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:
![]()
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
یک شرکت تجاری از تولید ربات‌های پلیس برای گشت زنی خبر داده که برای شناسایی افراد معترض و ایجاد امنیت در اماکن عمومی قابل استفاده هستند. شرکت نایت اسکوپ ربات‌های پلیسی را تولید کرده که دارای چهار چرخ هستند و هم می‌توانند به سرعت گشت زنی کنند و هم به صورت عمودی و با استفاده از دو چرخ به حرکت درآیند. ربات‌های یادشده برای مقابله با معترضان و تظاهرات نیز قابل استفاده هستند و از جمله می‌توان از آنها
سفت شدن رزین در آب توسط نور محققان دانشگاه فناوری "وین" موفق به ساخت یک نوع رزین شده‌اند که حتی وقتی در آب باشد هم می‌توان آن را با تابش نور سخت کرد. شاید تاکنون راجع به رزین‌های "اپوکسی" شنیده باشید که هنگام قرار گرفتن در معرض نور سفت می‌شوند و معمولاً باید همه این مواد در معرض نور قرار بگیرند (سفت شدن رزین در آب توسط نور). اکنون محققان دانشگاه فناوری "وین" یک ماده افزودنی جدید به رزین
«عصای سفید» که بسیاری از نابینایان برای حرکت در جهان بر آن تکیه دارند در یک قرن اخیر ارتقا نیافته است، اما اکنون محققان از پیشرفت در زمینه ابداع «عصای رباتیکی» خبر می دهند که امیدوارند موجب ارتقای عصای سفید و کمک به جهت یابی نابینایان شود. نمونه اولیه این عصای رباتیک مجهز به دوربین سه بعدی رنگی، چند حسگر و یک رایانه است که برای هدایت کاربر به مکان مورد نظر طراحی شده است و از برخورد با
محققان سیمی نازکتر از موی انسان ابداع کرده اند که قابلیت مسیریابی و حرکت در رگ های مغزی را دارد. این رگ با جریان خون حرکت می کند. یک سیم نازک تر از موی انسان طراحی شده تا در رگ های مغزی مسیریابی کند. این ابزار به پزشکان کمک می کند به بخش هایی از بدن دسترسی یابند که با استفاده از روش های فعلی ممکن نیست. محققان سوئیسی این ابزار را ابداع کرده اند که با استفاده از
یکی از شهرهای کشور انگلیس با مشارکت شرکت هیوندای در پروژه‌ای که هدف آن توسعه زیرساخت‌های عدم انتشار کربن است، میزبان اولین فرودگاه نسل بعدی وسایل نقلیه هوایی برقی و خودران خواهد بود. طی چند سال اخیر محبوبیت خودروهای پرنده افزایش یافته است و حتی شرکت‌های شهیری مانند "بوئینگ" و "پورشه" به دنبال تولید این وسایل نقلیه هستند. اکنون شهری در انگلیس در حال آماده شدن برای میزبانی از اولین فرودگاه جهان مخصوص خودروهای پرنده است. یک استارتاپ انگلیسی
یک شرکت که دریچه و سوپاپ های جایگزین چاپ سه بعدی برای ماسک های تنفس مصنوعی یا ونتیلاتورها می سازد (عینک هوشمند)، شگفتی دیگری با فناوری چاپ سه بعدی اختراع کرده است که یک تبدیل شونده است که ماسک تنفس زیر آب یا غواصی را به ماسک تنفسی تبدیل می‌کند. فناوری چاپ سه بعدی ترفندهای جدیدی را برای کمک به کنترل شیوع کروناویروس جدید به ارمغان می آورد. اکنون یک شرکت ایتالیایی که دریچه و سوپاپ جایگزین چاپ سه
یک استارتاپ برزیلی، نوعی فناوری خانگی جدید ابداع کرده که می‌تواند نشانه‌های کووید-19 را در افراد بررسی کرده و امکان سرایت بیماری را کاهش دهد. معمولا به بیماران توصیه می‌شود که در صورت دیدن مشکل در نشانه‌های بالینی، به بیمارستان مراجعه کنند. استارتاپ برزیلی "بیولوژیکس" (Biologix)، یک فناوری خانگی برای بررسی آپنه خواب ابداع کرده‌اند که مبتنی بر اینترنت اشیا است و می‌توان از آن برای بررسی از راه دور افرادی استفاده کرد که مشکوک به داشتن نشانه‌های کووید-
محققان از تولید کوچک‌ترین ربات میکروالکترونیکی جهان خبر داده اند که به عنوان بخشی از پیشران موتور جت مورد استفاده قرار خواهد گرفت. استفاده از کوچک‌ترین ربات میکروالکترونیکی در موتور پیشران جت تحولی اساسی در آن ایجاد می‌کند که از ده سال قبل به این سو شاهد تغییرات چشمگیری نبوده است. این ربات بسیار کوچک تخت تنها ۰.۸ میلیمتر طول و ۰.۸ میلیمتر پهنا دارد و ضخامت آن نیز صرفاً ۰.۱۴ میلیمتر است. ربات یادشده به صورت بی سیم
محققان مشعول توسعه ایمپلنتی حاوی سلول های مهندسی شده هستند که ساعت بیولوژیک بدن را تنظیم و به سربازان و نیروهای اورژانس کمک می کند پس از اختلال در خواب، سریع توازنشان را به دست بیاورند. محققان دانشگاه نورث وسترن با بودجه دریافت شده از سازمان DARPA، مشغول توسعه دستگاهی هستند که ساعت بیولوژیک بدن انسان را کنترل می‌کند. این ایمپلنت شامل سلول‌های مهندسی شده‌ای است که به اندازه بدن انسان، پپتیدهای مورد نیاز برای تنظیم ساعت بیولوژیک تولید
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
دانشمندان دانشگاه ملی سنگاپور موفق به ابداع یک غشای فوق جاذب به شکل کفی کفش شده‌اند که با جذب رطوبت و عرق پا از آبی به صورتی تغییر رنگ می‌دهد و می‌تواند منجر به ساخت فناوری‌های الکترونیکی پوشیدنی شود که از عرق بدن برای تامین نیرو استفاده کنند. عرق کردن بدن برای خنک نگه داشتن بدن مهم است، اما عرق ریزی بیش از حد نیز خوشایند نیست. اکنون محققان دانشگاه ملی سنگاپور(NUS) غشای جدیدی تولید کرده‌اند که می‌تواند عرق
