الکترولیت باتری ساخته شده با ترکیبات کرم پوست ، باتری های لیتیوم یون پایدار و غیر قابل اشتعال را ایجاد می کند

یک تیم تحقیقاتی به سرپرستی پروفسور یی چون چ LU از دانشکده مهندسی دانشگاه چین در هنگ کنگ (CUHK) با معرفی یک الکترولیت جدید به لیتیوم یون (یون لیتیوم) ، گام مهمی در جهت بهبود باتری های پر انرژی برداشته است ( لیتیوم یون) باتری. این الکترولیت معمولاً در کرم پوست مورد استفاده قرار می گیرد. ارزان ، قابل اشتعال ، کمتر سمی است و سازگار با محیط زیست است ، اما می تواند ولتاژ پایداری برای استفاده مشترک ایجاد کند. این موفقیت به تازگی در Nature Material منتشر شده است .

تبدیل باتری لیتیوم یون: از آلی قابل اشتعال به آب

در دستگاه های الکترونیکی و وسایل جانبی مانند تلفن های همراه و لپ تاپ هایی که زندگی روزمره ما را در بسیاری از موارد بهبود بخشیده است ، همیشه می توانید یک باتری Li-ion پیدا کنید. در نتیجه ویژگی های قابل شارژ و بازده انرژی پایدار ، آنها به قلب این الکترونیک تبدیل شده اند. با وجود سالها تحقیق ، باتری های لیتیوم یون هنوز به شدت به الکترولیتهای آلی سمی و قابل اشتعال برای تولید نیرو متکی هستند و خطرات جدی ایمنی حل نشده است. انفجار گوشی های هوشمند سامسونگ و باتری های موجود در هواپیمای جدید Boeing در آتش سوزی فقط چند نمونه است. این حوادث حاکی از آن است که هنوز از باتری های Li-ion اطمینان حاصل نشده است.

در مقابل ، باتری های آب لیتیوم یون قابل اشتعال نیستند و به دلیل الکترولیت مستقر در آب ، خطرات قابل توجهی از انفجار ندارند. با این حال ، باتری های آب لیتیوم یون به دلیل ولتاژ کم سلول باتری محدود شده توسط پایداری آب از مشکلات چگالی انرژی رنج می برند. هنگامی که ولتاژ بالای 1.23 ولت باشد ، الکترولیز ایجاد می کند و آب را به هیدروژن و اکسیژن تجزیه می کند ، عملکرد باتری و خروجی ولتاژ را بی ثبات می کند. رویکردهای موجود برای افزایش ولتاژ سلولی باتری های آبی اغلب شامل استفاده از مقادیر زیادی نمک لیتیوم یون گران و سمی برای تثبیت مولکول های آب است که این مسئله باعث افزایش هزینه ، سمیت و پایداری محیط زیست می شود.

ماده تشکیل دهنده کرم پوست به تثبیت الکترولیت آبی کمک می کند

تیم Prof. LU با تکیه بر تحقیقات قبلی خود در مورد باتری های آب لیتیوم آبی ، "شلوغی مولکولی" را به یک الکترولیت آبی رمان جدید معرفی کردند تا نمک های لیتیوم یون را به عنوان عامل اصلی تثبیت جایگزین کنند.

"جمع شدن مولکولی" یک پدیده شایع در سلولهای زنده است و این واقعیت را توصیف می کند که وقتی ماکرومولکول ها (پروتئین ها ، قندهای پیچیده ، پلی ساکاریدها و غیره) یا مولکول های کوچک آبگریز (متابولیت ها ، اسمولیت ها) به طور قابل ملاحظه ای تغییر می یابند. سطح غلظت. به عنوان یک نتیجه از محیط های شلوغ ، به دلیل تغییر در ساختار پیوند هیدروژن در آب ، فعالیت حلال آب کاهش می یابد.

