به نقل از «ایسنا»

پیشرفت چشمگیر دانشمندان چینی در زمینه مواد هوشمند

تاریخ انتشار: ۴ تیر ۱۴۰۲ | کد خبر: ۳۸۰۶۸۲۰۴

دانشمندان یک پوشش فلزی مایع کشف کرده‌اند که به کاغذ ذهنیت خاص خود را می‌دهد و کاغذ با آن می‌تواند خودش را به اشکال اوریگامی تا کند.

به گزارش ایسنا و به نقل از آی‌ای، آیا ویدیوهای اوریگامی را دیده‌اید که در آنها استفاده از تکنیک استاپ موشن باعث می‌شود کاغذ به خودی خود به شکل‌های زیبایی تا شود؟ دانشمندان دانشگاه شینهوا(Tsinghua) در چین اکنون به پیشرفتی در زمینه مواد هوشمند دست یافته‌اند که می‌تواند این موضوع را به واقعیت تبدیل کند.

بیشتر بخوانید: اخباری که در وبسایت منتشر نمی‌شوند!

این تیم یک پوشش فلزی مایع جدید ایجاد کرده است که می‌تواند کاغذ معمولی را به ابزارهای خودچسب تبدیل کند که قادر به انتقال گرما و الکتریسیته هستند.

اگرچه از فلز مایع در مدارها و حسگرهای پوشیدنی استفاده می‌شود، اما احتمال تبدیل آن به نوعی روکش تاکنون ناشناخته بوده است.

پژوهشگران با موفقیت یک آلیاژ مایع را فرموله کردند و با استفاده از تکنیک مُهر زنی آن را روی کاغذ اعمال کردند و نیاز به استفاده از چسب را برطرف کردند.

این ابتکار، فرصت‌های جدیدی را برای ایجاد اشیای هوشمند سبک وزن و انعطاف‌پذیر و ربات‌های نرمی که می‌توانند به طور مستقل در محیط‌های مختلف کار کنند، فراهم می‌کند.

این مطالعه که در مجله Cell Reports Physical Science منتشر شده است، پتانسیل این فلز مایع را به عنوان یک پوشش بررسی می‌کند و کاربردهای مختلف آن را بیان می‌کند.

اشکال اوریگامی خود تاشو

این تیم به رهبری بو یوان از دانشگاه شینهوا در چین، ترکیبات آلیاژی مختلف را برای آزمایش چسبندگی پوشش فلز مایع آزمایش کردند. آنها یک آلیاژ ایندیم/گالیوم (eGaIn) را با آلیاژی از بیسموت، ایندیم و اکسید قلع (BiInSn) مقایسه کردند و دریافتند که دومی چسبندگی و پایداری بالاتری دارد.

آلیاژ BiInSn برخلاف eGaIn، هنگام قرار گرفتن در معرض هوا، اکسید نمی‌شود و چسبندگی را تضمین می‌کند چرا که به یک لایه اکسیدی وابسته نیست. علاوه بر این، جامد بودن BiInSn در دمای اتاق و نقطه ذوب بالاتر، مزیت دیگری را در تبدیل نشدن مایع در دماهای زیر ۶۲ درجه سلسیوس ارائه می‌دهد.

بو یوان می‌گوید: ما باید اطمینان حاصل می‌کردیم که چسبندگی فلز مایع در مقیاس بزرگ روی کاغذهای مختلف یکنواخت باشد و پایداری پوشش حفظ شود. برای حل این مشکلات، فشار اعمال شده روی مُهر و همچنین سرعت مالش مورد استفاده در آزمایش‌ها را تغییر دادیم و در نهایت مناسب‌ترین پارامترها را پیدا کردیم.

همه کاره با مزایای بالقوه

این تیم کاغذهای دارای پوشش فلز مایع را در مکعب‌های اوریگامی تا کردند و مشاهده کردند که به لطف ماهیت خودچسبنده بودن پوشش می‌توانند به طور مستقل باز و تا شوند. علاوه بر این، ساختارهای سه بعدی با استفاده از تکه‌های جداگانه کاغذ پوشش داده شده با فلز مایع، شکل خود را بدون هیچ گونه عامل اتصال اضافی حفظ کردند.

این پوشش فلزی که به گونه‌ای طراحی شده است که به راحتی کنده می‌شود، امکان بازیافت و استفاده مکرر را بدون تأثیر بر کاغذ زیرین فراهم می‌کند.

چشم انداز آینده

بو یوان و تیمش مشتاقانه منتظر هستند تا پوششی پیدا کنند که پس از جامد شدن، چسبندگی خود را حفظ کند. آنها بر این باورند که یک اسپری رنگ دوست‌دار زیست محیطی مبتنی بر این فناوری می‌تواند صنعت بسته‌بندی را با جعبه‌هایی را که خود به خود باز و بسته می‌شوند، متحول کند یا در صنعت مراقبت‌های بهداشتی منجر به ایجاد چسب زخم‌هایی شود که بدون کندن موهای بدن از روی پوست جدا شوند.

