سرفصل‌های جدید علم در سال2010

ماشین‌های انسان‌نما: این که یک ربات از لحاظ ظاهری چقدر شبیه انسان باشد موضوع مهمی نیست؛ چون زمانی که آن را می‌شکافید، دنیای شلوغی از سیم‌ها وجود دارند که بر خلاف انتظار کمترین شباهتی با درون ما ندارد. در همین رابطه، گروهی از محققان اروپایی در نظر دارند تا این خلاء و شکاف را با ایجاد پلی تحت عنوان ماشین انسان‌نما پر کنند که قصد آن تقلید از فرم انسانی است. در این پروژه، یک کالبد استخوانی ساخته‌شده از پلیمرهای ترموپلاستیک وجود دارد که در اثر حرارت قابلیت ارتجاع و نرمش‌پذیری دارد و مکانیسم فعال‌‌کننده و محرک آن مشابه رفتار عضلات و زردپی بدن انسان عمل می‌کند. هدف از ارائه این فناوری، ساخت رباتی انسان‌نما است که واکنش و پاسخ آن با محیط به همان ترتیبی است که ما انجام می‌دهیم.

  پیل سوختی کربن محور: نسل جدیدی از پیل‌های سوختی «کربن مستقیم» آماده به چالش کشیدن همتایان سابق خود می‌باشد. پیل‌های سوختی جدید به جای متکی بودن بر هیدروژن که تولید دشواری دارد توان خود را از یک واکنش الکتروشیمیایی بین اکسیژن و خاک زغال (یا سایر منابع کربن، مثل بیومس) بیرون می‌کشند. اما مزیت شاخص آنها تولید انرژی کربن محور است که بدون نیاز به هرگونه فرآیند احتراقی، امکان بهره‌برداری از آن را با حدود 2 برابر کارایی بیشتر نسبت به یک نیروگاه برق زغال‌سنگ‌سوز فراهم می‌کند. پیش‌بینی می‌شود امسال نخستین بهره‌برداری از فناوری کربن مستقیم در کالیفرنیا و از یک نمونه اولیه 10 کیلوواتی با منبع کربن بیومسی فعال شود.

راهنمای متابولیسمی بدن: طی 5 سال گذشته، دانشمندان دانشگاه آلبرتای ادمونتون مشغول کار روی پروژه‌ای تحت عنوان سوخت و ساز‌کننده‌های انسانی بوده‌اند که در مجموع پایگاه داده‌ای مشتمل بر 8000 عنصر متابولیسمی با ماهیت طبیعی و همین طور 1450 دارو، 1900 افزودنی غذایی و 2900 ماده سمی که در آزمایش‌های خون و ادرار ظاهر می‌شوند را در بر می‌گیرد. محققان با کمک این اطلاعات می‌توانند نمایه متابولیکی یک بیمار را آنالیز کنند و به آنها اجازه می‌دهد تا از یک قطره خون یا ادرار فرد، به تمایل وی به شکلات یا احتمال رشد و توسعه نوعی بیماری تهدیدکننده حیات در بدن وی پی ببرند. در حال حاضر، این قبیل آزمایشات مستلزم تجهیزات و امکانات میلیون دلاری و غالبا نیز محدود به آزمایشگاه‌های تحقیقاتی است.

 اریگامی  DNA: دانشمندان انستیتوی فناوری کالتک چند سال بود که در زمینه چین دادن و به هم آمیختن میکروسکوپی نژادهایی از رشته DNA  به اشکال متنوع و جالب توجه کار می‌کردند؛ تا این که این تلاش‌ها در تابستان گذشته به دستاوردی بسیار مهم ختم شد: از این نژادهای چین‌خورده می‌توان برای ساخت ریزتراشه‌های رایانه‌ای فوق کوچک استفاده کرد. نتایج کار دانشمندان نشان داد به لحاظ راهبردی می‌توان اشکال چین خورده‌ای از رشته دی.ان.ای مثل مثلثی و سه گوش را به موازات گونه‌ای از قرص‌های سیلیکونی مورد استفاده در ریز تراشه‌ها مستقر کرد. این دستاورد بزگ به محققان اجازه می‌دهد تا قطعاتی از نژادهای دی.ان.ای را به عنوان نقاط مرجع و تکیه‌گاه برای اجزای ظریف تراشه‌های رایانه‌ای به کار ببرند که می‌تواند به کوچکی 6 نانومتر ساخته و پرداخته شود و در نوع خود پیشرفت و بهبود عظیمی درخصوص استاندارد فعلی 45 نانومتری این قبیل اجزاء به شمار می‌رود.

