واحد مشترک کمکی پژوهش و مهندسی «هوش یار-تواندار» (HT-CSURE)
Hooshyar-Tavandar Common Subsidiary Unit for Research & Engineering
واحد مشترک کمکی پژوهش و مهندسی «هوش یار-تواندار» (HT-CSURE)
Hooshyar-Tavandar Common Subsidiary Unit for Research & Engineeringتولید برق با الهام از پوست راه راه گور خر! (+عکس)
عصر ایران - ظاهر متمایز پوست گورخر منشا بحث های علمی بسیاری بوده است که از نقش آن در سردرگم کردن شکارچیان تا این که چگونه می تواند از این حیوان در برابر نیش حشرات مزاحم محافظت کند را شامل می شود.
به تازگی مشخص شد که گورخرها می توانند برای تنظیم دما خز قسمت های سیاه رنگ را بلند کرده تا گرما را از پوست خود دفع کنند.
اکنون، دانشمندان بحث درباره گورخر را در جهتی کاملا متفاوت دنبال کرده و پوست دو رنگ این حیوان منبع الهامی برای ایجاد دستگاهی بوده است که با استفاده از سایه های متضاد به عنوان رسانای گرمایی، برق تولید می کند.
منبع برق پوشیدنی و زیست تخریب‌پذیر که با الهام از پوست گورخر شکل گرفته است
پژوهشگران موسسه علم و فناوری گوانگجو در کره جنوبی یک ژنراتور ترموالکتریک (TEG) انعطاف‌پذیر و زیست تخریب‌پذیر را ساخته اند که از بخش های سیاه و سفید برای ایجاد یک گرادیان دمایی در زیر سطح استفاده می کند که این شرایط، برق تولید می کند.
به گفته یانگ مین سونگ، استاد موسسه علم و فناوری گوانگجو و نویسنده مطالعه، ژنراتورهای ترموالکتریک سنتی بزرگ و حجیم هستند زیرا به همرفت طبیعی متکی بوده که منجر به گرادیان دمایی برون صفحه ای می شود. این به عایق های سخت نیاز دارد که کاربرد ژنراتور ترموالکتریک در دستگاه های انعطاف‌پذیر و پوشیدنی را محدود می کند. ما اکنون با ایجاد دستگاهی درون صفحه ای که انعطاف‌پذیر و زیست تخریب‌پذیر است، از این پاردایم در طراحی خود فراتر رفته ایم. این امر کاربردپذیری آن را افزایش می دهد، در شرایطی که اثر زیست محیطی را با مقیاس‌پذیری، یکپارچگی و پایداری کاهش می دهد.
ماده زیست تخریب‌پذیر PLCLکه نور خورشید را بازتاب می دهد و پرتوافشانی فروسرخ را برای خنک نگه داشتن ناحیه زیرین خود منتشر می کند، نوارهای سفید دستگاه را شکل می دهد، در شرایطی که ماده PEDOT:PSS که برای چشم انسان سیاه به نظر می رسد، امکان جذب گرمای لازم برای ایجاد گرادیان دمایی را فراهم می کند.
با کمک نانوغشاهای سیلیکونی در طراحی، ژنراتور ترموالکتریک جدید قادر به ایجاد اختلاف دمای 22 درجه سلسیوس برای گرادیان بود.
در شرایطی که مدل آزمایشگاهی یک نمونه اولیه کوچک بود، پژوهشگران کره ای می گویند که امکان تولید برق مداوم در 24 ساعت شبانه روز را دارد و مواد به طور کامل طی 35 روز در سالین تجزیه شد.
به گفته یانگ مین سونگ، همه‌گیری بیماری کرونا موجب استفاده گسترده از ماسک های یک بار مصرف و تجهیزات حفاظتی شد که تاثیرات زیست محیطی بسیار زیادی دارد. این امر بر نیاز به راه حل های پایدار و سازگار با محیط زیست مانند ژنراتورهای ترموالکتریک تاکید دارد که می توانند برای انجام عملکردهای تخصصی در ابزارهای پوشیدنی بکار گرفته شوند.
