اختراع ماده‌ای با قابلیت تامین انرژی و حسگری


17 خرداد 1400 - 08:40
60bda5e19aefb_2021-06-07_09-21
پژوهشگران به دسته جدیدی از مواد رسیدند که در عین حال که انرژی مورد نیاز خود را تامین می‌کند، قابلیت حسگری داشته و می‌تواند شرایط خود را نیز رصد کند.

آزمایشگاه نظارت و آزمایش ساختاری هوشمند (iSMaRT) دانشکده فنی مهندسی دانشگاه پیتسبورگ سوانسون دسته جدیدی از مواد را طراحی کرده است که هم محیط حسگر و هم نانوژنراتور را با هم یک جا دارد و این فناوری آماده ایجاد انقلابی در مواد چند منظوره است.

براساس مقاله‌ای که این پژوهشگران در مجله Nano Energy به چاپ رساندند، یک سیستم شبه‌ماده جدید ساختند که به‌عنوان "خود حسگر" عمل کرده و اطلاعات مهمی در مورد فشار و تنش‌های موجود در ساختار آن را ضبط و ارسال می‌کند. این به اصطلاح «شبه‌ماده‌ خودآگاه» انرژی مورد نیاز خود را تولید می‌کند و می‌تواند برای طیف وسیعی از کاربردهای حسگری و نظارت مورد استفاده قرار گیرد.

ابتکاری‌ترین وجه این تحقیقات مقیاس‌پذیری آن است؛ معماری این فناوری به‌گونه‌ای است که هم در مقیاس نانو و هم در مقیاس بزرگ کار می‌کند.

امیر علوی، استادیار مهندسی عمران و مهندسی زیستی و مدیر آزمایشگاه iSMaRT در این باره گفت: تردیدی نیست که مواد نسل بعدی باید چند منظوره، تطبیق‌ پذیر و تنظیم شوند؛ چرا که دیگر تنها با مواد طبیعی نمی‌توان به این ویژگی‌ها دست یافت، بلکه به سیستم‌های ترکیبی نیاز داریم که در آن هر لایه عملکرد خاص خود را ارائه می‌دهد.

به گفته وی سیستم شبه مواد خودآگاه که اختراع شده است، می‌تواند با ترکیب مواد فوق پیشرفته و فناوری‌های برداشت انرژی در چند مقیاس، خواه یک استنت پزشکی باشد یا ضربه‌گیر یا بال هواپیما، این کار را انجام دهد.

در حالی‌که تقریباً تمام مواد خودحسگر موجود به‌صورت هیبریدی بوده که در آن‌ها از اشکال مختلف الیاف کربن به‌عنوان ماژول‌های سنجش استفاده می‌شود، این مفهوم جدید رویکردی کاملاً متفاوت، در عین حال کارآمد، در ایجاد سیستم‌های حسگری و نانوژنراتور ارائه می‌دهد.

کاوه باری، نویسنده اصلی و دانشجوی دکتری در آزمایشگاه علوی، با بیان اینکه معتقدیم این اختراع یک تغییر بزرگ در علم شبه‌مواد است، ادامه داد: در حالی که بخش قابل توجهی از تلاش‌های فعلی در این زمینه صرفاً در جستجوی خصوصیات مکانیکی جدید بوده است، ما با معرفی مکانیزم انقلابی خود شارژشونده و خودحسگری در یک محصول، گامی فراتر برداشته‌ایم.

محققان چندین طرح اولیه را برای انواع کاربردهای مهندسی عمران، هوا و فضا و زیست پزشکی این فناوری ارائه کرده‌اند. در مقیاس کوچکتر، می‌توان از استنت قلب با استفاده از این طرح برای کنترل جریان خون و تشخیص علائم تنگی مجدد شریان استفاده کرد.

پژوهشگران به دسته جدیدی از مواد رسیدند که در عین حال که انرژی مورد نیاز خود را تامین می‌کند، قابلیت حسگری داشته و می‌تواند شرایط خود را نیز رصد کند.