تیم پروفسور LU تصمیم گرفت از پلی (اتیلن گلیکول) یا PEG برای تکثیر "تراکم مولکولی" در الکترولیت استفاده کند. PEG یک پلیمر محلول در آب است که می تواند به راحتی در باتری های آبی وارد شود. همچنین اساس بسیاری از کرم های پوستی و روان کننده های شخصی است و حتی در خمیردندان ها و به عنوان ماده ضد کف در مواد غذایی و نوشیدنی ها نیز مورد استفاده قرار می گیرد.

این تیم با استفاده از این ماده تثبیت کننده جدید ، یک کاتد LiMn2O4 و یک آند Li4Ti5O12 ، با موفقیت با استفاده از این الکترولیت جدید ، پنجره پایداری الکترولیت آبی را به 3.2 ولت گسترش داده و عملکرد باتری پایدار را برای ارائه چگالی انرژی بالا 75-100Wh در هر کیلوگرم بیش از 300 چرخه نشان داد. ؛ ولتاژ عملیاتی را می توان با پوشش ژل به بیش از 4.0 ولت افزایش داد. واکنشهای جانبی متداول در باتری های Li-on آبی (واکنشهای تکامل هیدروژن / اکسیژن) از بین می روند. آزمایش قابلیت اشتعال برای اثبات ویژگی های ضد آتش الکترولیت رمان ، به طور قابل توجهی ایمنی باتری های لیتیوم یون را بهبود بخشید.

پروفسور LU گفت: "این الکترولیت استفاده از بسیاری از الکترودها را که در الکترولیتهای آبی معمولی قابل استفاده نیستند امکان پذیر می سازد. مهمتر از همه ، این یافته تحقیق بستر جدیدی را برای طراحی یک الکترولیت آبی با پنجره ولتاژ بزرگ و پایداری بالا برای ایمن فراهم می آورد. ، ذخیره انرژی کم هزینه و سازگار با محیط زیست. "

http://hindibookmark.com/story7419864/پمپ-وکیوم

دستگاه های پاپ آپ کوچک ، حتی بدون فشار شدید ، بی امان کار می کنند

دستگاه های مینیاتوری ، به ویژه وسایلی که از سطوح 2 بعدی مانند کارت تبریک های بازشو بیرون می آیند ، به دلیل توانایی در کشش ، فشرده سازی یا پیچ خوردگی ، یکپارچه شده اند تا به فناوری های سنجش فشار و برداشت انرژی بیایند. با وجود توانایی های تحمل آمیز آنها ، هنوز مشخص نیست که آیا استرس جسمی مکرر می تواند به کار این وسایل مینیاتوری آسیب برساند ، بخصوص اگر نقصی در ساخت آنها وجود داشته باشد.

محققان دانشگاه A&M تگزاس با استفاده از ساختارهای سنجش فشار کوچک که به شکل جداول شکل گرفته اند ، دریافته اند که فشارهای مکرر روی سطح صاف میزها باعث نمی شوند که ساختارها حتی اگر نیروهای فشاری بسیار شدید هستند از هم جدا شوند. در عوض ، این وسایل ریز و درشت ، از جمله وسایلی که نقص جزئی دارند ، مقاومت پذیر بودند و با خم کردن پاهای خود به نسبت نیروی اعمال شده ، همچنان عملکردی دارند.

محققان گفتند که یافته های آنها ، که در شماره فوریه ژورنال ژورنال Extreme Mechanics Letters منتشر شده است ، تأثیر مستقیمی بر طول عمر فناوری هایی دارد که دستگاه های مینیاتوری را شامل می شوند ، مانند لوازم الکترونیکی پوشیدنی نرم ، سلول های خورشیدی قابل کشش و جوراب سنجش فشار.

