تولید سوخت از خاک ماه و ماهواره‌های از کار افتاده

خاکی که مستقیما از سطح ماه منشا می‌گیرد می‌تواند به فضانوردان کمک کند تا حضور دائمی روی ماه داشته باشند.

فضانوردان می‌توانند غبار ماه را با ماهواره‌های قدیمی مخلوط کنند تا سوخت بسازند.

به گزارش ایسنا، خاکی که مستقیما از سطح ماه منشا می‌گیرد می‌تواند به فضانوردان کمک کند تا حضور دائمی روی ماه داشته باشند.

به نقل از اسپیس، انتقال مواد از زمین برای ایجاد زیرساخت‌های قمری، تلاشی پرهزینه و زمانبر خواهد بود. بنابراین، در عوض، محققان آزمایشگاه تحقیقات انرژی نوظهور دانشگاه واترلو (LEER) نشان می‌دهند که خاک ماه که لایه بالایی خاک و غبار ماه است به عنوان یک منبع محلی در دسترس می‌تواند به مواد قابل استفاده برای پشتیبانی از حیات، تولید انرژی و ایجاد زیستگاه‌های طولانی مدت تبدیل شود.

کانر مک رابی(Connor MacRobbie)، نویسنده ارشد این مطالعه اخیر، در بیانیه‌ای از دانشگاه گفت: خاک قمری حاوی مقدار زیادی غبار فلزی است که دارای اکسیژن است. بنابراین ما می‌توانیم بدون نیاز به اکسیژن اتمسفر، از آن برای تولید انرژی حرارتی استفاده کنیم.

این واکنش ترمیت نامیده می‌شود که در فضا مفید است زیرا اکسیژن به راحتی در دسترس نیست. محققان ترکیب‌های مختلف سوخت و ترکیبات اکسید کننده را برای بهینه‌سازی واکنش ترمیت برای کاربردهای مختلف مبتنی بر فضا، مانند گرمایش و ساخت، آزمایش کردند. آزمایشهای آنها در یک محفظه احتراق طراحی شده برای شبیه‌سازی محیط ماه انجام شد.

جان ون(John Wen)، مدیر آزمایشگاه تحقیقات انرژی نوظهور دانشگاه واترلو و یکی از نویسندگان این مطالعه، در بیانیه‌ای گفت: نتایج نشان می‌دهد که خاک سطحی ماه، انسان‌ها را قادر می‌سازد تا سطح ماه را کاوش کرده و در آن ساکن شوند.

ما در حال حاضر به طور مداوم در حال کار بر روی استخراج بهتر فلز و سایر مواد مفید از خاک ماه و همچنین طراحی فرآیندهای خودکار، با همکاری محققان کانادایی و بین‌المللی، برای تسهیل استفاده از منابع در محل و حمایت از اقتصاد فضای دایره‌ای هستیم.

برای این منظور، محققان همچنین از آلومینیوم ماهواره‌های از بین رفته در ترکیب با خاک قمری برای ایجاد یک واکنش ترمیت که گرما تولید می‌کند، استفاده کرده‌اند. بازیافت مواد ماهواره‌ای برای ایجاد منبع سوخت نه تنها به ساخت زیرساخت‌های ماه کمک می‌کند، بلکه به کاهش مسئله فزاینده زباله‌های فضایی نیز کمک می‌کند، که اغلب در مدار زمین و ماه قرار می‌گیرند.

مک رابی(MacRobbie) در این بیانیه گفت: تحقیق ما در حال تبدیل داستان‌های علمی تخیلی به واقعیت است. هدف ما کمک به ساخت زیرساخت‌ها و فناوری‌هایی است که امکان استقرار پایدار انسان در ماه و فراتر از آن را فراهم می‌کند.

اولین ربات زنده (زیستی) جهان ساخته شد

اولین ربات زنده جهان ساخته شد

گروه علمی:زینوبات اولین ربات زنده جهان از همگرایی زیست‌شناسی و هوش مصنوعی ساخته شد.

