راه‌اندازی آزمایشگاه‌های پیشرفته فضایی
یک جرعه ازجهان دانش
بهارسادات موسوی
[ گزارش ازپژوهش های تاژه ]
رئیس پژوهشگاه فضایی ایران گفت: زیرساخت‌های آزمایشگاهی با سرمایه‌گذاری دولتی در حال توسعه هستند تا به عنوان مرجع خدمات‌دهی به دانشگاه‌ها و بخش خصوصی عمل کنند.
وحید یزدانیان رئیس پژوهشگاه فضایی ایران در مراسم افتتاح هفته جهانی فضا که در محل وزارت ارتباطات و فناوری اطلاعات برگزار شد با اشاره به نقش کلیدی این پژوهشگاه در توسعه فناوری‌های بومی فضایی کشور، گفت: پژوهشگاه فضایی ایران از سال ۱۳۹۰ و به‌عنوان نهادی وابسته به وزارت ارتباطات و فناوری اطلاعات، با رویکرد محصول‌محور فعالیت خود را آغاز کرده است.
وی افزود:ساختار فعالیت ما با سایر پژوهشگاه‌ها متفاوت است؛ تمرکز ما صرفاً بر تولید مقاله یا مطالعه نظری نیست، بلکه مأموریت اصلی ما طراحی، ساخت و توسعه زیرسیستم‌ها و محصولات فضایی بر اساس نیازهای سازمان فضایی ایران و سایر نهادهای حاکمیتی است.
یزدانیان با بیان این که پژوهشگاه فضایی در تعامل نزدیک با دانشگاه‌ها و مراکز تحقیقاتی فعالیت می‌کند، گفت: ما به‌دنبال توسعه فناوری‌های راهبردی و ایجاد زیرساخت‌هایی هستیم که از توان بخش خصوصی و دانشگاه‌ها خارج است. به عنوان مثال، زیرساخت‌های آزمایشگاهی مانند آزمایشگاه نیومت و آزمایشگاه یک‌تن، با سرمایه‌گذاری دولتی در حال توسعه هستند تا به عنوان مرجع خدمات‌دهی به دانشگاه‌ها و بخش خصوصی عمل کنند.
رئیس پژوهشگاه فضایی ایران همچنین از عملکرد موفق ماهواره ناهید سخن گفت و اظهار داشت: این ماهواره که توسط پژوهشکده سامانه‌های ماهواره‌ای طراحی و ساخته شده، پس از پرتاب اخیر توانسته عملکرد موفقی از خود نشان دهد. ارزیابی‌ها و شاخص‌های فنی گویای تثبیت عملکرد آن و فراهم شدن امکان رله تلفنی است.
وی به پنج پژوهشکده و یک مرکز تحقیقاتی پژوهشگاه اشاره کرد و گفت: پژوهشکده حمل و نقل فضایی ما، توسعه‌دهنده زیرسیستم‌های کلیدی از جمله بلوک انتقال مداری و تراسترهاست. پژوهشکده تبریز نیز در حوزه زیرساخت‌های مکانیکی فعال است و در شیراز نیز سامانه‌های ذخیره‌سازی انرژی و سنسورهای تحریمی را توسعه داده‌ایم.
یزدانیان ادامه داد: پژوهشکده مواد و انرژی ما نیز در زمینه طراحی و آزمون پنل‌های خورشیدی پیشرفته فعالیت می‌کند و آزمایشگاه این مجموعه قابلیت تبدیل شدن به مرجع تأیید نمونه را داراست.
وی افزود: در مرکز تحقیقات فضایی، توسعه کاربردهای فضایی در حوزه‌هایی چون کشاورزی، منابع آب و مدیریت بحران در دستور کار قرار دارد. این داده‌ها نقش اساسی در تصمیم‌گیری‌های کلان، امنیت غذایی، مدیریت آب و حتی مقابله با پدیده‌هایی چون گرد و غبار ایفا می‌کنند.
