تولید برق مداوم از آب شور دریا
یک جرعه ازجهان دانش
بهارسادات موسوی
[ گزارش ازپژوهش های تازه ]
محققان دستگاهی ساختند که در آن از نانولوله‌کربنی و گرافن برای تولید برق از آب شور دریا استفاده شده است. این دستگاه کارایی بالاتری نسبت به فناوری‌های مشابه دارد.
دانشمندان مؤسسه ماشین‌آلات و مواد کره جنوبی نشان دادند که می‌توان از آب دریا برای تولید انرژی استفاده کرد. این گروه نشان دادند که از طریق حرکت یون‌های سدیم در آب دریا می‌توان برق تولید کرد.
سئونگمین هیون، سرپرست این تیم تحقیق، گفت: «فناوری جدید توسعه‌یافته ما، یک فناوری جمع‌آوری انرژی سازگار با محیط‌زیست است که امکان شارژ مداوم را فراهم می‌کند و می‌توان بدون انرژی خارجی از آن استفاده کرد.»
این نوآوری با کمک کارشناسان فناوری‌نانو و مهندسی شیمی KIMM توسعه یافته است. بر اساس گزارش‌های منتشر شده، این دستگاه می‌تواند دستگاه‌های کوچکی مانند ساعت، ماشین‌حساب و حسگرها را تغذیه کند.
این دستگاه با استفاده از نانولوله‌های کربنی و گرافن ساخته شده است. لبه‌های این نانومواد با گروه‌های عاملی متفاوت اکسیژن‌دار مزین شده تا از آن‌ها به عنوان آند و کاتد استفاده شود. این فناوری می‌تواند با به‌کارگیری آب دریا به عنوان الکترولیت، برق تولید کند.
عملکرد داخلی این دستگاه شبیه شیمی باتری است، با دو الکترود و یک الکترولیت که در آن یون‌ها در حین کار به جلو و عقب حرکت می‌کنند. یون‌های سدیم بین نانولوله‌ها و فیلم گرافنی، از طریق الکترولیت آب دریا، در طول چرخه شارژ/دشارژ حرکت می‌کنند.
به گفته مسوولان این پروژه، این فناوری از دیگر باتری‌های مبتنی بر آب عملکرد بهتری دارد و برای استفاده نیاز به منبع خارجی ندارد. این فناوری نسبت به نوآوری‌های مشابه کارآمدتر بوده و ۴٫۲ برابر بیشتر دیگر «مولدهای انرژی مبتنی بر آب» توان خروجی دارد.
فناوری ذخیره‌سازی انرژی ظاهراً در همه اشکال و اندازه‌ها در حال پیشرفت است. باتری‌های یون سدیم برای عملکردهای بزرگ‌تر و جدی‌تر، از جمله تامین انرژی خودروهای الکتریکی در حال توسعه هستند. ابرخازن‌هایی که در لباس بافته می‌شوند می‌توانند دستگاه‌های پوشیدنی را امکان‌پذیر کنند. این نوآوری‌ها از حرکت بدن، نانولوله‌ها و حتی پرتوهای خورشیدی برای تولید انرژی کافی برای حسگرهای کوچک و واحدهای پزشکی روی بدن استفاده می‌کنند.
این اختراعات، اگر به طور گسترده مورد استفاده قرار گیرند، می‌توانند به کاهش تولید گازهای مضر و گرمایش زمین کمک کنند. سازمان جهانی بهداشت گزارش می‌دهد که نزدیک به ۹۹ درصد از جمعیت جهان هوای آلوده تنفس می‌کنند.
هیون گفت: «انتظار می‌رود این فناوری به عنوان منبع انرژی برای کارکرد حسگرها و دستگاه‌ها در محیط‌هایی که نظارت بر عوامل محیطی (مانند دما، اکسیژن محلول، نیتروژن معدنی در اقیانوس) مورد نیاز است، استفاده شود.»
ساخت سازه‌های مقاوم و سبک با پانل‌های نانو کامپوزیتی
یکی از شرکت‌های مستقر در کارخانه نوآوری و صنایع خلاق استان البرز با بهره‌گیری از نانو ذرات پانل‌های بتنی را به تولید رساند که ضمن سبک سازی و افزایش استحکام سازه به زیبایی آن نیز می‌افزاید.
این شرکت مهندسی، پنل‌های بتن سبک نانو کامپوزیتی تولید می‌کند که از آن ها می‌توان برای ایجاد سازه‌های سبک و مقاوم استفاده کرد ضمن آنکه به طراحی بهتر سازه‌ها کمک شایانی می‌کنند.
