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:

  محققان دانشگاه برکلی موفق به تولید بازوبند هوشمندی شده‌اند که قادر به شناسایی انواع حرکات دست است و راه را برای تولید پوشیدنی‌های هوشمند هموار می‌کند. سیستم‌های بصری رایانه‌ای تنها در صورتی قابل استفاده هستند که دست فرد همیشه در برابر انها قابل رؤیت باشد. اما این مساله همیشه ممکن نیست و گاهی نیز می‌تواند امنیت و حریم شخصی اشخاص را به خطر بیندازد. استفاده از دستکش‌های الکترونیک به عنوان یک راه حل جایگزین نیز می‌تواند هم کاربر را
  محققان انگلیسی یک بانداژ مخصوص توسعه داده‌اند که به ترمیم استخوان‌ها می‌پردازد. مدتی است که می‌شنویم موادی مانند داربست(scaffold) در محل شکستی استخوان کاشته می‌شوند و سلول‌های استخوانی بدن را به فعالیت واداشته تا شکستگی را التیام بخشد. در این راستا، محققان انگلیسی بانداژی توسعه داده‌اند که ممکن است همین کار را انجام دهد. زمانی‌ که بانداژ توسط جراحی، در محل شکستگی استخوان کاشته می‌شود، زمان بهبودی به میزان قابل توجهی کاهش می‌یابد. محققان دانشگاه "کینگز" لندن یک "بانداژ
  محققان برای اولین بار موفق به تولید نوعی زیردریایی کوچک کنترل از راه دور شده‌اند که در زیر آب نیز با استفاده از جی پی اس قابل ردیابی است. شناسایی مسیر حرکت زیردریایی‌ها در زیر آب با توجه به ناسازگاری سیستم موقعیت یابی جی پی اس کار دشواری است. اما برای اولین بار زیردریایی ساخته شده که با فناوری جی پی اس سازگار بوده و حتی می‌توان آن را بر روی نقشه گوگل نیز رصد کرد. چراغ‌های قدرتمند ال
  رنو از تولید نمونه مفهومی خودروی برقی شاسی بلند خود خبر داده که هم در نقاط شهری و هم در مسافرت‌ها قابل استفاده است. خودروی برقی شاسی بلند جدید رنو مورفوز نام دارد و برای حالت شهری یک باتری ۴۰ کیلووات ساعتی در آن نصب می‌شود اما با تقویت این باتری و نصب یک بسته باتری اضافی ۵۰ کیلووات ساعتی برد خودروی یادشده به ۷۰۰ کیلومتر افزایش می‌یابد. نصب باتری اضافی بر روی این خودروی برقی شاسی بلند در
  یک شرکت کانادایی با دریافت حمایت مالی از دولت کانادا به دنبال ایجاد زیرساخت برای تولید نانوپوشش‌ خوداستریل‌ شونده هبرای مقابله با ویروس کرونا است. نانوپوشش‌ خوداستریل‌ شونده موسوم به NanoCleanSQ در فهرست فناوری‌هایی قرار دارد که دولت کانادا در قالب برنامه نسل جدید تولید در کانادا از آنها حمایت خواهد کرد. این نانوپوشش می‌تواند ویروس‌هایی نظیر کووید ۱۹ را به سرعت از بین ببرد. در حالت عادی هفته‌ها زمان نیاز است تا این کار انجام شود، این نانوپوشش‌
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. این مسواک  Oral-B Genius X نام دارد و به وسیله بلوتوث به اپلیکیشنی در موبایل کاربر متصل می شود و هنگامیکه کاربر مسواک زدن را
  محققان با استفاده از نانولوله‌های کربنی (فناوری نانو) و نوعی پلیمر، پوست محافظی ساختند که می‌تواند بدن را در برابر عوامل بیماری‌زا محافظت کند. برخی حوادث نظیر شیوع بیماری کرونا یا استفاده از سلاح‌های شیمیایی نیاز برای پوست دوم به‌منظور محافظت از انسان‌ها را نشان می‌دهد. در حال حاضر، ادوات و تجهیزات مراقبت شخصی در دسترس همگان نیست و از مشکلاتی نظیر تنفس‌پذیری برخوردار است. برای حل این مشکل، محققان یک تیم تحقیقاتی از چند موسسه و دانشگاه مختلف
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 آغاز کرده و این بار رباتی برای حمل وسایل مسافرت یا خریدهای روزانه به نام گیتا تولید کرده است. این ربات می تواند حداکثر ۱۸
  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"
  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 دانشگاه‌های "هاروارد" و "ام.آی.تی" با همکاری "پردیس ثابتی" دانشمند ایرانی، فناوری جدیدی برای شناسایی کروناویروس ارائه داده‌اند که بر فناوری کریسپر مبتنی است و چندین تراشه را شامل می‌شود. پژوهشگران "دانشگاه هاروارد" (Harvard University) و دانشگاه "ام.آی.تی" (MIT) با همکاری "پردیس ثابتی" استاد دانشگاه هاروارد، فناوری جدیدی ابداع کرده‌اند که می‌تواند به تشخیص مولکولی مبتنی بر کریسپر کمک کند. این فناوری، تراشه‌هایی را شامل می‌شود که می‌توانند هزاران آزمایش را به صورت خودکار انجام دهند. این تراشه‌ها می‌توانند
  مشاهده نابودی تومورهای سرطانی محققان اخیرا موفق به توسعه اسکنی شده‌اند که توسط آن می‌توانند به صورت زنده ویدیوی تورموهای سرطانی را هنگامی که در حال نابودی هستند، مشاهده کنند. "پرتودرمانی" یا "رادیوتراپی" یکی از مهم‌ترین شاخه‌های فیزیک پزشکی است. پرتودرمانی به درمان بیماری با استفاده از پرتوهای نافذ مانند پرتوهای ایکس و آلفا و بتا و گاما که یا از دستگاه تابیده می‌شوند یا از داروهای حاوی مواد نشاندار شده ساطع می‌شوند گویند. پرتو درمانی استفاده از پرتوهای