ربات‌های نرم مجهز به پوشش فلزی مایع می‌توانند مسیریابی در زمین‌های چالش‌برانگیز را آسان‌تر کنند، چرا که ویژگی خودچسبندگی به آنها اجازه می‌دهد تا در صورت نیاز تا یا باز شوند و در مناطقی که برای کاوشگرهای بزرگ‌تر مناسب نیستند، به کاوش بپردازند.

این مطالعه نشان دهنده پیشرفت قابل توجهی در تحقیقات مواد هوشمند است. یوان می‌گوید: با استفاده از روش ما، می‌توان به سرعت مواد هوشمند با رسانایی حرارتی و الکتریکی خوب و همچنین قابلیت تنظیم سختی ایجاد کرد.

وی در پایان گفت: من فکر می‌کنم که این روش می‌تواند مسیر جدیدی را برای طراحی کاوشگران فضایی فراهم کند.

انتهای پیام

منبع: ایسنا

کلیدواژه: رباتیک نرم معاونت علمي و فناوري رياست جمهوري جهاد دانشگاهی دانشگاه تهران دانشگاه تهران نمايشگاه الكامپ بیست و ششمین نمایشگاه الکامپ دانشگاه آزاد اسلامي بنياد ملي نخبگان معاونت علمي و فناوري رياست جمهوري جهاد دانشگاهی دانشگاه تهران دانشگاه تهران مواد هوشمند پوشش فلزی فلز مایع پوشش فلز

درخواست حذف خبر:

«خبربان» یک خبرخوان هوشمند و خودکار است و این خبر را به‌طور اتوماتیک از وبسایت www.isna.ir دریافت کرده‌است، لذا منبع این خبر، وبسایت «ایسنا» بوده و سایت «خبربان» مسئولیتی در قبال محتوای آن ندارد. چنانچه درخواست حذف این خبر را دارید، کد ۳۸۰۶۸۲۰۴ را به همراه موضوع به شماره ۱۰۰۰۱۵۷۰ پیامک فرمایید. لطفاً در صورتی‌که در مورد این خبر، نظر یا سئوالی دارید، با منبع خبر (اینجا) ارتباط برقرار نمایید.

با استناد به ماده ۷۴ قانون تجارت الکترونیک مصوب ۱۳۸۲/۱۰/۱۷ مجلس شورای اسلامی و با عنایت به اینکه سایت «خبربان» مصداق بستر مبادلات الکترونیکی متنی، صوتی و تصویر است، مسئولیت نقض حقوق تصریح شده مولفان در قانون فوق از قبیل تکثیر، اجرا و توزیع و یا هر گونه محتوی خلاف قوانین کشور ایران بر عهده منبع خبر و کاربران است.

خبر بعدی:

انقلاب صنعتی (قرن هجده و نوزدهم) و پیشرفت‌های فناورانه

به گزارش خبرگزاری علم و فناوری آنا، انقلاب صنعتی دوره‌ای از پیشرفت‌های عظیم فناوری است که اساساً وضعیت جوامع را در فاصله بین قرن هجده و نوزدهم تغییر داد. اختراعات مهمی مانند موتور بخار، ماشین نخ ریسی و ماشین بافندگی مکانیزه، فرآیندهای تولید را متحول کردند و منجر به تولید انبوه کالا و افزایش کارایی در صنایعی مانند نساجی، آهن و معدن زغال سنگ شدند.

این نوآوری‌ها نه تنها موجب تسریع تولید شدند، بلکه افزایش شهرنشینی را نیز در پی داشتند چراکه مردم در جستجوی فرصت‌‌های شغلی در کارخانه‌ها از مناطق روستایی به شهرها مهاجرت کردند و در نهایت اقتصاد کشاورزی سنتی نیز به یک اقتصاد صنعتی تبدیل شد. ماشینی شدن کارها، نه تنها بهره وری را افزایش داد، بلکه زمینه را برای نوآوری‌های بیشتر در حمل و نقل، ارتباطات و زیرساخت‌ها فراهم و اساس جوامع صنعتی مدرن را پی ریزی کرد.

نیروی بخار

نیروی بخار نقش مهمی در شکل دهی انقلاب صنعتی بازی کرد. به لطف موتور بخار «جیمز وات»، حمل و نقل سریعتر و کارآمدتر شد. قطارها و کشتی‌های بخار، نحوه جابجایی کالاها و مردم را در مسافت‌های طولانی تغییر دادند.

توسعه نیروی بخار نه تنها حمل و نقل را متحول کرد، بلکه تاثیر قابل توجهی بر صنایع در سراسر جهان گذاشت. اکنون کارخانه‌ها می‌توانند با استفاده از موتورهای بخار برای نیرو دادن به ماشین آلات، تولید و کارایی خود را افزایش دهند. این نوآوری، دوران صنعتی مدرن را پایه گذاری کرد و نشان دهنده تغییر به سوی فرآیندهای تولید مقیاس بزرگ و خودکارتر بود.

ماشین آلات نساجی

 ماشین آلات نساجی چگونگی تولید پارچه را متحول کردند. ماشین‌‌هایی مانند نخ ریسی و بافندگی مکانیزه تولید را سریع ‌تر و کارآمدتر کردند. این اختراعات بهره وری را افزایش و صنعت نساجی را برای همیشه تغییر دادند.

