رادیویی به اندازه مورچه برای تحقق «اینترنت اشیا»

دانشمند ایرانی دانشگاه استنفورد با همکاری محققان دانشگاه کالیفرنیا در برکلی نخستین نمونه پیش‌ساخت از یک رادیو تراشه به اندازه مورچه را طراحی کرده است که نیروی خود را توسط امواج رادیویی محیطی بدست می‌آورد.

 

 

 

به گزارش سرویس فناوری خبرگزاری دانشجویان ایران (ایسنا)، دستگاه خودکفا و کوچک «امین اربابیان»، دانشیار مهندسی برق دانشگاه استفورد و همکارانش شامل آنتن‌های گیرنده و فرستنده و یک پردازشگر درونی بوده و ساخت آن بسیار کم‌هزینه است و نیازی به باتری برای تامین نیرو نداشته و می‌تواند آغازی برای «اینترنت اشیا» (IoT) محسوب شود.

این تراشه بی‌سیم در پاسخ به تقاضای فزاینده برای دستگاههای کنترل از راه دور طراحی شده که ارتباطات بی‌سیم، کنترل منطقی داخلی و سنجش از راه دور را با هم ترکیب کرده است. از آنجایی که دستگاههای رادیویی هوشمند میکرومینیاتوری مانند دستگاه اربابیان قادر به دریافت، پردازش و ارسال داده‌ها هستند، اربابیان و همکارانش بر این باورند که تراشه‌های ریز آنها ممکن است به عنوان پیوند گمشده مورد نیاز برای ارتباط دادن مجموعه گسترده‌ای از دستگاهها به اینترنت و به یکدیگر عمل کرده و «اینترنت اشیا» را به واقعیت تبدیل کند.

اینترنت اشیا بطور کلی به بسیاری از اشیا و وسایل محیط پیرامون‌مان اشاره دارد که به شبکه اینترنت متصل شده و می‌توان آنها را توسط برنامه‌های موجود در تلفن‌های هوشمند و تبلت کنترل و مدیریت کرد.

امیر اربابیان، طراح اصلی این دستگاه اظهار کرد: رشد نمایی بعدی در اتصال، برقراری ارتباط بین اجسام و ارائه کنترل از راه دور توسط شبکه اینترنت است. هدف نهایی ما در این پروژه، متصل کردن چند تریلیون دستگاه با یکدیگر است.

از نقطه‌نظر فنی، پیش‌ساخت کنونی یک ماژول فرستنده-گیرنده خودکفا با یک پردازشگر مرکزی داخلی برای تعبیر و اجرای دستورالعمل‌ها است که نیروی خود را بطور کلی از انرژی جمع‌آوری شده از امواج رادیویی محیطی بدست می‌آورد.

محققان همچنین در تاکید بر مصرف کم انرژی این دستگاه گفته‌اند که یک باتری نیم‌قلمی می‌تواند برای یک قرن، نیروی آن را تامین کند.

پیش‌ساخت کنونی با دربرداشتن آنتن‌های گیرنده و فرستنده در یک ماژول، از طیف ارتباطی نزدیک به 50 سانتیمتر برخوردار بوده و اربابیان، شبکه‌هایی از دستگاههای این‌چنینی را متصور شده که در سراسر یک خانه در فواصل منظم مستقر شده و به ارائه شبکه‌ای از ارتباطات درهم تنیده و ارتباط بین دستگاههای هوشمند خانه و اینترنت خواهند پرداخت.

اگرچه ممکن است 50 سانتیمتر چندان دوربرد بنظر نرسد، هزینه پیش‌بینی شده برای تکمیل این واحدها به شکل فرستنده-گیرنده‌های فوق کارآمد و روی تراشه بسیار کم است.

این قیمت بسیار پایین و در حد چند سنت برای هر تراشه،قابلیت تولید مقرون‌بصرفه تعداد زیادی از دستگاههایی را دارد که می‌توانند با واحدهای محلی، بین خودشان و در نهایت با فرستنده-گیرنده‌ها در فواصل دورتر به منظور کنترل کامل تجهیزات مختلف در سراسر جهان ارتباط برقرار کنند.

تاکنون 100 پیش‌ساخت از این رادیوتراشه کوچک توسط شرکت فرانسوی STMicroelectronics ساخته شده اما هنوز خبری در مورد تجاری شدن بالقوه آن اعلام نشده است.

 

منبع: ایسنا

تست دارو روی اندام مجازی/ خداحافظی با موش آزمایشگاهی

دکتر امیر صنعتی نژاد، محقق ایرانی دانشگاه هاروارد آمریکا ضمن تشریح آخرین دستاوردهای محققان در زمینه بیوتکنولوژی گفت که در آینده نه چندان دور ، طراحی سیستم‌های اندام بدن بر روی تراشه می تواند جایگزین تست داروها بر سلول‌ها و تست روی حیوانات شود .

