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 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
یک استارت‌آپ فرانسوی موسوم به Pi-Pop دوچرخه‌ای به همین نام را معرفی کرده است که به جای باتری از ابرخازن‌ها تغذیه می‌کند و راه‌حلی سازگار با محیط زیست و بدون دردسر را برای رفت و آمد ارائه می‌دهد. استارت‌آپ فرانسوی Pi-Pop از یک دوچرخه برقی پیشگامانه رونمایی کرده است که برای یک دوچرخه سواری سازگار با محیط زیست و کارآمد، به جای باتری به ابرخازن‌ها متکی است. در عصری که دوچرخه‌های الکتریکی برای رفت و آمدهای روزانه و سواری‌های آرام
اشتراک گذاری حالات روحی دوچرخه سواران یک شرکت خودروسازی از بادگیری مخصوص دوچرخه سواران رونمایی کرده که فرد می تواند حالات روحی خود را به صورت ایموجی روی یک پنل ال ای دی پشت آن به نمایش درآورد. شرکت فورد نمونه اولیه از یک بادگیر مخصوص دوچرخه سواران تولید کرده که ایموجی و علائم مختلفی پشت آن ظاهر می شود و به فرد اجازه اشتراک گذاری حالات روحی دوچرخه سواران با رانندگان را می دهد . این بادگیر با
پژوهشگران آمریکایی، نوعی حسگر هوشمند ابداع کرده‌اند که می‌تواند میزان خارش پوست کاربر را اندازه‌گیری کند. یک حسگر پوشیدنی می‌تواند با ردیابی این که چند بار پوست خود را خراشیده‌اید، شدت خارش پوست را اندازه‌گیری کند. پژوهشگران "دانشگاه نورث‌وسترن"(Northwestern University) آمریکا، یک حسگر نرم ضد آب ابداع کرده‌اند که می‌تواند این کار را انجام دهد. این حسگر به پشت دست می‌چسبد و حرکت خاراندن را به واسطه امواج صوتی تولید شده با کشیدن ناخن روی پوست اندازه‌گیری می‌کند. خارش
طبق گزارشی جدید گوگل تصمیم دارد یک کارت نقدی هوشمند عرضه کند که مشابه اپل کارت است و به این ترتیب وارد حوزه بانکداری شود. تلاش گوگل برای ورود به حوزه بانکداری شامل توسعه محصولی موازی با اپل کارت است. این کارت نقدی که با همکاری شرکت ویزا ارائه می شود دارای گزینه پرداخت مجازی است و همچنین استفاده فیزیکی دارد و جزئیات مربوط به زمان و مکان پرداخت را نیز رصد می کند. گزارش جدید حاکی از آن
به دنبال تصمیم ناسا برای اعزام انسان به کره ماه، مهندسان فناوری اقدام به طراحی و ساخت اولین خانه مجهز برای زندگی روی ماه کردند. ناسا با برنامه «آرتمیس» قصد دارد بار دیگر انسان‌ها را به ماه بفرستد که این برنامه مورد توجه افراد زیادی قرار گرفته است. در میان آنها به طراحان دانمارکی «Sebastian Aristotelis» و «Karl-Johan Sørensen» برمی‌خوریم که در حال توسعه یک ماژول قمری به عنوان بخشی از فضاپیما با الهام از اوریگامی هستند که به
یک صندلی چرخ‌دار برقی جدید می‌تواند از وظیفه سنتی خود فراتر رود و افراد مبتلا به محدودیت حرکتی را قادر به ایستادن، خوابیدن و حتی بالا و پایین رفتن از پله‌ها کند. اغلب ویلچرهای برقی حداقل دو مشکل دارند، اول اینکه نمی‌توانند از پله‌ها بالا و پایین بروند و دوم این که کاربر مجبور است روی آنها همیشه در حالت نشسته باشد. اکنون یک ویلچر رباتیک آزمایشی جدید، هر دو کاستی را برطرف می‌کند. این صندلی چرخ‌دار توسط گروهی از
پژوهشگران دانشگاه صنعتی نانیانگ(Nanyang Technological University) سنگاپور در مطالعه اخیرشان یک فرایند تخمیر مبتنی بر پسماند میوه‌ها و غذاهای دریایی را برای خارج کردن کیتین از پوسته‌های سخت‌پوستان توسعه داده‌اند که این روش باعث می‌شود پلیمر کیتین (Chitin) با کیفیت‌تری تولید شود. کیتین موجود در پوسته‌های سَخت‌پوستان (پسماند میوه‌ها و غذاهای دریایی)، یک پلیمر طبیعی است. کیتین، مشتقی از گلوکز است و در جانداران متنوعی یافت می‌شود. این ماده سازنده اصلی دیواره سلولی قارچ‌ها، اسکلت خارجی بندپایانی چون خرچنگ‌ها
از سال ۱۹۹۸تاکنون بیش از ۸۰۰ کودک در ایالات متحده به دلیل آنکه والدینشان فراموش کرده‌اند آنها را از خودرو خارج کنند، جان خود را از دست داده‌اند، حال استارتاپ ایتالیایی "Filo" یک سیستم هشدار دهنده کودک مبتنی بر بلوتوث با نام "تاتا" (Tata) ایجاد کرده است که برای جلوگیری از این حوادث ناگوار طراحی شده و در داخل یا روی صندلی ماشین قرار می‌گیرد. نکته خوب این است که کاربران تنها یک هشدار دریافت نخواهند کرد. اولین هشدار
محققان دانشگاه گلاسگوی اسکاتلند موفق به ابداع ساعت هوشمند ی شده‌اند که از عرق بدن کاربر نیرو می‌گیرد. هنگامی که مردم در مورد انرژی تجدیدپذیر صحبت می‌کنند، عرق بدن چیزی نیست که به ذهن خطور کند، اما به نظر می‌رسد که این فرآیند طبیعی بدن در واقع قادر به تامین انرژی دستگاه‌های ردیابی تناسب اندام و حتی شاید ساعت هوشمند نیز باشد. محققان دانشگاه گلاسگو در اسکاتلند یک فناوری ابداع کرده‌اند که می‌تواند از عرق بدن به جای باتری‌های
محققان با الهام از شیوه ذخیره چربی در بدن انسان، ساخت باتری از جنس روی ساخته اند که ذخایر انرژی را در سراسر بدن ربات ذخیره می کند. گروهی از محققان دانشگاه میشیگان ساخت باتری های بیومورفیکی ساخته اند که به ربات ها کمک می کند تا به وسیله سیستمی شبیه ذخایر چربی در بدن انسان، انرژی را تا ۷۲ بار بیشتر از باتری های معمولی ذخیره کنند. این ایده با تقلید از منابع انرژی ساخته شده که در
گروهی از محققان ابزاری ساخته‌اند که با استفاده از میدان‌های الکترومغناطیسی برای کاهش سطح قند خون و تقویت واکنش بدن نسبت به انسولین، وضعیت دیابت بیمار را از راه دور مدیریت می‌کند. برای بسیاری از بیماران مبتلا به دیابت نوع ۲، نگه داشتن قند خون در سطح سالم یک کار دشوار است که شامل نظارت منظم و تزریق انسولین می شود، اما محققان به دنبال یافتن روش های راحت تری برای مدیریت این بیماری هستند. اکنون یک گروه تحقیقاتی