صنعت نساجی با معرفی ماشین آلات ریسندگی و بافندگی مکانیزه به طور چشمگیر تغییر کرد. با جایگزین شدن ماشین آلات به جای کارهای دستی، فرآیند تولید سریعتر و سازگارتر شد؛ پیشرفتی که زمینه ساز تولید نساجی مدرن قلمداد می‌شود.

متالوژی

در طول انقلاب صنعتی، پیشرفت‌های متالورژی، تولید انبوه آهن و فولاد را امکان پذیر کرد و در نتیجه شرایط برای ساخت سازه‌های قوی تر مانند ساختمان‌ها، پل‌ها و ماشین آلات مهیا شد. همین تحولات زمینه را برای شکوفایی صنعتی شدن مدرن فراهم کرد.

تولید آهن و فولاد نقش مهمی در متحول کردن روش‌های ساخت و ساز و توسعه زیرساخت‌ها داشتند. توانایی تولید این مواد در مقادیر انبوه، انقلابی در نحوه ساخت ساختمان‌ها و پل‌ها ایجاد و آنها را بادوام تر و قابل اطمینان تر کرد. این دستاورد، زمینه ساز پیشرفت صنعتی پس از آن شد.

دسترسی گسترده به آهن و فولاد، صنایع مختلف را از ساخت و ساز گرفته تا حمل و نقل، متحول کرد. این مواد برای ساخت راه ‌آهن، کشتی‌ها و ابزارها، رشد اقتصادی و پیشرفت‌‌های فناورانه ضروری شدند. تاثیر تولید آهن و فولاد در طول انقلاب صنعتی، هنوز در جامعه مدرن دیده می‌شود.

تلگراف

 تلگراف، پیام‌ها را از طریق سیگنال‌های الکتریکی در امتداد سیم‌ها مخابره می‌کرد. این فناوری برخلاف روش‌های سنتی که بر حمل و نقل فیزیکی متکی بودند، امکان ارسال سریع پیام‌ها را فراهم می‌آورد. مردم می‌توانستند در فواصل بسیار دور در عرض چند ثانیه ارتباط برقرار کنند؛ فناوری که افراد و کسب‌ و کارها را طوری به هم متصل می‌کرد که پیش از آن هرگز دیده نشده بود.

تلگراف نقش مهمی در شکل دهی رشد صنایع و بهبود هماهنگی در عملیات تجاری داشت. با فراهم شدن ارتباط سریع بین مکان‌‌های مختلف، کسب ‌و کارها می‌‌توانستند سریع ‌تر تصمیم بگیرند و به تغییرات بازار واکنش فوری ‌تری نشان دهند. این نوآوری تبادل اطلاعات را تسهیل، و به افزایش سرعت تجارت و داد و ستد کمک کرد.

صنایع شیمیایی

صنایع شیمیایی نقش تعیین کننده‌ای در شکل دادن به علم مواد داشتند. این صنعت نوآوری‌هایی در فرآیندهای شیمیایی ایجاد کرد که موجب افزایش تولید مواد حیاتی مانند کودها و رنگ‌ها شد. این پیشرفت‌ها با فراهم آوری مواد ضروری برای بخش‌های مختلف، از رشد کشاورزی و صنعتی حمایت کردند.

همچنین، تکامل صنایع شیمیایی به بهبود چشمگیر ظرفیت‌های تولید کمک کرد. با توسعه ترکیبات و فرآیندهای شیمیایی جدید، صنایع توانستند کالاها را کارآمدتر و موثرتر تولید کنند. این تولید کارآمد، به تقاضای فزاینده برای محصولات مختلف در بازار پاسخ داد و منجر به رشد و شکوفایی اقتصادی شد.

***

صنعتی شدن در قرن هجده و نوزده، آسیب جدی به محیط زیست وارد کرد و موجب جنگل زدایی گسترده، افزایش آلودگی و کاهش منابع طبیعی شد. این امر به شدت به محیط زیست آسیب زد و این تاثیر منفی حتی تا امروز نیز ادامه دارد. جنگل زدایی، آلودگی و کاهش منابع، چالش‌های اصلی ناشی از گسترش صنعتی سازی بودند. نیاز به مواد و انرژی برای سوخت صنایع منجر به قطع گسترده درختان، انتشار مواد شیمیایی مضر در هوا و آب و بهره برداری بیش از حد از منابع طبیعی شد. این فعالیت‌ها اثرات ماندگاری بر محیط زیست و زیست بوم داشته است.

در عین حال انقلاب صنعتی پیشرفت‌های چشمگیری در فناوری و همچنین دگرگونی‌های عمیق اجتماعی ایجاد کرد که همچنان جهان امروز ما را شکل می‌دهد. نوآوری‌های این دوران، جامعه صنعتی مدرن را پایه گذاری کرد، اما همچنین سوالات مهمی را در مورد عدالت اجتماعی، پایداری زیست محیطی و تاثیر پیشرفت فناوری بر زندگی انسان مطرح می‌کند.

انتهای پیام/