 

 

به گزارش خبرنگار مهر، دکتر امیر صنعتی نژاد-محقق ایرانی دانشگاه هاروارد امریکا است که موفق به دریافت مدال طلای دولت کانادا به عنوان محقق برتر در دوره دکترا شده است. وی به دلیل تحقیقاتش در مورد جداسازی سلول های سرطانی و همچنین ترکیب سیگنال های شیمیایی -الکتریکی برای کنترل رفتارهای سلول های ایمنی بدن برای بستن زخم، موفق به دریافت بورسیه فوق دکترا در رشته مهندسی پزشکی در سال 1392 و ادامه فعالیت و تحقیقاتش در دانشگاه هاروارد شد.  

دکتر  امیر صنعتی نژاد در گفتگویی با خبرنگار مهر به تشریح آخرین فعالیت های محققان در رابطه با سرطان، طراحی سیستم های اندامی بدن روی تراشه و همینطور نقش سلول های بنیادی در تحقیقات دانشمندان پرداخت: 

خبرگزاری مهر : آقای دکتر برای اولین سوال در رابطه با رشته تحصیلی و زمینه فعالیت هایتان بفرمایید:

– صنعتی نژاد: من کارشناسی ام را در رشته مهندسی مکانیک دانشگاه صنعتی اصفهان و دوره کارشناسی ارشد را در رشته مهندسی مکاترونیک دانشگاه صنعتی امیر کبیر گذراندم. سپس برای ادامه تحصیل در زمینه سیستم ها ی میکروالکترومکانیکی به دانشگاه کنکوردیا در شهر مونترال کانادا رفتم. تحقیقاتم را در زمینه سیستم های بیومیکرو الکترومکانیکی با تمرکز بر بیولوژی مکانیک سلولی به وسیله  میکروسیال ادامه دادم که درآن به بررسی پاسخ سلول ها به تحریکات شیمیایی و مکانیکی ناشی از محیط اطراف پرداخته شد.

سیستم های میکروسیال قادر هستند تا شرایط رشد مشابهی از سلول را فراهم کنند و بدین وسیله می توان بسیاری از سوالاتی که به روش های معمولی بیولوژی قابل بررسی نیستند را با دقت و سرعت بیشتری مطالعه کرد. تمرکز تحقیقات من نیز بیشتر در زمینه بیومکانیک سلول ها بوده و زمینه هایی مثل اندازه گیری نیروی رشد سلولی، بررسی تاثیر محیط رشد سلول بر خواص مکانیکی سلول ها که جنبه بیو مکانیکی سلولی را نیز شامل می شوند.

* آقای صنعتی نژاد در رابطه با طرحی که در سال 2013 میلادی با دانشگاه مک گیل و استفاده از میکروفیلترها برای درمان سرطان  داشتین، توضیح دهید:

– این پروژه در رابطه با تشخیص سریع سلول های سرطانی بود. به دلیل اهمیت تشخیص سریع بیماری سرطان قبل از رشد و گسترش سلول های سرطانی در بدن نیازمند ساخت و استفاده از تکنولوژی های جدیدی هستیم تا بتوانیم سلول های سرطانی را با سرعت قابل ملاحظه ای در خون تشخیص دهیم.

یکی از راه های ارزیابی پیشرفت سرطان شمارش تعداد سلول های سرطانی است که در جریان خون در حال گردش هستند. در این پروژه، ما با کمک تکنولوژی میکروالکترو مکانیک،  فیلترها و کارتریج هایی را طراحی کردیم تا بتوانیم سلول های سرطانی را با بازده قابل توجهی دریافت، شناسایی و تحلیل کنیم.
از معایب روش های فعلی در تشخیص این سلول ها می توان به سرعت پایین و همینطور محدودیت در تشخیص نوع سرطان اشاره کرد. اما در روش جدید،
 کارتریجی که طراحی کردیم قابلیت حمل چندین فیلتر با سایزهای مختلف را دربردارد پس می تواند با سرعت و دقت بالاتری سلول ها را شناسایی کند؛ همچنین به کمک تکنولوژی شیمی سطح ما سطح فیلترها را هم به گونه ای فعال کردیم که هر یک از فیلترها نیز قابلیت جذب و شناسایی سلول های خاصی از نوع سرطان خاص را داشته باشند.
بدین ترتیب با سرعت و دقت می توانیم سلول های سرطانی را شناسایی کنیم و مسلما این تحقیق می تواند کمک شایانی در رابطه با نوع درمانی که برای هر بیمار نیاز است را پیش روی پزشک قرار دهد یا مدت دوره شیمی درمانی را نیز می توان به کمک این تکنیک مورد بررسی قرار داد.
به نظر می رسد روشی که در دانشگاه مک گیل ارائه شده و هم اکنون در حال تکمیل و آماده سازی برای تست در بیمارستان ها است روش روشنی برای تشخیص سریع سرطان خواهد بود.

* در مورد فعالیت های اخیرتان  به عنوان مثال  درباره  تحقیقی که روی  تراشه ها  دارید  بفرمایید.