این بتن‌های حاوی نانوذرات، ویژگی‌های مکانیکی و فیزیکی به مراتب برتری نسبت به محصولات موجود در بازار داشته و عملکرد سازه‌ها را بهبود می‌بخشند. همچنین از سازه‌های نوین ال‌اس‌اف به عنوان ستون و تیر استفاده شده است که ضمن سبکی و انعطاف‌پذیری بالا، اجازه طراحی‌های خلاقانه‌تری را به مهندسان می‌دهد. با ترکیب این دو فناوری، مزایایی همچون سبکی بسیار بالا، مقاومت و استحکام عالی، دوام و طول عمر بیشتر بخشی در ساختمان‌ها مشاهده می‌شود. پنل‌ها و بتن‌های تزریق شده بین دیوارهای سازه با داشتن وزنی بسیار پایین، از مقاومت فشاری و خمشی بیشتری برخوردار هستند، عایق‌بندی صوتی و حرارتی عالی، مقاومت بالا در برابر حریق، طول عمر بیشتر و البته زیبایی و جلوه بصری بسیار مطلوب، از دیگر ویژگی‌های بارز این محصول محسوب می‌شود.
امکان تولید با طرح‌ها و الگوهای متنوع جهت ایجاد نماهای خلاقانه، سهولت نصب و اجرا با صرفه‌جویی قابل‌توجه در زمان ساخت، سازگاری کامل با محیط‌زیست با بهره‌گیری از مواد پایدار و غیرسمی، ارتقای سطح ایمنی و مقاوم‌سازی بنا در برابر زلزله و سوانح طبیعی بخش دیگری از مزیت‌های این محصول است.
ما دمای ماه را کاهش دادیم!
یک مطالعه جدید که توسط محققان هندی انجام شده است یک پیامد غیرمنتظره از قرنطینه دوران همه‌گیری کووید — ۱۹(COVID — 19) را نشان داده است و آن کاهش قابل توجه دمای سطح ماه است. در طول قرنطینه جهانی سال ۲۰۲۰، دمای ماه در شب هشت تا ۱۰ کلوین کاهش یافت که نشان دهنده ارتباط شگفت‌انگیز بین تغییرات جوی زمین و همسایه آسمانی ما است.
با تجزیه و تحلیل داده‌های مدارگرد شناسایی ماه ناسا، محققان دریافتند که کاهش دما همزمان با کاهش شدید فعالیت‌های انسانی در زمین رخ داده است. به نظر می‌رسد کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای و هواپخش‌ها در طول قرنطینه، تشعشعات ساطع شده از زمین را تغییر داده و منجر به یک اثر خنک‌کننده در ماه شده است.
به نقل از ان‌دی‌تی‌وی، با از سرگیری فعالیت‌های انسانی پس از قرنطینه، دمای ماه افزایش یافت و این نشان می‌دهد که اقدامات ما ممکن است بر محیط‌های فراتر از زمین تأثیر بگذارد. محققان داده‌های دمای سطح ماه را از شش مکان بین سال‌های ۲۰۱۷ و ۲۰۲۳ تجزیه و تحلیل کردند.
این تحقیق نشان می‌دهد که کاهش فعالیت‌های انسانی در طول قرنطینه کووید — ۱۹ بر دمای ماه تأثیر گذاشته و ارتباط متقابل زمین و همسایه آسمانی ما را نشان می‌دهد. این یک نگرش تازه در مورد تاثیرات کیهانی گسترده‌تر فعالیت جهانی انسان ارائه می‌دهد. در حالی که یافته‌ها شواهد قوی ارائه می‌دهند، داده‌های بیشتری برای درک کامل دینامیک زمین — ماه مورد نیاز است. تلسکوپ‌های فضایی ماه در آینده می‌توانند برای پیشرفت درک ما از چگونگی تاثیر اعمال انسان بر کیهان مهم باشند.
کشف فواره‌هایی که راه شیری در مقابل آن ها یک نقطه است!
ستاره‌شناسان بزرگترین فواره‌هایی که تاکنون دیده شده‌اند را با طول ۲۳ میلیون سال نوری شناسایی کرده‌اند؛ فواره‌های عظیمی که کهکشان راه شیری در مقابل آن ها مانند یک نقطه کوچک است.
ستاره‌شناسان بزرگترین فواره‌های دوقلویی را که تاکنون از یک سیاه‌چاله فوران کرده‌اند، مشاهده کرده‌اند.
این فواره‌ها حدود ۲۳ میلیون سال نوری امتداد دارند که بسیار فراتر از محدودیت‌های کهکشان میزبان خود و به اندازه ۱۴۰ کهکشان راه شیری است.