این مطالعه در نشریه Science Advances منتشر شده است.
خواندن ذهن افراد ممکن شد/ اختراعی باورنکردنی که فکر انسان را رمزگشایی می‌کند
دانشگاه میشیگان و معرفی یک پاک کننده سطوح بسیار متفاوت/ ترکیب جادوئی چای و دارچین چه می کند؟! (+عکس)
دانشگاه میشیگان و معرفی یک پاک کننده سطوح بسیار متفاوت/ ترکیب جادوئی چای و دارچین چه می کند؟! (+عکس)
عصر ایران - محققان از قدرت ضد میکروبی ترکیب پلی اورتان با روغن های درخت چای و دارچین پرده برداشته اند. گفته می شود که این فناوری جدید می تواند در عرض کمتر از یک سال فضاهای عمومی در آمریکا را کاملا ایمن سازی کند.
«این تصاویر بار میکروبی روی صفحه کلید کامپیوتر، تلفن همراه، تخته برش با گوشت مرغ خام در دو حالت روکش شده با فناوری جدید مورد نظر و بدون آن را نشان می دهند»
دانشمندان معتقد هستند که این اختراع متمایز ممکن است به زودی به یک سلاح نوین در نبرد چند صد ساله ما با میکروب ها تبدیل شود: اولین پوشش فوق مقاومی که می تواند به سرعت باکتری ها و ویروس ها را از بین ببرد و برای ماه ها نیز به انهدام آنها ادامه دهد.
این محصول که توسط تیمی از مهندسان و ایمونولوژیست های دانشگاه میشیگان ساخته شده، برای SARS-CoV-2 (کروناویروس سندرم حاد تنفسی 2 یعنی همان ویروسی که سبب کووید- 19 می شود)، استافیلوکوک اورئوس مقاوم به متی سیلین، اشریشیا کلای و انواع پاتوژن های دیگر کشنده بود. لازم به ذکر است که این فناوری 99.9 درصد میکروب ها را حتی پس از ماه ها تمیز کردن مکرر، ساییدگی و سایر اتفاقاتی که به طور معمول برای سطوح مورد استفاده مانند صفحه کلید، نمایشگر تلفن های همراه و تخته های برش مرغ رخ می دهند، از بین برد.
به گفته آنیش توتجا، پروفسور علوم و مهندسی مواد در دانشگاه میشیگان و یکی از نویسندگان مقاله منتشر شده در مجله Matter، این پوشش می تواند در فضاهای عمومی مملو از پاتوژن ها مانند فرودگاه ها و بیمارستان ها تغییری بزرگ ایجاد کند. وی توضیح می دهد: ما هرگز روش مناسبی برای تمیز نگه داشتن سطوحی که دائما لمس می شوند مانند صفحه نمایش های لمسی فرودگاه در اختیار نداشتیم.
پاک کننده های ضد عفونی کننده می توانند میکروب ها را تنها ظرف یک یا دو دقیقه از بین ببرند، اما به همین سرعت نیز تاثیر خود را از دست می دهند و سطوح را در برابر عفونت مجدد آسیب پذیر می سازند. البته مواد ضد باکتریایی با ماندگاری بالا هم وجود دارند که بر پایه فلزاتی مانند مس و روی هستند، اما ساعت ها طول می کشد تا باکتری ها را از بین ببرند. در نتیجه این پوشش بهترین گزینه ممکن را ارائه می دهد.
پوشش طراحی شده شفاف است و می توان آن را روی هر چیزی برس زد یا اسپری کرد. این محصول با ترکیب مواد آزمایش شده و واقعی به روشی جدید، دوام و قدرت انهدام میکروب ها را به دست آورده است.