– هم اکنون در حال گذراندن دوره فوق دکترا در هاروارد و یکی از اعضای تیم تحقیقاتی اندام بر روی تراشه هستم که هدف این پروژه طراحی و ساخت سیستم های یکپارچه ای است که با  کمک سیستم های میکروسیالی بتوان چندین اندام بر روی تراشه را به هم متصل کرده و در آینده برای تست و شناسایی داروها مورد استفاده قرار داد. زیرا با توجه به هزینه های بسیاری بالایی که برای تایید سلامت یک دارو وجود دارد به استفاده از مدل های جدید نیازمند هستیم تا به بررسی تاثیر مستقیم و غیر مستقیم یک دارو بر روی اندام های مختلف بدن بپردازیم.

از جمله این مدل ها طراحی سیستم های اندام بدن بر روی تراشه است که متصل کردن آنها به یکدیگر می تواند در شناسایی داروها مورد استفاده قرار گرفته و جایگزینی برای تست داروها روی سلول ها در روش های عادی بیولوژیکی و همچنین تست بر روی حیوانات باشد. اکنون در حال ساخت چنین دستگاه یکپارچه ای هستیم که از چندین اندام بدن تشکیل شده و این اندام ها جزو اندام های اصلی هستند که در متابولیسم داروها نقش مهمی را ایفا می کنند. این تکنولوژی جدید به مدت شش یا هفت سال است که در حال گسترش بوده و یکی از مهم ترین اجزای آن سیستم های بیومیکرو الکترومکانیکی یا میکروسیالی است.

سیستم های اندام بر روی تراشه قابلیت های بسیاری دارند که از دیگر ویژگی های آن می توان به مواردی مانند مدل سازی بسیاری از بیماری های بدن در آینده خبر داد تا بتوانند محیط مجازی از اندام های بدن را ایجاد و داروهای مورد نظر را در بیمار تست کنند بدون اینکه نیاز باشد دارو مستقیما روی بدن انسان یا حیوان آزمایش شود.

* آینده مهندسی بافت را چطور پیش بینی می کنید؟

– آینده روشنی برای فراهم شدن حداقل تعدادی از بافت های ساده تر انسان وجود دارد اما در بافت های پیچیده تری مثل قلب و بافت های مشابه، زمان بیشتری را نیاز دارد تا بتواند جایگزینی برای پیوند اعضا باشد.

* آقای دکتر، فناوری چاپ سه بعدی چه سهمی را می تواند در زمینه های مختلف علمی ایفا کند؟

– تکنولوژی پرینت سه بعدی می تواند در آینده سهم عظیمی در زمینه های مختلفی از جمله بیومتریال ها، مهندسی بافت و سیستم های یکپارچه سیالی داشته باشد. این تکنولوژی می تواند چندین کاربرد اصلی دیگر نیز داشته باشد. از جمله کشف داروها و جایگزینی و پیوند اعضای بدن. اما نیاز به تمرکز و یکپارچه شدن این سیستم ها با یکدیگر است. از سوی دیگر، نقش و آینده سلول های بنیادی با ترکیبی از تکنولوژی پرینت سه بعدی را نمی توان انکار کرد. روش هایی که به سلول های بنیادی کمک می کنند تا بتوانند به سلول های مختلف در اندام های بدن تبدیل شوند و در محیط سه بعدی که برای آنها فراهم شده فعالیت کنند. البته این روش به طراحی و گسترش مدل های جدیدی که بتواند در درمان بیماری های صعب العلاج کنونی موثر باشد، ختم خواهد شد. 

* آیا اینکه درمان با سلول های بنیادی می تواند سرطان زا باشد، صحت دارد؟

– به مدت یک دهه است که تمرکز زیادی بر روی سلول های بنیادی شده و به جنبه های درمانی آن بسیار پرداخته می شود اما در رابطه با اینکه چه ارتباطی بین سلول های بنیادی و سلول های سرطانی که خاصیت سلول های بنیادی را دارا هستند، وجود دارد باید بگویم که توجیهات مختلفی مطرح شده و گروه های مختلفی هم در حال بررسی این موضوع هستند. بخشی از این تحقیقات نشان می دهد، سلول هایی که باعث سرطان می شوند تشابه بسیار زیادی به سلول های بنیادی دارند اما نتایج برعکس آن نیز وجود دارد. اما گروه دیگری هم معتقدند که ریشه سرطان را باید در سلول های دیگری از جمله سلول های داخلی تومورها که خواص مشابهی با سلول های بنیادی دارند جستجو کرد نه مستقیما در سلول های بنیادی بدن. اما در نهایت اینکه آیا سلول های بنیادی می توانند باعث سرطان شوند یا خیر هنوز جواب ساده ای برای آن وجود ندارد.