این فواره‌ها از یک سیاه‌چاله کلان‌جرم(ابرسیاه‌چاله) در قلب کهکشانی در فاصله ۷.۵ میلیارد سال نوری از ما فوران کرده‌اند، به این معنی که آن ها در زمانی دیده می‌شوند که کیهان ۱۳.۸ میلیارد ساله کنونی تنها ۶.۳ میلیارد سال سن داشته است.
فواره‌هایی که از بالا و پایین این ابرسیاه‌چاله فوران می‌کنند، تریلیون‌ها برابر بیشتر از خورشید ما در هر ثانیه انرژی تولید می‌کنند.
یکی از اعضای تیم پژوهش به نام مارتین هاردکسل(Martin Hardcastle) از دانشگاه هرتفوردشایر، گفت: ما از مدت‌ها قبل در مورد این ساختارها که توسط فواره‌های ابرسیاه‌چاله‌ها در مرکز کهکشان‌ها ساخته شده‌اند، می‌دانیم، اما این ساختار خاص به سه دلیل برجسته است؛ اول این که این فواره‌ها با بیش از ۲۰ میلیون سال نوری طول، بزرگترین فواره‌ها تاکنون هستند، به این معنی که از مرکز کهکشان میزبان خود به فضای خالی بین کهکشان‌ها و گروه‌های کهکشانی می‌روند.
وی افزود: دوم این که آن ها یکی از قدرتمندترین فواره‌ها با سرعت فوق‌العاده‌ای از ریزش ماده به سیاه‌چاله هستند که ما در مورد آن می‌دانیم و در نهایت، زمانی که جهان تنها نیمی از سن کنونی خود را داشته است، پیدا شده‌اند و تصور می‌شود که یک مکان بسیار خشن‌تر با اتفاقات بسیار بیشتر که می‌توانسته این فواره‌ها را مختل کند، بوده است.
محققان به این فواره‌های غول‌پیکر نامی اسطوره‌ای و مناسب داده‌اند. تیمی که این ابرساختار را کشف کرده است، به آن ها لقب «پورفیریون»(Porphyrion) داده‌اند که به فرزندان غول‌پیکر یکی از خدایان در داستان‌های اساطیری یونان اشاره دارد.
پورفیریون بزرگترین غول‌ها در کنار آلسیونئوس بود که نام آن نیز به مجموعه بعدی بزرگترین فواره‌های سیاه‌چاله‌ای که در سال ۲۰۲۲ توسط همین تیم کشف شد و معادل ۱۰۰ کهکشان راه شیری را در بر می‌گرفت، داده شده است.
کشف چنین فواره‌های سیاه‌چاله‌ای بزرگ که در مقاله‌ای در مجله Nature منتشر شده است، به محققان نشان می‌دهد که چنین جریان‌هایی ممکن است بیشتر از آنچه قبلاً تصور می‌شد، بر تکامل کهکشان‌ها در کیهان اولیه تأثیر داشته باشند.
جورج جورگوسکی(George Djorgovski)، استاد نجوم و علوم داده در مؤسسه فناوری کالیفرنیا (Caltech) و عضو این تیم تحقیق، گفت: ستاره‌شناسان بر این باورند که کهکشان‌ها و سیاه‌چاله‌های مرکزی آن ها با هم تکامل می‌یابند و یکی از جنبه‌های کلیدی این است که فواره‌ها می‌توانند مقادیر عظیمی از انرژی را پخش کنند که بر رشد کهکشان‌های میزبان و دیگر کهکشان‌های نزدیک آن ها تأثیر می‌گذارد. وی افزود: این کشف نشان می‌دهد که تأثیرات آن ها می‌تواند بسیار فراتر از آنچه ما فکر می‌کردیم، گسترش یابد.
هاردکسل و همکارانش، پورفیریون را با استفاده از تلسکوپ رادیویی آرایه فرکانس پایین(LOFAR) کشف کردند. این ابزار اروپایی در حال انجام یک بررسی آسمانی است که تاکنون مجموعه وسیعی از بیش از ۱۰ هزار مورد از این ابرساختارهای ضعیف را نشان داده است. این عددی است که ستاره‌شناسان را شوکه کرده است، زیرا اگرچه صدها مورد از این سامانه‌های فواره‌ای بزرگ قبل از رصدهای LOFAR کشف شده بودند، اما ستاره‌شناسان آن ها را نسبتاً نادر می‌دانستند.
هاردکسل می‌گوید: فواره‌های غول‌پیکر قبلا شناخته شده بودند، اما ما نمی‌دانستیم که تعداد آن ها تا این حد زیاد باشد. معمولاً هنگامی که ما یک قابلیت رصدی جدید به دست می‌آوریم، چیز جدیدی پیدا می‌کنیم، اما هنوز هم دیدن بسیاری از این اجرام بسیار هیجان‌انگیز است.