به بیان دیگر داروی مد نظر از مولکول های ضد میکروبی مشتق شده از روغن درخت چای و روغن دارچین حاصل شده که هر دو قرن هاست به عنوان میکروب کش های ایمن و موثر کاربرد دارند و در کمتر از دو دقیقه عمل می کنند. دوام این پوشش ناشی از پلی اورتان، یک درزگیر سخت و لاک مانند است که معمولا روی سطوحی مانند کف و مبلمان استفاده می شود.
توتجا اضافه می کند: ضد میکروبی هایی که ما آزمایش کردیم توسط FDA تحت عنوان «به طور کلی ایمن» طبقه بندی می شوند و برخی از آنها حتی به عنوان افزودنی های غذایی تایید شده اند. پلی اورتان نیز یک پوشش ایمن و بسیار رایج است. اما ما آزمایش سمیت را هم محض اطمینان بیشتر انجام دادیم و متوجه شدیم که ترکیب خاصی از مواد تشکیل دهنده ما حتی از بسیاری از ضد میکروبی های امروزی نیز ایمن تر است.
نتایج آزمایش های مقاومت در این مطالعه نشان می دهند که این نوع پوشش می تواند به مدت شش ماه یا بیشتر قبل از شروع تبخیر روغن ها، میکروب های بیماری زا را از بین ببرد. با این حال قدرت ضد عفونی کنندگی این ترکیب به مرور کاهش می یابد. به گفته محققان پس از این بازه زمانی می توان آن را به کمک روغن تازه مجددا شارژ کرد. روغن جدید دوباره توسط سطح جذب و چرخه از نو شروع می شود.
توتجا تخمین می زند که این فناوری می تواند ظرف یک سال به صورت تجاری در دسترس همگان قرار بگیرد. مجوز آن را نیز Hygratek، یک شرکت اسپین آف که توتجا با کمک U-M Innovation Partnerships تاسیس کرده، دریافت کرده است.
چالش اصلی ترکیب روغن و پلی اورتان به گونه ای بود که به مولکول های روغن اجازه دهد کار میکروب کشی خود را انجام دهند و در عین حال از تبخیر سریع آنها جلوگیری به عمل آید.
تیم تحقیقاتی از راه حل هوشمندانه اتصال عرضی (کراس لینک) یا همان فرآیند شناخته شده ای که از گرمایش برای اتصال مواد به یکدیگر در سطح مولکولی استفاده می کند، بهره برده اند. مولکول های روغن کوچکتر به راحتی با مولکول های پلیمری اتصال عرضی برقرار کرده و یک ماتریس پایدار را تشکیل می دهند.
اما برای از بین بردن میکروب ها، مولکول های روغن باید به دیواره سلولی آنها نفوذ کنند و اگر بسیار محکم به ماتریکس متصل شده باشند، قادر به انجام این کار نیستند. از این رو تیم تحقیقات با پیوند نسبی به روشی برای غلبه بر این مشکل دست یافتند. پیوند مورد نظر به صورتی است که برخی از مولکول های روغن را برای انجام کار خود آزاد نگه می دارد، اما در عین حال تعدادی دیگر را محکم به پلی اورتان متصل می کند.
پس از اقدامات اولیه، محققان به دنبال یافتن ترکیبی از مواد فعال بودند که بتواند طیف گسترده ای از میکروب هایی که بیشتر انسان را مورد تهاجم قرار می دهند، از بین ببرد. در نهایت آنها دستور العمل دقیقی از مولکول های ضد میکروبی را پیشنهاد کردند که موثر، ایمن و ارزان بودند.