دستگاه های مینیاتوری ، مانند سنسورهای فشار ، باید با وفاداری قدرت و تغییر در فشردگی ها را منتقل کنند. برای بسیاری از برنامه ها ، سنسورها باید بسیار کوچک باشند تا تغییرات فشار را با وضوح کافی کافی ضبط کنند. بنابراین ، دستگاه های مینیاتوری مبتنی بر تکنیک برش و کاغذ کاغذی ژاپنی Kirigami یک راه حل عالی ارائه می دهند.

با قرض گرفتن اصول کریگامی ، طرحی از دستگاه مینیاتوری ابتدا روی یک سطح 2 بعدی حک شده است. سپس ، فشار به سمت داخل از مرز طراحی باعث می شود ساختار ظاهر شود. بارهای دیگر ، چاپ 2 بعدی کشیده یا پیچ خورده است تا یک طراحی 3 بعدی پیچیده تر نشان دهد. صرف نظر از استفاده نهایی ، دستگاههای مبتنی بر کریگامی باید با تحریف مداوم در شکل خود مواجه شوند ، مهندسین پدیده به آن تغییر شکل می دهند.

دکتر آندریاس A. پلیکارپو ، استاد و رئیس گروه در بخش مهندسی مکانیک J. Mike Walker '66 گفت: "بخشی از درخواست استفاده از ساختارهای kirigami این است که آنها می توانند به طور مکرر برای مدت زمان طولانی تغییر شکل دهند." "اما هر نوع نقص در این ساختارها می تواند بر عملکرد نهایی آنها تأثیر بگذارد ، یعنی توانایی تغییر شکل مداوم آنها."

ربات آبزی SILVER2 در بستر دریا حرکت می کند

تیمی از محققان ایتالیایی از موسسه BioRobotics ، Scuola Superiore Sant'Anna و Stazione Zoologica Anton Dohrn نسخه جدید و بهبود یافته ای از Seabed Interaction Legged وسیله نقلیه خود را برای اکتشاف و تحقیق (SILVER) با SILVER2 developed تهیه کرده اند. در ساحل که فیلم می رود ، می رود. این گروه در مقاله خود که در مجله Science Robotics منتشر شده است ، ربات ، قابلیت های آن و چگونگی استفاده از آن در تلاش های تحقیق را شرح می دهد.

دو سال پیش ، همان تیم تحقیقاتی SILVER را آغاز کردند - روبیتی که می توانست مانند سگ در کنار کف دریا قدم بزند. اندکی پس از آن ، محققان یک کمک هزینه اولیه شغلی National Geographic Society دریافت کردند که به آنها اجازه می داد تا طراحی را بهبود بخشند و عملکرد بیشتری به آن بخشند. SILVER2 علاوه بر این که قادر به پیاده روی است ، اکنون می تواند در هر دو سطح گل آلود و سنگی قرار بگیرد ، حتی در صورت لزوم حرکت خود را ادامه دهد. این ربات شش پا شبیه به یک خرچنگ است که در امتداد تخت دریا ، منهای پنجه قدم می زند. با حرکت ، تعادل خود را با استفاده از یک ماژول تثبیت کننده پا در پوسته بدنه ضد آب خود حفظ می کند. این روبات همچنین دارای سیستم ناوبری است که در جلوگیری از موانع به شما کمک می کند و البته راه خود را به یک مکان مطلوب برساند. همچنین دارای سنسور فشار است، یک سیستم شناوری ، سنسورهای تماسی و یک جفت دوربین و میکروفون برای گرفتن فیلم از محیط اطراف آن.

SILVER2 قبلاً تحت شرایط مختلفی از جمله گشودن جلبک دریایی ، گل ، سنگ و شن و ماسه آزمایش شده است ، همه در جریانهای مختلف. آزمایش همچنین نشان داد که این ربات به طرز چشمگیری ساکت است و به این وسیله امکان ضبط ویدئویی از موجودات دریایی که تحت تأثیر حضور او نیستند.