* آیا از فعالیت محققان داخلی در رابطه با سلول های بنیادی اطلاعی دارید  با با مراکز داخلی ایران همکاری می کنید؟

چند سالی است که محققان ایرانی نیز فعالیت های خود را بر روی سیستم های بیومیکروالکترومکانیکی آغاز کرده اند و با توجه به اهمیت بالایی که این سیستم ها دارند، توجه ویژه ای نیز در ایران به این سیستم های جدید صورت گرفته است. ماهیت این نوع تکنولوژی چند رشته ای است و نیاز دارد تا به جنبه های مختلفی از جمله مهندسی پزشکی و بیولوژیکی نیز پرداخته شود. گرچه عزم جدی برای رشد و گسترش سیستم های بیومیکروالکترومکانیکی در ایران وجود دارد اما به نظر می رسد که نیاز به تشکیل مرکز خاص و جامعی در این رابطه احساس می شود که شامل هر سه زمینه علمی بیان شده از جمله: مهندسی، پزشکی و بیولوژی باشد. در سراسر دنیا، همکاری تنگاتنگی بین محققان این سه رشته وجود دارد، این همکاری باید بین محققان ایرانی نیز ایجاد شود تا بتوانند این تکنولوژی را پیش ببرند و طبیعتا هیچ یک از این زمینه های علمی به تنهایی قادر به پیشبرد این تکنولوژی نخواهد بود.

من نیز به نوبه خود همکاری هایی را با محققان ایرانی در زمینه بیولوژی و تکنولوژیکی آغاز کرده ام که این همکاری ها در دانشگاه های ایران و موسسات تحقیقاتی آغاز شده تا بتوانیم به توسعه این زمینه در ایران کمک کنیم.

 

منبع: مهر

ساخت نخستین خودرو چاپ سه‌بعدی جهان

مهندسان یک شرکت آمریکایی نخستین خودرو چاپ سه‌بعدی جهان را معرفی کردند. به گزارش سرویس فناوری خبرگزاری دانشجویان ایران (ایسنا)، این خودرو Strati نام گرفته و با استفاده از شیوه‌های تولید دیجیتالی حاصل شده است. اتومبیل جدید از 40 بخش ساخته شده و این تعداد در مقایسه با تعداد بخش‌های یک خودروی معمولی (با بیش از 20 هزار جزء) رقمی کوچک‌ است.

 

 

 

سامانه ابداعی توسط شرکت Local Motors در آریزونا ارائه شده و تکمیل فرآیند چاپ و مونتاژ آن 44 ساعت زمان برده است. این فرآیند در طول نمایشگاه شش روزه «فناوری تولید بین‌المللی 2014» در شیکاگو تکمیل شد. یک شرکت سازنده ابزار ماشین به نام Cincinnati Inc نیز چاپگر سه‌بعدی را برای ساخت این خودرو ارائه داده است.

سیستم مزبور از یک قطعه جامد ساخته شده و سرعت آن حداکثر 64.37 کیلومتر در ساعت خواهد بود. باتری آن نیز تا طی مسافت 193.1 تا 241.4 کیلومتر بدون شارژ دوام خواهد آورد. شاسی و بدنه خودرو با استفاده از یک چاپگر سه‌بعدی عظیم چاپ شده‌اند اما لاستیک‌ها، چرخ‌ها، باتری، سیم‌کشی، تعلیق، موتور الکتریکی و شیشه جلویی با استفاده از شیوه‌های معمول ساخته‌ شده‌اند.

این خودرو با باتری نیرودهی می‌شود، دو سرنشینه است و از لایه‌های پلاستیک مشکی و فیبرکربنی تقویت‌شده ساخته شده است.

گفته می‌شود شرکت آمریکایی نخستین شرکتی است که با استفاده از ترموپلاستیک تقویت‌شده فیبری، خودروی چاپ سه‌بعدی می‌سازد. سازندگان اعلام کرده‌اند صندلی‌ها، بدنه، شاسی، داشبورد و کاپوت همگی چاپ خواهند شد.

شرکت آمریکایی امیدوار است بسته به ویژگی‌های مطلوب خریداران، این خودرو را با بهای بین 18 هزار تا 30 هزار دلار عرضه کند. مهندسان امیدوارند فرآیند چاپ سه‌بعدی، تولید ارزان‌تر و ارائه سریع‌تر نوآوری‌های عرصه خودرو را در مقایسه با شیوه‌های معمول تولید عرضه کند.

 

منبع: ایسنا

هواپیمایی که از ابرها آب جمع می‌کند

 به گزارش خبرنگار علمی باشگاه خبرنگاران؛ پژوهشگران برای مبارزه با مشکل کم آبی و همینطور تامین برق یک هواپیمای منحصر به فرد تولید کرده‌اند به نام Air HES که می‌تواند در حین پرواز در میان ابرها آب جمع آوری کند و حتی از این آب در جهت تولید انرژی برق نیز بهره ببرد.

 

 

گفتنی است این هواپیمای فوق مدرن در ارتفاع 2 هزار و 100 متری در آسمان پرواز می‌کند و در هر ساعت قادر به جمع آوری حدود 4 لیتر آب است.

 

بررسی‌ها نشان می‌‍دهند قیمت این هواپیما در حدود 14 هزار دلار است و قابلیت تولید برق تا نهایت 185 کیلو وات بر ساعت را دارد.