توتجا تاکید می کند که آنها خود را تنها به یک فرمول خاص محدود نکرده اند. درک تیم از ویژگی های هر یک از مواد تشکیل دهنده آنها را قادر می سازد تا فرمول اصلی را برای کاربردهای خاص تغییر دهند یا عوامل ضد میکروبی را مجددا تعدیل کنند تا میکروب های بیشتری را از میان بردارند. گفتنی است که دانشگاه میشیگان برای ثبت اختراع بر اساس این فناوری اقدام کرده است. همانطور که اشاره شد توتجا و دانشگاه میشیگان هر دو منافع مالی در Hygratek دارند.
دانشمندان عضله مصنوعی قوی‌تر از عضله انسان ساختند
دانشمندان آمریکایی در حال تجربه با یک پلیمر قوی قابل‌کش‌آمدن هستند تا با آن یک عضله مصنوعی بسازند که آن را قوی‌تر وانعطاف‌پذیرتر از عضله انسان توصیف می‌کنند.
ساخت چشم مصنوعی با توان دید واقعی
ساخت چشم مصنوعی با قابلیت دید واقعی
با پیشرفت تکنولوژی، به کم کردن شکاف بین داستان‌های علمی تخیلی و علم واقعی نزدیک‌تر می‌شویم. اگرچه ما هنوز به قلمرو ماشین زمان یا فناوری انتقال از راه دور نزدیک نشده‌ایم، اما تا آنجا که علم پزشکی پیش رفته، وضعیت بسیار خوبی داریم. یکی از چشمگیرترین چیز‌هایی که پزشکی مدرن تاکنون ارائه کرده، پروتز‌های هوشمند است که می‌تواند جایگزین عضو از دست رفته شود. با این حال، آنها نمی‌توانند قسمت آسیب دیده بدن را به شکوه عملکرد کامل گذشته خود برگردانند. اما اکنون در یک دستاورد جدید، یک چشم بیونیک هوشمند قرار است دقیقاً این کار را انجام دهد و بینایی برخی افراد را بازیابی کند.
از دست دادن بینایی می‌تواند به دلایل زیادی رخ دهد. در بسیاری از موارد، افزایش سن یکی از زمینه‌های اصلی این گرفتاری است، زیرا قدرت بینایی بدتر می‌شود و ماهیچه‌های چشم کمی ضعیف‌تر می‌شوند. زمینه‌های دیگری همچون دیابت، آب مروارید و البته تصادف یا جراحت نیز می‌توانند سبب از دست رفتن قدرت بینایی شوند. به هر روی، در چنین مواردی گاه پزشکان از چشم‌های مصنوعی برای رفع این معضل استفاده می‌کنند که در برخی موارد شاهد پیشرفت‌های قابل توجهی نیز بوده اند، اما گفته می‌شود فناوری جدید بهترین تلاشی است که تاکنون برای تقلید از چشم انسان انجام شده است.
این کره چشم مصنوعی جدید با تلاش‌های مشترک مهندسانی از ایالات متحده و هنگ کنگ تولید شده است. آنها از شبکیه چشم انسان به عنوان مدل استفاده کردند و سعی کردند چیزی بسازند که شبیه به آن باشد. فرآیند کار آنها با ایجاد گیرنده‌های نوری با چگالی بالا شروع شد که سپس در منافذ اکسید آلومینیوم قرار می‌گرفتند. سپس، آنها باید اعصاب چشم جدید را ایجاد می‌کردند. برای این کار، سیم‌های میکرو از فلز مایع تولید کردند که در لوله‌های لاستیکی قرار می‌گیرد و سپس کل سیستم را در کره چشم مصنوعی نصب کردند. اگر از بیرون به چشم نگاه کنید، فکر می‌کنید که چشم واقعی انسان است، اما درون آن کاملا بیونیک است! این فناوری جدید قادر است تا ۸۰ درصد بینایی افراد نیازمند چشم مصنوعی را بازیابی کند. گفته می‌شود این چشم مصنوعی که اکنون با نام ElectroChemical EYE (یا به اختصار EC EYE) شناخته می‌شود، تا پنج سال دیگر برای پیوند در دسترس خواهد بود.