رئیس پژوهشگاه فضایی ایران همچنین به چالش‌های موجود در زمینه ناوبری اشاره کرد و گفت: اختلالات اخیر در سیستم‌های ناوبری ناشی از نبود منظومه‌های ماهواره‌ای بومی است. ما نیز به مانند سایر کشورها، از جمله ژاپن و بریتانیا در حال حرکت به سمت توسعه منظومه‌های ناوبری هستیم تا استقلال در این حوزه حیاتی محقق شود.
یزدانیان در پایان با اشاره به زیرساخت‌های پیشرفته آزمون و یکپارچه‌سازی ماهواره‌ها گفت: در مرکز تست و یکپارچه‌سازی پژوهشگاه، تمامی آزمایش‌های مورد نیاز ماهواره‌ها برای شبیه‌سازی شرایط خارج از جو، ارتعاشات، فشارها و تابش‌ها انجام می‌شود. این مرکز از معدود مراکز جامع در منطقه آسیا و اقیانوسیه است.
وی با تأکید بر اتکای پژوهشگاه فضایی به توان جوانان و نخبگان داخلی، گفت: حمایت از پایان‌نامه‌ها و پروژه‌های دانشجویی، همکاری با وزارت آموزش و پرورش و ترویج دانش فضایی در دستور کار ماست. از سازمان فضایی ایران و دکتر سالاری به‌دلیل برگزاری رویدادهای ارزشمند و حمایت‌های مستمر، صمیمانه تشکر می‌کنم و امیدوارم این مسیر با قدرت ادامه یابد.
ساخت ابرخازن مورد استفاده در صنایع و توربین‌های بادی
تهیه، بهینه‌سازی و بررسی رفتار الکتروشیمیایی الکترودهای کامپوزیتی جهت استفاده در ابرخازن‌های هیبرید انعطاف‌پذیر عنوان طرح پسادکتری زهرا کرمی است که با حمایت بنیاد ملی علم ایران انجام شده است.
به گزارش روابط‌عمومی بنیاد ملی علم ایران (INSF)، «تهیه، بهینه‌سازی و بررسی رفتار الکتروشیمیایی الکترودهای کامپوزیتی بر پایه منسوج نیکل — کبالت سولفید/پلی آنیلین/منگنز اکسید و نانوالیاف کربنی دوپ شده با نیتروژن و گوگرد جهت استفاده در ابرخازن‌های هیبرید انعطاف‌پذیر» عنوان طرح پسادکتری زهرا کرمی است که با راهنمایی سعید شاهرخیان دهکردی استاد تمامِ شیمی دانشگاه صنعتی شریف انجام شده است.
کرمی با مدرک دکتری تخصصی مهندسی شیمی نساجی از دانشگاه صنعتی اصفهان درباره این طرح توضیح داد: در سال‌های اخیر توسعه سریع و رویکرد ویژه به استفاده از تجهیزات الکترونیکی قابل حمل و پوشیدنی، توانسته در بخش‌های مختلفی از مباحث نظامی، پزشکی، ورزشی و صنعتی تأثیرات گسترده‌ای ایجاد کند و تلاش‌های بسیار محققان، خبر از آینده‌ای روشن دارد.
وی ادامه داد: این تجهیزات، احتیاج به وسایل ذخیره انرژی انعطاف‌پذیر و پوشیدنی دارند. زیرا سیستم‌های ذخیره انرژی مرسوم و رایج به‌دلیل عدم انعطاف‌پذیری، سنگین بودن و حجیم بودن به‌هیچ‌وجه قابلیت پوشش ندارند. وی افزود: این مشکل محققان را برانگیخت تا در تهیه این دسته از وسایل، از بسترهای انعطاف‌پذیر استفاده کنند.
وی افزود: تاکنون بسترهای انعطاف‌پذیری همچون منسوجات، کاغذ، بسترهای پلیمری انعطاف‌پذیر، فوم‌ها و فویل‌های فلزی نازک جهت تولید سیستم‌های ذخیره انرژی منعطف مورد استفاده قرار گرفته‌اند.