ربات زیر زمینی را می توان با یک خلبان انسانی مبتنی بر قایق به کنار دریا هدایت کرد ، یا می تواند در حالت خودمختار عمل کند. در صورتی که به سادگی هنوز روی کف دریا بایستد ، می تواند تقریباً هفت ساعت هنگام پیاده روی یا به مدت 16 ساعت کار کند. محققان بر این باورند که می توان از آن برای تعامل نزدیک و در صورت لزوم با ظرافت با محیط برای مدت طولانی استفاده کرد - گسترش قابلیت های روبات های زیر آب برای بسیاری از انواع کاربردها ، از محیط زیست گرفته تا باستان شناسی.

http://bookmarkshq.com/story7404769/پمپ-وکیوم

سوری از فناوری فوق خازن با شارژ سریع رونمایی کرد

کارشناسان دانشگاه سوری معتقدند که رویای آنها برای ذخیره انرژی پاک یک قدم پس از رونمایی از فناوری خازن فوق العاده زمینی خود است که قادر به ذخیره و تأمین برق با سرعت بالا به ویژه برای کاربردهای موبایل است.

در مقاله ای که توسط مجله انرژی و محیط زیست منتشر شده است ، محققان موسسه فناوری پیشرفته سوری (ATI) فناوری جدید خود را کشف کردند که پتانسیل ایجاد انقلابی در مصرف انرژی در وسایل نقلیه برقی و کاهش اتلاف انرژی های تجدید پذیر در شبکه ملی را دارد. این تیم همچنین معتقد است که فن آوری آنها می تواند با صاف کردن ماهیت متناوب منابع انرژی ، به پیشرفت باد ، موج و انرژی خورشیدی کمک کند .

فناوری خازن فوق العاده ATI مبتنی بر ماده ای به نام Polyaniline (PANI) است که انرژی را از طریق مکانیسم معروف به "pseudocapacitance" ذخیره می کند. این ماده پلیمری ارزان قیمت رسانا بوده و می تواند به عنوان الکترود در دستگاه فوق خازنی مورد استفاده قرار گیرد. فروشگاه های الکترود با به دام انداختن یون های درون الکترود شارژ می شوند. این کار را با تبادل الکترون ها با یون انجام می دهد ، که مواد را "پرتاب می کند".

در مقاله خود ، این گروه چگونگی ساختن یک کامپوزیت سه لایه جدید با استفاده از نانولوله های کربنی ، PANI و کربن گرمابی را نشان می دهد که توانایی قابل ملاحظه ای از نرخ در چگالی انرژی بالا ، مستقل از مصرف برق را نشان می دهد.

اش استوت ، دانشمند برجسته این پروژه و دانشجوی دکترا از دانشگاه ساری ، گفت: "آینده انرژی جهانی به مصرف کنندگان و صنعت بستگی دارد که با استفاده از انرژی و تولید انرژی بیشتر و تولید خازن های فوق العاده نیز از قبل به اثبات رسیده است. از فن آوری های پیشرو برای ذخیره سازی متناوب و همچنین تحویل پرقدرت است. کار ما ، پایه ای را برای دستگاههای پرانرژی ایجاد کرده است که با قدرت بالا نیز کار می کنند ، بطور موثر دامنه برنامه های بالقوه را گسترش می دهند. "

پروفسور راوی سیلوا ، مدیر ATI در دانشگاه سورری ، گفت: "این کار بسیار بلندپروازانه و تأثیرگذار ، این پتانسیل را دارد که شیوه زندگی همه ما را تغییر دهد - و این ممکن است آنچه برای ایجاد تغییر کارآمد است لازم باشد. و شارژ سریع راه حل انرژی برداشت شده از محیط زیست. ما می بینیم که این امر در انواع صنایع تأثیر می گذارد - از کلیه فناوری های پوشیدنی گرفته تا برنامه های کاربردی اینترنت موبایل از چیزهایی که انقلاب 5G را راه اندازی می کنند. "

