگزین باتریهای لیتیوم-یونی مورد استفاده در تلفنها و خودروهای برقی شود. برخلاف باتریهای لیتیوم که در صورت آسیب دیدن ممکن است آتش بگیرند یا منفجر شوند، این باتری جدید زینک-هوا حتی پس از سوراخ شدن، سوزاندن یا غوطهوری در آب نیز به کار خود ادامه میدهد. این پژوهش به رهبری نوئه آرخونا و همکارانش در مرکز تحقیقات مواد پیشرفته (CIMAV) در چیواوا، مکزیک انجام شده است و نشان میدهد که باتریهای
کاشت ایمپلنت در بدن انسانها با چالشهای مهمی مواجه است که یکی از آنها تأمین انرژی است. تولید باتریهای زیستی این مشکل را تا حد زیادی برطرف میکنند. ایمپلنت های مختلفی برای کمک به شنوایی و تداوم جریان خون در قلب طراحی و تولید شده اند. اما تغییر باتری این ایمپلنت ها یک چالش جدی است. محققان برای غلبه بر این چالش باتری زیستی ویژه ای را تولید کرده اند که شارژ مجدد آن از طریق ارسال امواج مافوق
"هالو"(Halo) نام دستبند/ مچ بند ردیاب سلامت جدید شرکت "آمازون" است که با نظارت بر صدا و اندازه ترکیب بدن، به کاربران میگوید که آیا چربی بدن آنها بیش از حد زیاد است یا خیر و آیا صدای کاربر نشان دهنده از خودراضی بودن او است یا خیر. آمازون در تابستان از مچ بند ردیاب سلامت و تناسب اندام خود به نام" هالو" رونمایی کرد و گفت که این ردیاب با یک برنامه مجهز به هوش مصنوعی جفت میشود
گروهی از محققان مؤسسه اس آر آی در کالیفرنیا با استفاده از یک کایت زیرآبی توانستهاند از جذر و مد آب دریا برای تولید برق استفاده کنند. اجرای این طرح تحقیقاتی با استفاده از بودجه ۴.۲ میلیون دلاری وزارت انرژی آمریکا و پس از سه سال با همکاری دانشگاه برکلی به نتیجه رسیده است. انتظار میرود از این فناوری تولید برق زیرآبی در آینده برای تأمین انرژی مورد استفاده زیردریاییها نیز استفاده شود. منابع انرژی تجدیدپذیر در دهههای اخیر