منبع: خبرنگاران

 

شستن لبا‌س‌ها بدون پودر در آکواریومی از ربات‌ماهی‌ها

یک طراح کره‌ای به نام «چان یئوپ یوئونگ» از آکواریومی از ربات‌ماهی‌ها برای شستن لباس‌ها استفاده می‌کند. به گزارش سرویس فناوری خبرگزاری دانشجویان ایران (ایسنا)، در این طرح مفهومی، هر ماهی از یک دوربین برای شناسایی ذرات چرک بهره می‌برد و برای بلعیدن آن‌ها شنا می‌کند.

 

 

مفهوم Pecera مجموعه‌ای از ربات‌ماهی‌ها به نام Dofi است که لباس‌های کاربر را بدون استفاده از پودر لباس‌شویی تمیز می‌کنند.

شستن بدون استفاده از پودر لباسشویی این شیوه شستشو را برای افراد حساس مناسب می‌کند و هیچ نیازی به چرخه‌های مکرر شستن لباس با استفاده از آب نیست.

 

منبع: ایسنا

طراحی‌ رایانه‌های خنک‌تر با دستاورد جدید محققان ایرانی

پژوهش دانشمندان ایرانی دانشگاه رایس نشان داد، یک نانوسازه متخلخل سه بعدی می‌تواند با داشتن تعادلی از استحکام، سختی و قابلیت انتقال گرما، به حوزه‌هایی مانند نانوالکترونیک، ذخیره گاز و مواد کامپوزیتی دارای عملکرد چندگانه بهره برساند.

به گزارش سرویس فناوری خبرگزاری دانشجویان ایران (ایسنا)، روزبه شهسواری و نوید سخاوند این پیش‌بینی را با استفاده از شبیه‌سازی‌های رایانه‌ای برای تولید مجموعه‌ای از پیش‌ساختهای سه‌بعدی با نیترید بور انجام دادند. این ترکیب شیمیایی با استفاده از اتمهای بور و نیتروژن بدست می‌آید.

در این پژوهش، پیش‌ساختهای سه‌بعدی یک نانولوله نیترید بور با ورقهای دوبعدی نیترید بور ترکیب شدند.

شهسواری، دانشیار مهندسی عمران و محیط زیست و همچنین علوم مواد و نانومهندسی و یکی از مولفان این پژوهش با همکاری نوید سخاوند، فارغ‌التحصیل دانشگاه رایس، گفت: ما لوله‌ها و ورقها را برای سه‌بعدی کردن آنها با هم ترکیب کردیم که عملکرد بیشتری را ارائه دهند.

در نانوسازه سه‌بعدی، ورقهای بسیار نازک نیترید بور در لایه‌های موازی روی هم چیده شده و ستونهای لوله‌ای شکل نیترید بور در میان هر لایه برای جداسازی آنها قرار می‌گیرند.

شهسواری تاکید کرد که در نسخه یک و دو بعدی نیترید بور، همیشه گرایشی در ویژگیهای جهت‌دار به سمت محور لوله یا جهتهای درون صفحه‌ای وجود داشته که برای کاربرد سه‌بعدی گسترده در زمینه‌های فناوری و صنعتی مناسب نیست.

برای مثال در نیترید بور یک بعدی، نانولوله می‌تواند تا حدود 20 درصد طول خود پیش از شکسته شدن، کشیده شود اما در نمونه سه‌بعدی نیترید بور، این قابلیت به 45 درصد افزایش می‌یابد.

هنگامی که ماده نیترید بور معمولی یک یا دو بعدی در یک جهت کشیده می‌شوند، در جهات عمودی دیگر کوچک می‌شوند. اما در نمونه سه‌بعدی، هنگامی که ماده در جهت درون صفحه‌ای کشیده می‌شود، این کشش همچنین در جهات عمود نیز رخ می‌دهد.

شهسواری اظهار کرد: در اینجا، تقاطع بین لوله‌ها و ورقها از یک سازه منحصربفرد منحنی مانند برخوردار است که به این پدیده جالب موسوم به اثر اکستیک کمک می‌کند.

به گفته شهسواری، ویژگیهای انتقال حرارت پیش‌ساخت سه‌بعدی نیز سودمند است. لوله‌های نیترید بور یک بعدی و ورقهای دوبعدی می‌توانند گرما را به سرعت انتقال دهند اما این کار تنها در یک یا دو جهت صورت می‌گیرد. این در حالیست که نمونه سه‌بعدی می‌تواند گرما را در همه جهات سه بعدی با سرعت نسبتا بالا انتقال دهد.

وی افزود: این ویژگی برای کاربردهایی که نیازمند مواد یا پوششهای با قابلیت انتشار گرمایی بسیار سریع در محیط هستند، ایده‌آل است. برای نمونه می‌توان به موتورهای خودرو یا سی‌پی‌یوی رایانه‌ها اشار کرد که در آنها، انتقال سریع گرما به محیط برای عملکرد مناسب حیاتی است.

پیش‌ساخت نیترید بور سه‌بعدی از یک ساختار بسیار متخلخل و سبک وزن برخوردار است. هر گرم از این سازه پنیر سوئیسی‌مانند از مساحتی معادل سه زمین تنیس برخوردار است. چنین مساحت بالایی می‌تواند به کاربری‌های بسیار زیادی بینجامد.