این محقق و پژوهشگر در ادامه بیان کرد: از بین این بسترها، منسوجات به‌دلیل مزایایی چون سطح ویژه بالا، ساختار متخلخل الیاف نساجی، سبکی، انعطاف‌پذیری مکانیکی، مقاومت در برابر تغییر شکل‌های خمشی و کششی، نفوذپذیری هوا، قابلیت شست‌وشو و سهولت پوشش‌دهی با مواد الکتروفعال بسیار مورد توجه قرار گرفته‌اند و از میان منسوجات مختلف پارچه‌ها و نمدهای ساخته شده از الیاف کربن به دلیل برخورداری از رسانایی الکتریکی بالا در کنار دیگر ویژگی‌های منحصربه‌فرد، کاندیداهای بسیار امیدبخشی جهت تهیه الکترودهای انعطاف‌پذیر هستند.
وی تصریح کرد: از میان وسایل ذخیره انرژی، ابرخازن‌های منعطف تمام جامد به‌دلایلی چون چگالی توان و پایداری چرخه‌ای بالا، نرخ شارژ — دشارژ سریع، انعطاف‌پذیری فوق‌العاده، ایمنی و عدم نشت مایع الکترولیت جهت کاربرد در ادوات الکترونیکی پوشیدنی مورد توجه ویژه‌ای قرار گرفته‌اند.
کرمی درباره اهداف انجام این طرح گفت: هدف اصلی این تحقیق بهبود خواص خازنی الکترود نمد الیاف کربنی با استفاده از القاء خاصیت شبه خازنی با استفاده از روش‌های ساده، سریع، مقرون‌به‌صرفه و بدون استفاده از نگهدارنده و ساخت ابرخازن تمام‌جامد بر پایه این الکترود با کارایی الکتروشیمیایی و انعطاف‌پذیری بالا است.
وی تصریح کرد: الکترودهایی که در این پژوهش تهیه شدند، جهت ساخت ابرخازن‌های منعطف تمام‌جامد با کارایی الکتروشیمیایی مطلوب به‌ویژه پنجره پتانسیل وسیع و دانسیته انرژی بالا مورد استفاده قرار گرفتند. این ابرخازن‌ها می‌توانند به‌عنوان وسایل ذخیره انرژی در تجهیزات الکترونیکی قابل حمل، انعطاف‌پذیر و پوشیدنی نظیر کنترل‌ازراه‌دور بیماران شامل مانیتورهای پوشیدنی نوار قلب، فشارخون، قند خون، تجهیزات نظامی، پوست الکترونیکی مصنوعی، صفحه نمایش‌های الکترونیکی انعطاف‌پذیر، تجهیزات پزشکی قابل کاشت در بدن، تلفن همراه پوشیدنی مورد استفاده قرار گیرند.
کرمی در پایان خاطر نشان کرد: همچنین این ابرخازن‌ها می‌توانند به‌عنوان وسایل ذخیره انرژی در توربین‌های بادی و سلول‌های خورشیدی ، انرژی‌های تجدیدپذیر و پاک مورد استفاده قرارگیرند.
پارچه جدید از آسفالت جاده مراقبت می‌کند
محققان آلمانی یک پارچه هوشمند ابداع کرده اند که جاده های آسفالت را رصد می کند.
به گزارش نیواطلس، هرچند نظارت بر وضعیت جاده‌های آسفالت‌شده قطعاً اهمیت دارد، اما فقط بررسی سطح جاده اطلاعات محدودی فراهم می کند. بنابراین باید از وضعیت آسفالت زیرین آگاه بود و در همین راستا به کارگیری لایه ای از پارچه الکترونیک در این بخش کارآمد است. البته یک جاده آسفالت‌شده فقط از یک نوار یکنواخت آسفالت سیاه‌رنگ تشکیل نشده است. به طور معمول لایه های مختلفی وجود دارد که برخی از آن ها شامل لایه زیرسازی پایینی از خاک متراکم‌شده، لایه زیرپایه‌ای از مواد دانه دار، لایه پایه پوشیده شده از آسفالت سخت و لایه سطحی نمایان و صاف و مقاوم در برابر آب می‌باشد.
