ساخت باتری‌هایی که امکان سفر راحت به مریخ را فراهم می‌کنند

ساخت باتری‌هایی که امکان سفر راحت به مریخ را فراهم می‌کنند

733 403 نوفن حامی البرز

ساخت باتری‌هایی که امکان سفر راحت به مریخ را فراهم می‌کنند

 

پژوهشگران آمریکایی، باتری‌های جدیدی ابداع کرده‌اند که می‌توانند با شارژ لباس‌های فضانوردی و مریخ‌نوردها، امکان سفر راحت‌تر به مریخ را فراهم کنند.

پژوهشگران “دانشگاه کلمسون” (Clemson University) آمریکا در بررسی جدید خود که با بودجه ناسا انجام شده است، تلاش کرده‌اند تا باتری‌هایی سبک‌تر و با قابلیت شارژ بیشتر ارائه دهند که می‌توانند لباس‌های فضانوردی و حتی مریخ‌نوردها را شارژ کنند.

“راماکریشنا پودیلا” (Ramakrishna Podila)، از پژوهشگران این پروژه گفت: شاید این باتری‌های جدید به زودی در ماهواره‌های آمریکا به کار بروند.

وی افزود: بیشتر ماهواره‌ها قدرت خود را از خورشید می‌گیرند اما ماهواره‌ها باید بتوانند انرژی را برای زمانی که در سایه زمین قرار می‌گیرند، ذخیره کنند. ما باید باتری‌هایی بسازیم که تا حد امکان سبک باشند زیرا هر چه وزن ماهواره بیشتر شود، هزینه ماموریت نیز افزایش خواهد یافت.

راه حلی که پژوهشگران برای برطرف کردن این مشکل ارائه دادند، به کار بردن نانوذرات سیلیکونی کوچک بود تا دوام را افزایش دهند و طول عمر بیشتری را فراهم کنند. در باتری‌های جدید، لایه‌ای از نانولوله‌های کربنی به کار رفته که نانوذرات سیلیکونی را در خود جای داده‌اند. پودیلا افزود: با این روش، اگر ذرات سیلیکون تجزیه شوند، باز هم در بسته‌بندی قرار دارند.

این گروه پژوهشی در کار خود، از سیلیکون استفاده کردند که شارژ بیشتری جمع‌آوری می‌کند؛ بدین ترتیب می‌توان انرژی را در سلول‌های سبک‌تری ذخیره کرد. اگرچه مدت‌ها است که دانشمندان از ظرفیت بالای سیلیکون برای ذخیره انرژی الکتریکی خبر دارند اما این ماده هنگام شارژ شدن و خالی شدن شارژ، به قطعات کوچکتری تجزیه می‌شود.

“شایلندرا چیلووال” (Shailendra Chiluwal)، نویسنده ارشد این پژوهش گفت: ورقه‌های متشکل از نانولوله‌های کربنی، اتصال الکتریکی میان نانوذرات سیلیکون را حفظ می‌کنند. این نانولوله‌ها، یک ساختار سه‌بعدی را شکل می‌دهند که نانوذرات سیلیکون را حتی پس از ۵۰۰ چرخه کنار هم نگه می‌دارد.

استفاده از باتری‌های سیلیکونی و نانومواد دیگر، نه تنها ظرفیت باتری را افزایش می‌دهد، بلکه امکان شارژ باتری را با جریان الکتریکی بالاتر فراهم می‌کند و به شارژ سریع می‌انجامد. این ویژگی مهمی برای آن دسته از کاربران به شمار می‌رود که تلفن همراه آنها در اواسط تماس قطع می‌شود.

باتری‌های سبک‌تری که سریع‌تر شارژ می‌شوند و کارآیی بیشتری دارند، نه تنها مزیتی برای لباس‌های فضایی مجهز به باتری به شمار می‌روند، بلکه به دانشمندان و مهندسانی که فضانوردان را به مقصد می‌رسانند نیز کمک می‌کنند.

پودیلا گفت: هدف بعدی ما، همکاری با شرکای صنعتی است تا این فناوری آزمایشگاهی را به بازار وارد کنیم.

محققان ژاپنی موفق به ساخت سریع‌ترین طیف سنج مادون قرمز جهان شدند؛ این طیف سنج با سرعت ۸۰ میلیون طیف در ثانیه امکان مشاهده واکنش‌های شیمیایی را با وضوح بالا فراهم می‌کند.
این فناوری جدید که توسط محققان دانشگاه توکیو در ژاپن ساخته شده ۱۰۰ برابر سریع تر از طیف سنج های قبلی است و برای مشاهده واکنش های شیمیایی با وضوح بالا به اندازه کافی سریع است.

طیف سنجی مادون قرمز با اندازه گیری نور مادون قرمزی که از مولکول های نمونه برمی گردد، کار می کند. اجزای مولکولی یک نمونه ارتعاشات منحصر به فردی دارند. زمانی که لیزر به مولکول های نمونه برخورد می کند، مولکول ها با نور واکنش نشان داده و الگوهای فرکانس یا طیف های منحصر به فردی را برمی گردانند که می تواند توسط سنسورها اندازه گیری شود.

چند دهه پیش، بهترین طیف سنج ها می توانستند تنها یک طیف را در ثانیه اندازه بگیرند. اما به تازگی مهندسان از فناوری به نام «طیف سنجی دو شانه» برای ثبت یک میلیون طیف در ثانیه استفاده می کنند. با این حال این طیف سنج بازهم برای مطالعه واکنش های شیمیایی مناسب نبود و محققان برای مشاهده این واکنش ها به یک طیف سنج سریعتر نیاز داشتند.

امضاهای شیمیایی که طیف سنج های مادون قرمز نشان می دهد به دانشمندان کمک می کند تا رفتار اجزای شیمیایی مختلف را شناسایی و مشاهده کنند. از این ابزار تنها در آزمایشگاه شیمی استفاده نمی شود بلکه در زمینه های مختلف علمی، نظارت بر ایمنی مواد غذایی و تشخیص مواد سازنده بمب استفاده می شود.

اکنون طیف سنج مادون قرمز ابداعی محققان دانشگاه توکیو که با سرعت ۸۰ میلیون طیف در ثانیه کار می کند، این امکان را به محققان می دهد تا واکنش های شیمیایی را با وضوح بالا مشاهده کنند.

این ابزار جدید از پالس های کوتاه لیزر که کشیده شده و باریک هستند استفاده می کند. زمانیکه نور لیزر بازتاب می یابد، تجزیه و تحلیل پالس های لیزر کشیده شده راحت تر است و به محققان اجازه می دهد تا از یک آشکارساز کوانتومی آبشاری – سنسور جدیدی که قادر به پردازش طیف ها با سرعت های بی سابقه است – استفاده کنند.

 

منبع: ایسنا