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:
![]()
سبک زندگی مدرن ما با نشستن زیاد همراه است و اگرچه میزهای ایستاده موسوم به «استند دسک»(standing desk) می‌توانند گزینه‌های سالم‌تری باشند، اما مشکلات خاص خود را دارند. میز جدید «ارگو دسک»(Ergo Desk) هر دو گزینه را ترکیب می‌کند و گزینه سوم را ارائه می‌دهد که میز خوابیده برای کاهش کمردرد مزمن است. میزهای رایج قرن‌هاست که گزینه‌های پیش‌فرض برای مدارس و ادارات بوده‌اند. میزهای ایستاده اخیرا محبوبیت پیدا کرده‌اند، اما آنقدر که به نظر می‌رسد، جدید نیستند. افراد مشهوری
شرکت چینی "دی‌جی‌آی" یک طرح ابتدایی برای ابداع یک وسیله نقلیه مجهز به دوربین ( پتنت آفرود دوربین‌دار ) ارائه داده است. شرکت چینی "دی‌جی‌آی" (DJI)، از نام‌های پیشرو در عرصه ساخت پهپادهای مجهز به دوربین است و در این زمینه شرکت‌های کمی وجود دارند که تلاش کرده‌اند یک وسیله نقلیه دوربین دار زمینی ارائه دهند اما دی‌جی‌آی سعی دارد در این مسیر حرکت کند و حق ثبت اختراع را برای یک وسیله نقلیه جاده‌ای که به دوربین مجهز
اخیرا گروهی از محققان "دانشگاه نیو ساوت ولز" استرالیا در مطالعه‌ای که با کمک "ایمان روحانی" محقق ایرانی انجام شد از چاپ سه‌بعدی استخوان به روشی نوین خبر داده‌اند. فناوری چاپ سه بعدی در حوزه پزشکی راه طولانی را به خصوص در تولید اندام طی کرده است و آنچه زمانی همانند داستان علمی تخیلی به نظر می‌رسید حال با کمک این فناوری به واقعیت تبدیل شده و سبب تحولی عظیم در حوزه بهداشت و درمان شده است. اما استخوان‌های
پژوهشگران کره جنوبی، ماده جدیدی ابداع کرده‌اند که می‌تواند قابلیت جلوگیری از نفوذ گرما را برای دیوارها فراهم کند. با افزایش گرمای تابستانی غیر قابل تحمل و طولانی مدت به دلیل تغییرات اقلیمی طی سال‌های اخیر، استفاده از خنک‌کننده‌ها نیز رو به افزایش است. عایق در حال حاضر، راه حل اصلی جلوگیری از ورود گرما به ساختمان است اما استفاده از یک ماده اضافه که نفوذ گرما را به تاخیر می‌اندازد، می‌تواند جلوی افزایش دمای داخلی را بگیرد و
پژوهشگران «دانشگاه پنسیلوانیا» نوعی حسگر ساخته‌اند که از توانایی چشم انسان برای دیدن رنگ تقلید می‌کند و شاید روزی بتواند به عنوان جایگزین سلول‌های مرده یا آسیب‌دیده چشم، در به دست آوردن بینایی از دست رفته کمک کند. آشکارسازهای نوری حساس به نورهای قرمز، سبز و آبی، از سلول‌های مخروطی چشم ما تقلید می‌کنند. این در حالی است که الگوریتم نورومورفیک، شبکه عصبی ما را برای پردازش اطلاعات و تبدیل کردن آنها به تصاویر با کیفیت بالا شبیه‌سازی می‌کند. برخلاف
یک شرکت آمریکایی نوعی بالشت ژله‌ای طراحی کرده است که فشار وارد بر سر، گردن و ستون فقرات را هنگام خواب کاهش می‌دهد. رختخواب یکی از مهمترین ارکان خواب باکیفیت است که معمولا افراد از گردن درد ناشی از بالش غیر استاندارد گله‌مند هستند. محققان به این منظور نوعی بالشت ژله‌ای طراحی کرده‌اند که میزان فشار وارد بر گردن را به حداقل کاهش می‌دهد که این بالشت ژله‌ای Aloe Ice Pillow Gel نام دارد و از یک فوم ژله‌ای