به گزارش ایرنا، زینوبات را می‌توان به عنوان محصولی که از همگرایی زیست‌شناسی و هوش مصنوعی ایجاد شده در نظر گرفت. اولین ربات زنده جهان که توسط سلول‌های بنیادی ساخته شده است.
 

این ربات از روی سلول‌های یک نوع قورباغه آفریقایی به نام Xenopus ساخته است. در واقع واژه زنوبات (Xenobot) از ترکیب حروف ابتدایی Xenopus و Robot ایجاد شده است. این محصول، نَه یک رباتِ سنتی و نه گونه‌ای شناخته‌شده از جانداران است، بلکه نوع جدیدی از مصنوعات دست انسان است که می‌توان آن را «ارگانیزم زنده قابلِ برنامه‌ریزی» نامید.
این ربات توسط ۲ دانشمند زیست‌شناسی محاسباتی و هوش مصنوعی دانشگاه ورموند آمریکا به نام‌های سام کریگمن و جوش بونگارد طراحی و ساخته شده است. آنها در سال ۲۰۱۷، این ایده به ذهن‌شان رسید که برنامه‌ کامپیوتری بنویسند که بتواند با شبیه‌سازی از سلول‌های کوچک، ربات بسازد.
آنها با ترکیب سلول‌های پوست و قلب قورباغه اقدام به ساخت این ربات کردند. برای طراحی روبات، از شبیه‌سازی‌های کامپیوتری استفاده کردند. سلول‌های پوست، بدنه این ربات را تشکیل می‌داد و سلول‌های قلب نیز با انبساط و انقباض، امکان حرکت را فراهم می‌کرد. با هزاران مدل شبیه‌سازی و مطالعه آنها، این گروه ربات‌هایی ساختند که می‌توانستند حرکت کنند.
زینوبات‌هایی که این گروه تولید کرد کمتر از یک میلیمتر طول داشته و از سه هزار سلول زنده تشکیل شده‌اند. آنها اشکال ساده و متنوعی دارند و می‌توانند در مسیرهای مستقیم یا دوَرانی حرکت کنند؛ زینوبات می‌توانند به هم وصل شده و گروهی تشکیل دهند و حتی اشیای کوچک را جابه‌جا کنند. این موجودات، با استفاده از انرژی سلولی خود، می‌توانند تا ۱۰ روز زنده بمانند.
هرچند این «ماشین‌های زیستی» می‌توانند نقش فوق‌العاده مثبتی در سلامت انسان‌ها و حیوانات و محیط‌زیست بازی کنند، نگرانی‌های اخلاقی و قانونی متعددی درباره آنها وجود دارد.داگلاس بلکیستون دانشمند ارشد دانشگاه تافتس که یکی از اعضای این تیم تحقیقاتی است، گفت: در ابتدایی‌ترین سطح، این پلتفرم ابزاری برای ساختن روبات با سلول‌ها و بافت‌ها است. تقریباً می‌توانید آن را به‌عنوان لگو در نظر بگیرید، جایی که می‌توانید لگوهای مختلف را با هم ترکیب کنید و با مجموعه‌ای از بلوک‌ها دسته‌ای از چیزهای مختلف بسازید.»
اما چرا کسی بخواهد از اجزای زنده به جای مواد سنتی، مانند فلز و پلاستیک، ربات بسازد؟، یک مزیت این است که داشتن یک ربات زیستی به این معنی است که زیست تخریب پذیر است. در کاربردهای محیطی، این بدان معناست که اگر ربات بشکند، محیط را با زباله‌هایی مانند فلز، باتری یا پلاستیک آلوده نمی‌کند. محققان همچنین می توانند زینوبات‌ها را طوری برنامه ریزی کنند که در پایان عمر خود به طور طبیعی از هم جدا شوند.

