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:
![]()
یک شرکت چینی اسب رباتیکی برای کودکان طراحی کرده که می تواند به طور خودران حرکت کند و افراد و اشیا را بشناسد. استارت آپ خودرویی چین به نام Xpeng یک ربات تک شاخ طراحی کرده که کودکان می‌توانند سوار آن شوند. این ربات که «اژدهای کوچک سفید» نام دارد مجهز به یک سیستم هوش مصنوعی است تا مانورهای خودران انجام دهد، روی سطوح مختلف مسیریابی کند و افراد و اشیا را بشناسد. همچنین اسب رباتیک واکنش احساسی هوشمند
کوچکترین چاپگر رنگی پرتابل دنیا یک استارتاپ کوچکترین چاپگر رنگی پرتابل دنیا موسوم به "پرین‌کیوب"(PrinCube) را ساخته است که هم هنگام عملیات نیازی به اتصال به برق ندارد و هم قادر است روی هر سطحی عملیات چاپ را انجام دهد. البته "پرین‌کیوب" یک دستگاه کاملاً مستقل نیست و باید از طریق وای-فای با یک برنامه اندروید/ iOS در تلفن هوشمند یا رایانه کاربر مرتبط باشد. کاربر با استفاده از آن برنامه می‌تواند متن‌های دلخواه خود را ایجاد کند یا عکس
یک دستگاه جمع آوری میکروپلاستیک‌ها جالب به گونه‌ای طراحی شده است که بر روی رینگ خودرو نصب می‌شود و وظیفه جمع آوری میکروپلاستیک‌های تایرها را بر عهده دارد. در حالی که ممکن است ما از اگزوز خودرو به عنوان منبع اصلی آلودگی هوا یاد کنیم، از این نکته که لاستیک‌های خودرو نیز با انتشار میکروپلاستیک به شدت در آلودگی هوا غافل هستیم. دستگاه جمع آوری میکروپلاستیک‌ها که روی چرخ‌های خودرو نصب می‌شود، می‌تواند ذرات لاستیکی که از تایرها جدا
محققان با تجزیه و تحلیل اطلاعات به دست آمده از دستبندهای طبی دریافتند با استفاده از الگوی اختلال خواب افراد می‌توان ابتلای آنها به بیماری‌های ویروسی مانند آنفلوآنزا را پیش‌بینی کرده (ساعت هوشمند برای تشخیص عفونت ویروسی) و پیش از انتقال بیماری به سایرین، به آنها هشدار داد؛ این روش برای تشخیص کووید-۱۹ نیز موثر است. در تحقیقات دانشگاه میشیگان واقع در آمریکا اطلاعات مربوط به الگوی خواب داوطلبانی که عمدا به نوعی ویروس آنفلوآنزا آلوده شده بودند و
طرح تونل های مغناطیسی طرحی برای ارسال بسته های پستی در یک شبکه تونل های زیر زمینی در لندن ۱.۵میلیون پوند سرمایه جمع آوری کرده و وارد مرحله آزمایشی می شود. شرکت «ماگ وی» چندی پیش طرح تونل های مغناطیسی برای شبکه ای از تونل های زیر زمینی بهم پیوسته و مشابه هایپرلوپ برای ارسال بسته های پستی در سراسر لندن ارائه کرد و اکنون این طرح ۱.۵ میلیون پوند سرمایه جمع آوری کرده است. روپرت کروز یکی از
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
یک محقق ایرانی در دانشگاه ردآیلند چسب زخم هوشمندی تولید کرده که با استفاده از نور قادر به شناسایی عفونت ها است. کنترل مرتب زخم‌ها برای شناسایی شکل‌گیری عفونت‌های تازه ضروری است. اما برداشتن پانسمان برای این کار در روند بهبود زخم اختلال ایجاد می‌کند. برای حل این مشکل می‌توان از چسب زخم هوشمند نوری استفاده کرد. یکی از ترکیباتی که به تولید نور در جریان این فرایند کمک می‌کند، پراکسید هیدروژن است که در هنگام حضور باکتری‌های بیماری‌زا
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
تمرکز با عینک هوشمند تمرکز با عینک هوشمند: شرکت آمریکایی "ناربیس"(Narbis) اخیرا موفق به توسعه عینک‌هایی شده است که امواج مغزی کاربر را برای اندازه‌گیری میزان توجه وی شناسایی می‌کند و صفحه عینک هنگام نبود تمرکز کمی تاریک می‌شود تا کابران مجددا تمرکز خود را به دست آورند. دستگاه‌های "نوار مغزی" یا "الکتروانسفالوگرافی"(EEG) فناوری‌های جالب و شگفت انگیز، اما با قابلیت‌های بسیار محدود. با این حال آنچه در آنها بسیار خوب است این موضوع است که می‌توانند ارزیابی کنند
محققان آمریکایی توانستند برای مطالعه فعالیت مغز حیوانات زنده (درک بهتر مغز)، عملکرد کاوشگرهای عصبی میکرو ال‌ای‌دی را بهبود ببخشند. در قرن اخیر، علم " اپتوژنتیک" به پیشرفت تکنیک‌های تصویر برداری ، مطالعه و بررسی عملکردهای مغزی و درک بهتر مغز سرعت بخشیده است. این روش به دانشمندان اجازه می‌دهد با استفاده از نور، نورون‌های ویژه‌ای را در مغز حیوانات آزمایشگاهی فعال کند همچنین می‌تواند در بهبود بینایی موثر باشد. محققان دانشگاه "میشیگان" در گذشته توانستند ریزترین منابع نوری
یک استارتاپ ایتالیایی با استفاده از نانوذرات، فیلم لایه نازکی ساخته است که می‌توان آن را روی پنجره‌ها استفاده کرد و با این کار به تولید انرژی کمک کرد (پنجره‌های خورشیدی با کمک نانوذرات). شرکت گلس توپاور استارتاپ ایتالیایی فناوری متمرکز کننده نور خورشید را ارائه داده است که می‌توان آن را در عناصر ساختمان نظیر پنجره‌ها استفاده کرد، در این فناوری از نانوذرات موسوم به کروموفور استفاده شده است که به لطف مهندسی مناسب، فرایند جذب و انتشار
محققان دانشگاه "موناش" استرالیا در مطالعه اخیرشان روشی را برای ایجاد سطوح مهندسی سه‌بعدی که رشد باکتری‌ها را کاهش می‌دهد، ابداع کرده‌اند. رویکرد آنها می‌تواند به کاهش میزان بروز عفونت‌های بیمارستانی مانند عفونت‌های دستگاه ادراری در بیماران دارای سوند ادراری منجر شود. محققان در این مطالعه بررسی کردند که آیا می‌توانند از طریق تکنیک‌های مهندسی سه بعدی رشد میکروبی را در سطوح کاهش دهند یا خیر. آنها امیدوار بودند که بتوانند ماده‌ای را برای استفاده در کاتترها/سوند و سایر
