پژوهشگران دانشگاه تربیت مدرس و دانشگاه امام حسین موفق به طراحی و ساخت نوعی ماده نانوساختار پیشرفته برای استفاده در سامانههای هیبریدی باتری ـ ابرخازن شدهاند؛ سامانهای که میتواند همزمان توان بالا، شارژ سریع و پایداری طولانیمدت را فراهم کند. در این پژوهش، محققان با رشد همزمان دیسولفید تنگستن ـ مولیبدن روی نانولولههای کربنی چنددیواره اصلاحشده با سلنیوم، الکترودی سهبعدی با عملکرد الکتروشیمیایی چشمگیر تولید کردهاند. این ساختار نانویی توانسته ظرفیت ویژه بالا، پایداری چرخهای مناسب و چگالی انرژی قابل توجهی ایجاد کند؛ ویژگیهایی که برای توسعه تجهیزات ذخیرهسازی انرژی نسل آینده اهمیت بالایی دارند. بشر حالا به مرحلهای رسیده که حتی باتری هم دیگر کافی نیست؛ باید چیزی بسازد که هم باتری باشد، هم ابرخازن، هم سریع شارژ شود، هم عمر طولانی داشته باشد. طبیعت احتمالاً از گوشهای نشسته و به این حجم از توقعات خیره شده است.
گرافن دوباره شگفتی آفرید؛ ترکیبی که گرما را ۱۰ برابر بهتر منتقل میکند
پژوهشگران چینی موفق شدهاند نوعی کامپوزیت گرافنی بسازند که هم استحکام مکانیکی بالایی دارد و هم گرما را با سرعتی بسیار بیشتر از مواد رایج منتقل میکند. در این روش جدید، بهجای استفاده زیاد از پلیمر، تنها مقدار کمی رزین در نقاط ضعف ساختار گرافن تزریق شده است. این دستاورد میتواند در خنکسازی تجهیزات الکترونیکی پرقدرت، زرههای حرارتی و فناوریهای پیشرفته آینده کاربرد گستردهای داشته باشد.
معمای رفتار گرافن حل شد؛ آبدوست نبود، فقط دانشمندان را فریب داده بود!
دانشمندان با کمک شبیهسازیهای مبتنی بر یادگیری ماشین ثابت کردند گرافن ذاتاً مادهای آبگریز است، نه آبدوست. آنچه در آزمایشهای قبلی باعث سردرگمی پژوهشگران شده بود، در واقع لایههای پنهان آب زیر گرافن بوده است. این کشف میتواند در توسعه فناوریهایی مانند نمکزدایی آب، پیلهای سوختی هیدروژنی و تجهیزات نانوالکترونیکی تحول ایجاد کند.
افزایش خیره کننده سرعت تحقیقات با هوش مصنوعی: کشف نانومواد در ۱۲ ساعت
دکتر میلاد ابوالحسنی و همکارانش با کمک هوش مصنوعی توانسته در مدت تنها ۱۲ ساعت، مواد نانویی پیشرفته و ایمنتر را کشف کنند. این فناوری فرآیندهای طولانی و پیچیده علمی را بهشدت کوتاه کرده و دقت آنها را افزایش میدهد.
دستیابی به کامپیوترهای DNA قابلاستفاده مجدد، با قابلیت پردازش و ذخیرهسازی حافظه در مقیاس مولکولی
تیمی از دانشمندان در مؤسسه پیشرفته علوم و فناوری کره (KAIST) موفق به ساخت یک مدار مولکولی مبتنی بر DNA شدهاند که قابلیت محاسبه، ذخیرهسازی نتایج و پذیرش ورودیهای جدید را بدون نیاز به بازنشانی دارد. این سیستم انقلابی، که در مقیاسی بسیار کوچکتر از ترانزیستورهای ۲ نانومتری رایج در صنعت نیمههادی عمل میکند، مرزهای جدیدی را در ساخت تراشههای مولکولی و محاسبات زیستی گشوده است.
گرافن در خدمت آب پاک؛ بررسی سازوکارهای تولید بخار خورشیدی
در پی افزایش بحران جهانی آب و نیاز به فناوریهای پایدار برای تأمین منابع آب شیرین، استفاده از انرژی خورشیدی در فرایندهای تبخیر و شیرینسازی مورد توجه گسترده قرار گرفته است. در همین راستا، پژوهشگران دانشگاه تربیت مدرس و دانشگاه حکیم سبزواری در یک مطالعه مروری، به بررسی نقش مواد نانوساختار مبتنی بر گرافن در بهبود عملکرد سامانههای تولید بخار خورشیدی پرداختهاند. این مواد بهدلیل توانایی بالا در جذب نور و تبدیل آن به گرما، گزینهای مناسب برای افزایش بازدهی این فرایندها محسوب میشوند. در این پژوهش، علاوه بر تشریح سازوکارهای کلیدی، به چالشهایی مانند هزینه تولید، پایداری ساختاری و مدیریت نمک نیز پرداخته شده است. نتایج این مطالعه میتواند به توسعه راهکارهای نوین و کارآمد در حوزه تصفیه و شیرینسازی آب کمک کند.