پایگاه خبری خبر فوری (khabarfoori.com)

60bda5e19aefb_2021-06-07_09-21
17 خرداد 1400 - 08:40

آزمایشگاه نظارت و آزمایش ساختاری هوشمند (iSMaRT) دانشکده فنی مهندسی دانشگاه پیتسبورگ سوانسون دسته جدیدی از مواد را طراحی کرده است که هم محیط حسگر و هم نانوژنراتور را با هم یک جا دارد و این فناوری آماده ایجاد انقلابی در مواد چند منظوره است.

براساس مقاله‌ای که این پژوهشگران در مجله Nano Energy به چاپ رساندند، یک سیستم شبه‌ماده جدید ساختند که به‌عنوان "خود حسگر" عمل کرده و اطلاعات مهمی در مورد فشار و تنش‌های موجود در ساختار آن را ضبط و ارسال می‌کند. این به اصطلاح «شبه‌ماده‌ خودآگاه» انرژی مورد نیاز خود را تولید می‌کند و می‌تواند برای طیف وسیعی از کاربردهای حسگری و نظارت مورد استفاده قرار گیرد.

ابتکاری‌ترین وجه این تحقیقات مقیاس‌پذیری آن است؛ معماری این فناوری به‌گونه‌ای است که هم در مقیاس نانو و هم در مقیاس بزرگ کار می‌کند.

امیر علوی، استادیار مهندسی عمران و مهندسی زیستی و مدیر آزمایشگاه iSMaRT در این باره گفت: تردیدی نیست که مواد نسل بعدی باید چند منظوره، تطبیق‌ پذیر و تنظیم شوند؛ چرا که دیگر تنها با مواد طبیعی نمی‌توان به این ویژگی‌ها دست یافت، بلکه به سیستم‌های ترکیبی نیاز داریم که در آن هر لایه عملکرد خاص خود را ارائه می‌دهد.

به گفته وی سیستم شبه مواد خودآگاه که اختراع شده است، می‌تواند با ترکیب مواد فوق پیشرفته و فناوری‌های برداشت انرژی در چند مقیاس، خواه یک استنت پزشکی باشد یا ضربه‌گیر یا بال هواپیما، این کار را انجام دهد.

در حالی‌که تقریباً تمام مواد خودحسگر موجود به‌صورت هیبریدی بوده که در آن‌ها از اشکال مختلف الیاف کربن به‌عنوان ماژول‌های سنجش استفاده می‌شود، این مفهوم جدید رویکردی کاملاً متفاوت، در عین حال کارآمد، در ایجاد سیستم‌های حسگری و نانوژنراتور ارائه می‌دهد.

کاوه باری، نویسنده اصلی و دانشجوی دکتری در آزمایشگاه علوی، با بیان اینکه معتقدیم این اختراع یک تغییر بزرگ در علم شبه‌مواد است، ادامه داد: در حالی که بخش قابل توجهی از تلاش‌های فعلی در این زمینه صرفاً در جستجوی خصوصیات مکانیکی جدید بوده است، ما با معرفی مکانیزم انقلابی خود شارژشونده و خودحسگری در یک محصول، گامی فراتر برداشته‌ایم.

محققان چندین طرح اولیه را برای انواع کاربردهای مهندسی عمران، هوا و فضا و زیست پزشکی این فناوری ارائه کرده‌اند. در مقیاس کوچکتر، می‌توان از استنت قلب با استفاده از این طرح برای کنترل جریان خون و تشخیص علائم تنگی مجدد شریان استفاده کرد.

منبع: ایسنا

4167

نظرات
  • دیدگاه های ارسال شده توسط شما پس از تایید توسط مدیر سایت منتشر خواهد شد.
  • پیام هایی که حاوی تهمت و افترا باشند منتشر نخواهند شد.
  • پیام هایی که غیر از زبان پارسی یا غیر مرتبط باشند منتشر نخواهد شد.
خبر فوری در شبکه های اجتماعی
khabarfoori in social networks