شهسواری و سخاوند پیش‌بینی کردند که پیش‌ساخت نیترید بور سه‌بعدی برای مثال می‌تواند به ذخیره‌سازی و تفکیک گاز کارآمد در خودروهای با سوخت سلول هیدروژنی کمک کند.

برخلاف نانوسازه‌های مبتنی بر گرافن، نیترید بور یک ماده عایق الکتریسیته است. از این رو پیش‌ساخت نیترید بور سه‌بعدی از پتانسیل تکمیل نانوالکترونیک مبتنی بر نانو مانند نسل آینده نیمه‌رساناهای سه‌بعدی و دستگاههای انتقال حرارت سه‌بعدی قابل استفاده در کالیمترهای ابعاد نانو، فرآیندهای میکروالکترونیک و یخچالهای ماکروسکوپی برخوردار است.

نمونه واقعی نیترید بور سه‌بعدی هنوز ساخته نشده و تلاشهای زیادی برای تولید آن در آزمایشگاه در حال انجام است.

نتایج این پژوهش در مجله Physical Chemistry C منتشر شده است.

ارائه طرح هواپیما – بالگرد ترکیبی

محققان یک طرح مفهومی جدید ارائه کرده‌اند که ترکیبی از هواپیما و بالگرد است و امکان برخاستن و فرود عمودی – مانند بالگرد – را همراه با سرعت و کارآیی هواپیما با دو بال ثابت فراهم می‌کند. به گزارش سرویس فناوری خبرگزاری دانشجویان ایران (ایسنا)، ظاهر هواپیما Elytron شباهت زیادی به هواپیمای دو باله (biplane) دارد، اما در اصل ترکیبی از هر دو عملکرد بالگرد و هواپیما است.

 

 

 

ترکیب ویژگی‌ برخاستن و فرود عمودی مشابه بالگرد با سرعت و کارآیی هواپیمای بال ثابت، علاوه بر کاهش چشمگیر هزینه‌ها، در بخش‌های مختلفی مانند خدمات امداد هوایی، عملیات جست‌وجو و نجات و اکتشاف نفت کاربرد خواهد داشت.

همچنین امکان برخاستن و فرود عمودی هواپیمای Elytron، برای راه‌اندازی خطوط تاکسی هوایی در کلانشهرها با فضای آزاد محدود کاربرد دارد.

طرح مفهومی این هواپیمای دو نفره شامل سه مجموعه بال: یک جفت بال دوار به نام proprotors در موقعیت مرکزی هواپیما و دو جفت بال ثابت است؛ با کمک بال ثابت،هواپیما به سرعتی دو تا سه برابر بالگرد دست پیدا می‌کند.

گام بعدی محققان، شروع طراحی مدل تجاری کلاس هفت نفره این هواپیما است که در مأموریت‌های پشتیبانی از جمله خدمات هواپیما اورژانس پزشکی کاربرد دارد.

 

منبع: ایسنا

خودروی خورشیدی ایران بهترین تیم مسابقات جهانی آمریکا شد

خودروی خورشیدی “هاوین 2” دانشگاه آزاد اسلامی قزوین، در پایان مسابقات جهانی خودروهای خورشیدی در آمریکا، به عنوان بهترین تیم خارجی مسابقات انتخاب شد. به گزارش خبرنگار علمی ایسنا، در مسابقات جهانی خودروهای خورشیدی که در آمریکا برگزار شد، تیم “هاوین 2” به عنوان تنها نماینده ایران در این مسابقات، با کسب مقام هشتم در بین 33 تیم، به عنوان بهترین تیم مسابقات و تیم اول آسیا شناخته شد.

 

 

در این مسابقات که در دو بخش پیست و جاده برگزار شد، تیم‌ها ابتدا با رسیدن به حد نصاب مجاز بخش پیست به بخش جاده راه یافتند که تیم خودروی خورشیدی “هاوین 2” دانشگاه آزاد اسلامی قزوین با ثبت مقام دوم سرعت در پیست، چهارمین تیمی بود که مورد تایید قرار گرفت و راهی بخش جاده شد.

طولانی بودن و دشواری مسیر مسابقه باعث شد بسیاری از تیم‌ها در مراحل مختلف از دور مسابقات کنار بروند،‌ اما تیم “هاوین 2” با تلاش و پشتکار دانشجویان دانشگاه آزاد اسلامی قزوین توانست به عنوان یک تیم خارجی تا آخرین مرحله مسابقات پیش‌روی کند و به همین دلیل عنوان بهترین تیم را به خود اختصاص دهد.

تیم “هاوین 2″، رقابت خود را از شهر آستین در ایالت تگزاس آغاز کرد و با گذر از چند ایالت آمریکا در نهایت با طی 2 هزار و 80 کیلومتر به شهر “می‌نیاپولیس” در ایالت “مینه‌سوتا” و خط پایان رسید.

تیم‌های دانشگاه‌های میشیگان، مینه‌سوتا و آیووا مقام‌های اول تا سوم این مسابقات را کسب کردند و تیم “هاوین 2” نیز موفق شد در بخش رقابت فنی، بهترین سیستم دینامیک و تعلیق خودرو را به خود اختصاص دهد.