مگنو-باتها (Magno-bots): رباتهای میکروسکوپی با قابلیت کنترل مغناطیسی
محققان موفق به ساخت «مگنو-باتها» شدهاند؛ رباتهای نرم و میکروسکوپی که با استفاده از یک آهنربای خارجی و از راه دور، میتوانند حرکات پیچیده و دقیقی انجام دهند. این رباتها که در ابعاد کمتر از یک میلیمتر ساخته شدهاند، پتانسیل بالایی در کاربردهای پزشکی، مانند جراحیهای کمتهاجمی، نمونهبرداری (بیوپسی) و انتقال دارو در بدن دارند.
دانشگاه صنعتی شاهرود: طراحی مواد نانویی جدید برای صنعت مبلمان و ساختمان
با گسترش روزافزون خانههای هوشمند و افزایش استفاده از تجهیزات الکترونیکی در محیطهای خانگی، نیاز به مواد پیشرفتهای که بتوانند همزمان ایمنی، کارایی و پایداری زیستمحیطی را تأمین کنند، بیش از گذشته احساس میشود. در همین راستا، پژوهشگران دانشگاه صنعتی شاهرود با همکاری دانشگاههای بینالمللی، موفق به توسعه نوعی بیوکامپوزیت چوبی شدهاند که با بهرهگیری از نانولولههای کربنی و لیگنین طبیعی، ویژگیهایی فراتر از مواد متداول ارائه میدهد. این ماده جدید نهتنها دارای رسانایی حرارتی و الکتریکی بهبودیافته است، بلکه بهدلیل ساختار مهندسیشده خود، میتواند در کاهش مصرف انرژی و افزایش ایمنی در محیطهای داخلی نقش مؤثری ایفا کند. چنین دستاوردی را میتوان گامی مهم در جهت جایگزینی مواد نفتپایه با گزینههای پایدار و کارآمد دانست.
مسیرهای نانویی برای پاکسازی آب؛ نوآوری مشترک پژوهشگران ایرانی و چینی
در شرایطی که آلودگی منابع آبی به یکی از دغدغههای جدی جهانی تبدیل شده، پژوهشگران دانشگاه علوم پزشکی البرز با همکاری مراکز علمی بینالمللی، رویکردی نوین برای ارتقای کارایی فرایندهای تصفیه آب ارائه کردهاند. آنها با طراحی یک کاتالیست نانوساختار مبتنی بر چارچوبهای آلی-فلزی، موفق شدهاند محدودیتهای رایج در سامانههای فنتونمانند را تا حد زیادی برطرف کنند. این کاتالیست با بهرهگیری از سایتهای فعال دوگانه، امکان فعالسازی همزمان مسیرهای رادیکالی و غیررادیکالی را فراهم میکند و در نتیجه، عملکرد بهتری در حذف آلایندههای مقاوم از خود نشان میدهد. نتایج این پژوهش نشان میدهد که استفاده از طراحیهای دقیق در مقیاس نانو، میتواند به توسعه فناوریهای پایدار، کمهزینه و کارآمد برای تصفیه آب منجر شود؛ موضوعی که در شرایط بحران منابع آب، اهمیتی دوچندان دارد.
غشاهای نانویی جدید برای تصفیه آب؛ ترکیب MOF و PVC به کمک محیطزیست آمد
پژوهشگران دانشگاه دامغان با همکاری محققانی از چین با بهرهگیری از فناوری نانو و مهندسی غشا، موفق به توسعه نوعی غشای اولترافیلتراسیون شدهاند که میتواند همزمان آلایندههای شیمیایی و میکروبی را از آب حذف کند. این غشاهای نوین که بر پایه پلیوینیل کلراید و با استفاده از نانوساختارهای فلزی-آلی اصلاحشده با گروههای آمینی طراحی شدهاند، عملکرد بهتری نسبت به نمونههای متداول از خود نشان دادهاند. افزایش چشمگیر تخلخل، بهبود آبدوستی و ارتقای شار عبوری آب از جمله ویژگیهای کلیدی این فناوری است. علاوه بر این، غشاهای جدید توانستهاند در حذف ترکیباتی مانند اسید هیومیک و رنگهای صنعتی عملکرد قابلقبولی داشته باشند و همزمان خاصیت ضدباکتریایی نیز ارائه دهند. این دستاورد میتواند گامی مؤثر در توسعه سامانههای تصفیه آب کارآمد، کمهزینه و پایدار بهشمار رود.