برای بررسی وضعیت لایه پایه، جاده ها باید بسته شوند و نمونه هایی از هسته آن برداشته شود. نه تنها این روش سخت و وقت گیر است و به کار زیادی نیاز دارد، بلکه ویران کننده است و البته فقط وضعیت آسفالت در همان نقطه را نشان می دهد. پارچه مورد نظر برای برطرف کردن این کاستی ها ابداع شده است.
محققان انستیتو فرانهوفر در آلمان ماده ای ابداع کردند که شامل الیاف کتان درهم تنیده شده با یک حسگر سیمی رسانا با قطر کمتر از یک میلیمتر است. این پارچه با دستگاه بافندگی دو راپیر در عرض ۵۰ سانتی‌متر (۱۹.۷ اینچ) و به طول دلخواه تولید می‌شود.
این پارچه در لایه پایه جاده هنگام ساخت آن قرار می گیرد. روی این لایه، آسفالت سطح ریخته می شود و آن را می پوشاند. اما در کنار جاده یک واحد اندازه گیری خارجی به سیم حسگر که از آسفالت بیرون زده است، متصل می‌شود.
همزمان با ایجاد ترک در آسفالت طی ماه ها و سال ها، این ماده منبسط می شود و به سیم حسگر فشار می آورد. این امر تغییری در مقاومت الکتریکی سیم ایجاد و در نهایت واحد اندازه گیری آن را ردیابی می کند. الگوریتم های هوش مصنوعی که با این واحد کار می کنند می توانند میزان آسیب را تعیین و تخمینی از گسترش آن طی زمان ارائه دهند. این فناوری هم اکنون در یک جاده صنعتی در آلمان تحت آزمایش است.
بتن جدید خانه‌ها را شارژ می‌کند
ساختمان ها و جاده هایی که با نوع جدیدی از بتن ساخته می شوند به زودی به عنوان باتری های عظیمی عمل می کنند که خانه ها و وسایل نقلیه را شارژ می کنند.
به گزارش ایندپندنت، محققان دانشگاه ام آی تی که نخستین بار نسل جدید سیستم ذخیره انرژی را در ۲۰۲۳ میلادی کشف کردند، اکنون راهی یافته اند تا آن را ۱۰ بار قدرتمندتر کنند. این دستاورد بدان معناست که هر خانه متوسط به حدود پنج متر مکعب ازاین ماده تقریبا به اندازه حجم یک دیوار زیرزمین نیاز دارد تا بتواند انرژی مورد نیاز خود را تامین کند.
این باتری بتنی با ترکیب سیمان، آب، کربن و الکترولیت ها ساخته می شود. این مواد در کنار یکدیگر یک نانوشبکه رسانا داخل ماده برای ذخیره سازی و آزادسازی انرژی برقی ایجاد می کنند.آدمیر ماسیک استادیار مهندسی شهرسازی و محیط زیست در دانشگاه ام آی تی می گوید: کلید ماندگاری بتن توسعه یک نوع چند منظوره از آن است که بتواند قابلیت هایی مانند ذخیره سازی انرژی، خود ترمیمی و مهار کربن را انجام دهد. بتن هم اکنون پرمصرف ترین ماده جهان درحوزه ساخت و ساز است، پس چرا نباید از این مقیاس برای ایجاد مزایای دیگر استفاده کرد.
ماسیک و همکارانش توانستند با بازسازی شبکه نانویی رسانا، چگالی انرژی را بهبود بخشند. آن ها با آزمایش انواع مختلف الکترولیت‌ها، از جمله آب دریا، توانستند روش بهینه ذخیره‌سازی انرژی را بیابند.
این فناوری پتانسیل گسترده‌ای برای توسعه انرژی‌های تجدیدپذیر دارد، به‌طوری که ساختمان‌هایی مجهز به پنل‌های خورشیدی قادر خواهند بود به‌صورت کامل به شبکه برق متصل نباشند و مستقل عمل کنند. ماسیک در این باره می گوید: رومیان باستان در ساخت بتن پیشرفت‌های بزرگی داشتند. سازه‌های عظیمی مانند پانتئون تا به امروز بدون نیاز به تقویت‌کننده پابرجا مانده‌اند.