یک فرد فلج چهار اندام که کمترین حرکت و احساس در اندام خود را دارد، برای اولین بار پس از ۳۰ سال توانست با کمک یک جفت بازوی رباتیک به خودش غذا بدهد و نکته جالب این است که این فرد فلج این کار را با استفاده از ذهن خود انجام می‌دهد. "رابرت بوز چمیولوسکی" (Robert 'Buz' Chmielewski) زمانیکه نوجوان بود، هنگام موج سواری سانحه‌ای برای وی رخ داد و فلج شد؛ اما در سال ۲۰۱۹ وی تحت یک
هواپیمایی انگلیس قصد دارد برای تسهیل جابجایی معلولان از ویلچرهای برقی خودران استفاده کند و این کار را در فرودگاه جان اف کندی آغاز کرده است. افراد معلول با نشستن بر روی این ویلچرها می‌توانند بدون نیاز به مساعدت افراد دیگر به طور خودکار به سمت گیت های پرواز حرکت کنند. در صورت ثمربخش بودن ارائه این خدمات در فرودگاه جان اف کندی، دامنه این کار به دیگر فرودگاه‌ها تسری می‌یابد و ویلچرهای یادشده از فناوری شناسایی موانع برخوردار
"محمود الکومی" (Mahmoud Elkoumy) مهندس مصری، موفق به ساخت رباتی شده که می‌تواند در مریخ آب تولید کند. محمود الکومی موفق به توسعه رباتی به نام"ELU" شده است که این ربات با جذب هوای مرطوب، فشرده سازی و قرار دادن آن در یک فرایند فیلتراسیون پنج مرحلهای ، آب آشامیدنی ایجاد می‌کند. الکومی گفت: هزینه تولید آب از هوا، نسبت به سایر فناوری‌های موجود کمتر است. هزینه ساخت ELU حدود ۲۵۰ دلار بود. هزینه ایجاد یک چهارم آب برای
فناوران یکی از شرکت‌های دانش‌بنیان با دستیابی به دانش فنی دستگاه‌های پیشرفته «استخراج» و «تشخیص» مولکولی (DNA و RNA)، با بک پنجم قیمت نمونه‌های آمریکایی، نیاز کشور در حوزه‌های حساس تشخیص سرطان، بیماری‌های ویروسی و ژنتیکی را مرتفع کرده‌اند. بهنام کریمی، مدیرعامل این شرکت دانش‌بنیان در گفت‌وگو با ایسنا، تمرکز اصلی تیم تحقیقاتی این شرکت را بر طراحی و تولید تجهیزات مرتبط با حوزه بیوتکنولوژی، به‌ویژه دستگاه‌های مرتبط با اسیدهای نوکلئیک (DNA و RNA) و پروتئین‌ها عنوان کرد. وی افزود:
دانشمندان با موفقیت در ایستگاه فضایی بین‌المللی با استفاده از میکروب‌ها از شهاب‌سنگ‌ها مواد معدنی استخراج کردند. به گزارش ایسنا، به گفته دانشمندان، استفاده از میکروارگانیسم‌ها برای استخراج معدنی از شهاب‌سنگ‌ها می‌تواند راهی مؤثر برای استخراج فلزات گران‌بها در فضا باشد. این موضوع آزمایشی است که در ایستگاه فضایی بین‌المللی انجام شده و بررسی می‌کند که چنین استخراجی در محیط‌های با گرانش کم چگونه می‌تواند از اکتشاف فضایی پشتیبانی کند. به نقل از اسپیس، براساس گفته‌های پژوهشگرانی از دانشگاه کرنل
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