آهنربای نئودیمیوم؛ ویژگی های جالب یک آهنربای ساخته از آلیاژ (+فیلم و عکس)

آهنربای نئودیمیوم؛ ویژگی های جالب یک آهنربای عصبی! (+فیلم و عکس)

آهنرباهای نئودیمیوم به اندازه ای قوی هستند که عدم رعایت نکات ایمنی هنگام کار با آنها می تواند به بروز آسیب دیدگی برای انسان منجر شود.

عصر ایران - آهنربا ماده یا جسمی است که میدان مغناطیسی تولید می کند. این میدان مغناطیسی نامرئی مسئول قابل توجه‌ترین ویژگی آهنربا است: نیرویی که به مواد فرومغناطیس دیگر مانند آهن، فولاد، نیکل، کبالت و غیره وارد می شود و آهنرباهای دیگر را جذب یا دفع می کند.

کانال عصر ایران در تلگرام

آهنربا می تواند دائمی باشد که میدان مغناطیسی ثابت دارد، یا الکترومگنت (آهنربای الکتریکی) باشد که با اعمال جریان الکتریکی ایجاد می شود.

اَبَرآهنربا (Super magnet) به طور کلی اصطلاحی است که برای آهنربای نئودیمیوم (Neodymium magnet)، قوی‌ترین آهنرباهای دائمی که به صورت تجاری در دسترس است، استفاده می شود. همچنین، اَبَرآهنربا می تواند به یک آهنربای الکتریکی قدرتمند اشاره داشته باشد.

دانلود فیلم

دو اَبَرآهنربا را به هم نزدیک نکنید!

آهنرباهای نئودیمیوم به اندازه ای قوی هستند که عدم رعایت نکات ایمنی هنگام کار با آنها می تواند به بروز آسیب دیدگی برای انسان منجر شود.

آهنرباهای نئودیمیوم شناخته شده‌ترین و پر استفاده‌ترین اَبَرآهنربا هستند که از آلیاژ نئودیمیوم، آهن، و بور برای شکل گیری ساختار Nd2Fe14B ساخته می شوند.

یک آهنربای نئودیمیوم به طور معمول ظاهری شبیه فولاد ضدزنگ پولیش خورده دارد. این آهنربا می توانند تا 1300 برابر وزن خود را نگه دارند. این به معنای آن است که یک آهنربای نئودیمیوم یک گرمی می تواند یک کره آهنی تا وزن 1.3 کیلوگرم را نگه دارد.

برخورد دو اَبَرآهنربا با یکدیگر می تواند موجب بروز جرقه شود زیرا میدان های مغناطیسی با هم ترکیب شده و موجب حرکت بارهای الکتریکی می شود. اما باید به این نکته اشاره داشت که خود اَبَرآهنرباها هنگام برخورد آتش نمی گیرند یا نمی سوزند. جرقه ها پدیده ای کوتاه مدت هستند و همانگونه که اشاره شد حاصل تعامل میدان های مغناطیسی و حرکت بار است.

آشنایی با آلیاژهای حافظه‌دار

آلیاژ حافظه‌دار؛ درباره این ویژگی جالب چه می‌دانید؟ (+فیلم)

نیکل و تیتانیوم از مهم‌ترین و شناخته شده‌ترین عناصر مورد استفاده در آلیاژهای حافظه‌دار هستند. پرکاربردترین آلیاژ این دو عنصر با نام "نیتینول" شناخته می شود. این آلیاژ از خواص مکانیکی عالی برخوردار است.

عصر ایران - آیا تا به حال درباره آلیاژهای فلزی حافظه‌دار چیزی شنیده اید؟ برخی فلزات می توانند شکل اولیه خود را به خاطر سپرده و در صورت تغییر شکل در حضور محرکی مانند گرما به شکل پیشین خود باز گردند.