حضور دانشگاه میشیگان به عنوان ثروتمندترین دانشگاه آمریکا و مینه‌سوتا با 67 هزار دانشجو به عنوان پرجمعیت‌ترین دانشگاه آمریکا نشان از سطح بالای این رقابت‌ها بود.

بر اساس این گزارش، خودروی خورشیدی “هاوین 2” دانشگاه آزاد اسلامی قزوین با حمایت‌های مالی بانک صادرات ایران، شرکت خودروسازی سایپا، شرکت گیتا باتری، شرکت حمل و نقل سریع هما اکسپرس و معاونت علمی و فناوری ریاست جمهوری به عنوان تنها نماینده‌ی ایران در مسابقات جهانی خودروهای خورشیدی آمریکا شرکت کرده بود که در نهایت به عنوان بهترین تیم مسابقات شناخته شد.

 

منبع: ایسنا

بانو ریاضیدان ایرانی، برنده عالی ترین جایزه ریاضی جهان شد

دکتر مریم میرزاخانی، استاد 37 ساله دانشگاه استنفورد به عنوان نخستین زن ریاضیدان جهان موفق به دریافت مدال «فیلدز» شد که به عنوان عالی ترین جایزه علمی رشته ریاضیات از آن به عنوان «نوبل ریاضیات» یاد می‌شود.

 

 

به گزارش خبرنگار علمی ایسنا، پروفسور میرزاخانی که به دلیل تحقیقات برجسته‌اش در حوزه هندسه و نظریه ارگودیک کاملا شناخته شده است به همراه آرتور آویلا، مانجول بهارگوا و مارتین هایرر مدال فیلدز ۲۰۱۴ را در کنگره بین‌المللی ریاضیات که در سئول کره جنوبی برگزار می‌شود، دریافت می‌کند.

مدال فیلدز از سال 1936 هر چهار سال یکبار به برترین ریاضیدانان جوان (زیر 40 سال) جهان اعطا می شود که میرزاخانی، نخستین زن برنده این جایزه به شمار می‌رود.

دکتر میرزاخانی که چندی پیش جایزه 2014 موسسه ریاضی Clay را نیز دریافت کرده در سال 2005 از سوی نشریه آمریکایی «پاپیولار ساینس» به عنوان یکی از 10 ذهنِ جوان برگزیده سال در آمریکای شمالی معرفی شد.

وی جوایز علمی متعدد دیگر از جمله جایزه ستر انجمن ریاضی آمریکا در سال ۲۰۱۳ را در کارنامه علمی خود دارد.

میرزاخانی که متولد تهران است در سال‌های ۱۳۷۳ و ۱۳۷۴ در زمان تحصیل در دبیرستان با کسب مدال طلای المپیاد ریاضی کشوری به المپیاد جهانی ریاضیات در هنگ کنگ و کانادا اعزام شد که در المپیاد ۱۹۹۵ کانادا علاوه بر کسب مدال طلا حائز بالاترین امتیاز در بین دانش آموزان جهان شد. وی پس از اتمام تحصیلات متوسطه در دبیرستان فرزانگان تهران، تحصیلات کارشناسی خود را در رشته ریاضی در دانشگاه صنعتی شریف به پایان برد.

میرزاخانی پس از پایان دوره کارشناسی برای ادامه تحصیل به دانشگاه هاروارد آمریکا رفت. وی در سال ۱۹۹۹ میلادی زمانی که در دانشگاه پرینستون به تحقیق و تدریس اشتغال داشت موفق شد راه‌حلی برای یک مشکل ریاضی پیدا کند. ریاضیدانان مدت‌های طولانی است که به دنبال یافتن راه عملی برای محاسبه حجم رمزهای جایگزین فرم‌های هندسی هذلولی بوده‌اند و در این میان مریم میرزاخانی جوان در دانشگاه پرینستون نشان داد که با استفاده از ریاضیات شاید بتوان بهترین راه را به سوی دست یافتن به راه‌حلی روشن در اختیار داشت: محاسبه عمق حلقه‌های ترسیم شده بر روی سطوح هذلولی.

 

میرزاخانی تلاش دارد تا معمای ابعاد گوناگون فرم‌های غیر طبیعی هندسی را حل کند. در صورتی که جهان از قاعده هندسه هذلولی تبعیت کند، ابتکار وی به تعریف شکل و حجم دقیق جهان کمک خواهد کرد. در واقع مشکل این است که برخی از این اشکال هذلولی هم‌چون doughnuts و یا amoebas دارای ظاهری بسیار نافرم هستند که محاسبه حجم آنها را به معمایی جدی برای ریاضیدانان مبدل کرده‌است؛ اما میرزاخانی با یافتن راهی جدید در واقع دست به یک ابتکار عمل بزرگ زد و با ترسیم یک سری ازحلقه‌ها بر روی سطح این گونه اشکال پیچیده به محاسبه حجم آنها پرداخت.