نمایشگر پیزوالکتریک: مدتها می‌شود که دانشمندان نسبت به مواد پیزوالکتریک با ماهیت طبیعی که دارای قابلیت تبدیل انرژی الکتریکی به فشار فیزیکی و بالعکس هستند شناخت پیدا کرده‌اند. اما اکنون و با بردن این خصوصیت به ساختار نمایشگرهای الکترونیکی، تولیدکنندگان تجهیزات الکترونیکی می‌توانند صفحات نمایشی با قابلیت تغییر دادن شکل یا بافت را ارائه کنند. پیش‌بینی می‌شود که طی سال 2010 این فناوری با جهشی خیره‌کننده قلب بازار محصولات الکترونیک مصرفی را هدف قرار داده و در نوع خود پتانسیل بالایی را برای نسلی از گوشی‌های تلفن همراه با صفحات مخصوص مطرح سازد که در زمان خاموش بودن به لایه محافظی سخت و به هنگام روشن شدن آن را به صفحه لمسی نرم و منعطفی بدل می‌کند.

یکپارچگی استخوانی: از این پس اندام‌های مصنوعی به عنوان بخشی از پیکره طبیعی بدن رفتار خواهند کرد و فناوری یکپارچه‌سازی استخوانی به پروتزهای بدن اجازه می‌دهد با استخوان زنده فرد بیمار متحد و هماهنگ شود. مزیت این فناوری آنجاست که سلول‌های استخوانی به جای پس زدن به تیتانیم می‌چسبند. البته این تکنیک قبلا در مقیاس کوچک برای ایمپلنت‌های دندان و صورت استفاده شده است و اکنون محققان درصدد آوردن آن به حوزه اندام‌های مصنوعی در مقیاسی کامل هستند. البته به رغم انجام موفقیت‌آمیز جراحی ایمپلنت روی حیوانات و برنامه‌ ریزی جراحی‌های بیشتر در سال 2010 برای حیوانات مقطوع‌العضو، چالش بزرگ پیش روی محققان اجرای این فناوری در اندام‌های انسانی است.

تار و پودی از نانو: جاذبه نانو لوله‌های کربنی به عنوان محصول فناورانه شاخصی که کشف آن از سال 1991 به این طرف

سر و صدای زیادی به پا کرده در استحکام (10 مرتبه قویتر از فولاد) و قابلیت‌شان برای هدایت هر دو جنبه گرما و الکتریسیته است. اما تا به امروز، موضوع تولید آنها در کمیت‌های سودمند بزرگ‌ترین و دشوارترین چالش پیش‌رو بوده است که عاقبت بروز تغییر و تحولی را نوید می‌دهد. شرکتی فعال در حوزه فناوری نانو مشغول بافندگی نانو لوله‌ها به طول رشته‌های نخ است که می‌تواند برای کاربردهای تجاری ساخته و پرداخته شوند. تحویل محموله‌ای10 کیلومتری از این نخ‌های نانویی به مشتری بزرگی همانند پنتاگون و آزمون‌های موفقیت‌آمیز ضدگلوله‌ای آن توانسته هیجان زیادی را در خصوص چشم‌انداز نسل آینده ساز و برگ زره‌پوش بدنی سربازان که هم سبک‌تر و هم نازک‌تر از مدل‌های فعلی است ایجاد کند.

ابرخازن‌ها: بزرگ‌ترین چالش پیش روی خودروهای الکتریکی، ذخیره‌سازی انرژی است. به رغم پیشرفت باتری‌ها نسبت به گذشته، اما هنوز هم گران، با سرعت شارژ کند و طول عمر نسبتا محدود هستند. راه‌حل این مشکل ممکن است در ابرخازن‌ها باشد که هر چند انرژی کمتری نسبت به باتری‌ها نگه می‌دارند (دست‌کم با فناوری موجود)، اما در عوض هیچ‌یک از معایب آنها را نیز واقعا ندارند. چند سال است که محققان برای تکمیل ابرخازن‌های خودرویی تلاش می‌کنند؛ اما جدا از طرح ابر خازن تیتانات باریومی شرکتی در تگزاس که مدعی پشت سر گذاشتن آزمون‌های جدی طرح خود هستند، شرکت خودرویی خازن موتور نیز از رونمایی خودرویی در سال 2010 خبر می‌دهد که با ابرخازن کار می‌کند.

حوریه هادی
منبع: popularmechanics