---

آلیاژهای حافظه‌دار شکلی (Shape Memory Alloy) گروهی از آلیاژها هستند که می توانند زیر میزان مشخصی از تنش و گرما به شکل و اندازه پیشین خود بازگردند. آلیاژهای حافظه‌دار شکلی از الاستیسیته (ویژگی تغییر شکل بازگشت‌پذیر) بالایی برخوردار هستند. این ویژگی با دو فاز بین فلزی منحصر به فرد آستنیت و مارتنزیت مرتبط است.

آلیاژهای حافظه‌دار با قرار گرفتن در معرض گرما می توانند تغییر شکل دهند، از این رو، می توانند کارایی بالایی داشته باشند. در واقع، این امکان فراهم می شود تا از آنها برای تبدیل انرژی حرارتی به انرژی مکانیکی استفاده کرد. به عنوان نمونه، با استفاده از سیم ساخته شده از آلیاژ حافظه‌دار می توانید یک پیشرانه بسازید.

دانلود فیلم

از جمله آلیاژهای حافظه‌دار می توان به موارد زیر اشاره کرد:

نیتینول(نیکل-تیتانیوم) یا NiTi: نیکل و تیتانیوم از مهم‌ترین و شناخته شده‌ترین عناصر مورد استفاده در آلیاژهای حافظه‌دار هستند. پرکاربردترین آلیاژ این دو عنصر با نام "نیتینول" شناخته می شود. این آلیاژ از خواص مکانیکی عالی برخوردار است.

آلیاژهای Cu-Al-Ni، Fe-Mn-Si، و Cu-Zn-Al: خواص مکانیکی این ترکیبات نسبت به نیتینول ضعیف‌تر است و همچنان در حال توسعه هستند.

نیکل-منگنز-گالیوم (Ni-Mn-Ga): از آلیاژهای حافظه‌دار مغناطیسی هستند که به جای دما زیر تاثیر میدان های مغناطیسی قرار می گیرند. این آلیاژها نیز در حال توسعه هستند.

دانلود فیلم

اثر حافظه شکلی و شبه الاستیسیته

اثر حافظه شکلی (Shape Memory Effect) آن چیزی است که به آلیاژ حافظه‌دار امکان بازگشت به شکل اولیه خود پس از گرم شدن را می دهد. اثر حافظه شکلی در واقع یک فرآیند تبدیل فاز مارتنزیت به آستنیت ناشی از گرما است. این تغییر فاز موجب بازگشت ماده به شکل اولیه خود می شود.

انعطاف‌پذیری بالا یکی دیگر از ویژگی های آلیاژهای حافظه‌دار است. از آنجایی که کشیدگی پیوندهای اتمی رخ نمی دهد، انعطاف‌پذیری این آلیاژها به نام شبه الاستیسیته یا الاستیسته کاذب نیز شناخته می شود.

دانلود فیلم

کاربرد آلیاژهای حافظه‌دار

آلیاژهای حافظه‌دار در زمینه ساخت تجهیزات پزشکی از جمله برای ارتوپدی، مغز و اعصاب، قلب و عروق، لوازم و وسایل دندانپزشکی، ایمپلنت ها و همچنین فریم عینک ها، دستگاه های ایمنی حساس به دما و سیم های راهنما کاربرد دارند.

به عنوان نمونه، از ویژگی شبه الاستیسیته آلیاژهای حافظه‌دار در ارتودنسی استفاده می شود. از سیم های نایتینول برای ثابت نگه داشتن براکت ها استفاده می شود. همچنین، با استفاده از اثر حافظه شکلی، می توان از آلیاژهای حافظه‌دار برای ساخت استنت ها استفاده کرد که برای باز کردن رگ های خونی و پاکسازی گرفتگی رگ های خونی کاربرد دارند.

---

بیشتر بخوانید:

افزایش باورنکردنی قیمت گرانبهاترین فلز جهان

چاپ سه بعدی در فضا با بازیافت فلزات روی ماه

تولید برق با الهام از پوست راه راه گور خر! (+عکس)

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. 

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.

کانال عصر ایران در تلگرام

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.

فروش لوازم زنبورداری

پیشنهاد امروز

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.