 

میرزاخانی در سال 2005 زمانی که با کمتر از 30 سال سن در دانشگاه پرینستون آمریکا تدریس می کرد از سوی نشریه علمی Popular Science به عنوان یکی از 10 مغز برتر امریکای شمالی معرفی شد. به نوشته‌ی یواس‌ای تودی این فهرست ۱۰ نفره شامل محققان و نخبگان جوانی است که در حوزه‌های ابتکاری مشغول به فعالیت هستند و با این حال معمولا از چشم عموم پنهان مانده‌اند.

دلیل انتخاب مریم میرزاخانی، فعالیت های وی در زمینه محاسبه حجم‌های فضایی منحنی هندسی بود.

این نخبه جوان ریاضی از بازماندگان سانحه غمبار سقوط اتوبوس حامل نخبگان ریاضی دانشگاه صنعتی شریف به دره در اسفندماه 76 است. در این حادثه اتوبوس حامل دانشجویان ریاضی شرکت‌کننده در بیست و دومین دوره مسابقات ریاضی دانشجویی که از اهواز راهی تهران بود به دره سقوط کرد و طی آن شش تن از دانشجوی نخبه ریاضی دانشگاه صنعتی شریف که اغلب از برگزیدگان المپیادهای ملی و بین‌المللی ریاضی بودند در اوج بالندگی و شکوفایی علمی ناباورانه، جان باختند.

گروه علمی فناوری ایسنا نیز موفقیت تاریخی این ریاضیدان جوان ایرانی را به وی و مردم علم دوست ایران خصوصا جامعه علمی و دانشگاهی کشور تبریک می‌گوید.

منبع: ایسنا

ساخت اولین ترانزیستور اثرمیدان دو بعدی توسط دانشمند ایرانی

یک دانشمند ایرانی از آزمایشگاه ملی لورنس در برکلی و همکارانش با استفاده از گرافن و نیترید بور موفق به ساخت اولین ترانزیستور اثرمیدان دو بعدی شده‌اند؛ لایه‌های تشکیل دهنده این ترانزیستور با نیروی واندروالس کنار هم قرار گرفته‌اند.

 

 

به گزارش سرویس فناوری ایسنا، برخلاف ترانزیستورهای اثر میدان سیلیکونی، این ترانزیستور جدید در ولتاژهای بالا دچار افت کارکرد نشده و هدایت الکترونی بالایی را، حتی زمانی که ضخامت آن تا یک لایه کاهش می‌یابد، فراهم می‌کند.

علی جاوه‌ای و همکارانش با استفاده از نیترید بور هگزاگونال، دیکالگوژنیدهای فلزات انتقالی و صفحات گرافنی که با برهمکنش واندروالس کنار هم قرار گرفته‌اند، موفق به ساخت این ترانزیستور جدید شدند.

جاوه‌ای می‌گوید: نتایج این پژوهش گامی مهم به سوی تحقق رؤیای ساخت ادوات الکترونیکی جدید است؛ ادواتی که اتصال آن‌ها با برهمکنش واندروالس انجام می‌شوند. با این نتایج بدست آمده می‌توان امیدوار بود که از تمام مواد لایه‌ای بتوان برای ساخت ادوات الکترونیکی استفاده کرد.

ترانزیستورهای اثرمیدان یکی از عناصر اصلی ادوات الکترونیکی محسوب می‌شوند. همه‌ی این ترانزیستورها دارای دروازه، خروجی و منبع هستند که با استفاده از یک کانال به الکترودها متصل می‌شوند. در صورتی که ساختار بلوری میان دو قطعه یکسان نباشد، انتقال بار دچار مشکل می‌شود.

جاوه‌ای می‌افزاید: در ساخت ترانزیستورهای اثرمیدان دو بعدی، هر بخش از یک لایه‌ی نازک تشکیل شده که با نیروی واندروالس به هم متصل شده‌اند. ما این لایه‌ها را به گونه‌ای طراحی کردیم که از نظر ضخامت شبیه هم باشند و هیچ زبری سطحی در آن‌ها وجود نداشته باشد. درنهایت با استفاده از نیروی واندروالس موفق به اتصال این لایه‌ها شدیم. در واقع با انجام فرآیند چند مرحله‌ای، قطعه‌ای پیچیده مبتنی بر لایه‌های بلوری ایجاد کردیم، بدون این که پارامترهای شبکه محدودیتی برای کار ما ایجاد کند. این پارامترها معمولاً موجب محدود شدن فرآیند رشد شده و عملکرد مواد ترکیبی را دستخوش تغییر می‌کنند.

علی جاوه‌ای و همکارانش در نهایت موفق به ساخت ترانزیستور اثرمیدان دو بعدی شدند که در آن از گرافن، نیترید بور و دیکالگوژنیدهای فلزات انتقالی استفاده شده بود. در حال حاضر این گروه تحقیقاتی به دنبال کاهش ابعاد این ترانزیستور هستند.

نتایج این پژوهش در قالب مقاله‌ای با عنوان Field-Effect Transistors Built from All Two-Dimensional Material Components در نشریه‌ی ACS Nano به چاپ رسیده است.

 

منبع: ایسنا