یک لمس نرم برای سخت افزار روباتیک

روبات ها را می توان از مواد نرم ساخت ، اما انعطاف پذیری چنین روبات ها با درج سنسورهای سفت و سخت لازم برای کنترل آنها محدود است. محققان سنسورهای تعبیه شده ای را جایگزین سنسورهای سفت و سخت ساخته اند که عملکرد مشابهی را ارائه می دهند اما به ربات انعطاف پذیری بیشتری می دهند. روبات های نرم می توانند از طراحی های سفت و سخت تر و سنتی تر سازگار و انعطاف پذیر باشند. این تیم از تکنیک های یادگیری ماشین برش برای ایجاد طراحی خود استفاده کردند.

اتوماسیون موضوعی است که اهمیت فزاینده ای دارد و هسته اصلی این مفهوم زمینه های زوج غالباً رباتیک و یادگیری ماشین است . رابطه بین یادگیری ماشین و رباتیک فقط به کنترل رفتاری روبات ها محدود نمی شود بلکه برای طراحی و عملکردهای اصلی آنها نیز مهم است. روباتی که در دنیای واقعی فعالیت می کند ، برای حرکت و انجام وظایف ، باید محیط و خود را درک کند.

اگر جهان کاملاً قابل پیش بینی باشد ، بدون نیاز به یادگیری چیزهای جدیدی در مورد محیط زیست ، یک ربات خوب حرکت می کند. اما واقعیت غیرقابل پیش بینی و در حال تغییر است ، بنابراین یادگیری ماشین به روبات ها کمک می کند تا با موقعیت های ناآشنا سازگار شوند. اگرچه این موضوع از نظر تئوریک برای همه روبات ها صادق است ، از این رو برای روبات های نرم نرم از اهمیت ویژه ای برخوردار است زیرا خصوصیات بدنی این ها از لحاظ روحی و روانی کمتر از همتایان سفت و سخت آنها قابل پیش بینی است.

دانشیار کوهی ناکاجیما از دانشکده تحصیلات تکمیلی علوم و فنون اطلاعات گفت: "مثلاً یک ربات را با عضلات مصنوعی پنوماتیک (PAM) ، سیستم های مبتنی بر مایعات و لاستیک مبتنی بر الیاف که گسترش می یابند و منقبض می شوند." "PAM ها ذاتاً دچار سر و صدای مکانیکی تصادفی و هیسترزیس می شوند ، که اساساً با گذشت زمان استرس مادی دارند. مانیتور دقیق مبتنی بر لیزر به کنترل کنترل از طریق بازخورد کمک می کند ، اما این سنسورهای سفت و سخت حرکت یک ربات را محدود می کنند ، بنابراین ما به چیز جدیدی رسیدیم."

ناکاجیما و تیمش فکر کردند اگر بتوانند یک PAM را در زمان واقعی الگوبرداری کنند ، می توانند کنترل خوبی از آن داشته باشند. با این حال ، با توجه به ماهیت در حال تغییر PAM ها ، این روش با روش های سنتی مدل سازی مکانیکی واقعی نیست. بنابراین تیم به یک روش یادگیری ماشین قدرتمند و مستقر موسوم به محاسبات مخزن روی آورد. این جایی است که اطلاعات مربوط به یک سیستم ، در این حالت PAM ، در یک زمان واقعی به یک شبکه عصبی مصنوعی ویژه منتقل می شود ، بنابراین مدل همیشه در حال تغییر است و بنابراین با محیط سازگار می شود.

ناکاجیما گفت: "ما مقاومت الکتریکی تغییرات مواد PAM را بسته به شکل آن در هنگام انقباض پیدا کردیم. بنابراین ما این داده ها را به شبکه منتقل می کنیم تا بتواند به طور دقیق از وضعیت PAM گزارش کند." "لاستیک معمولی یک عایق است ، بنابراین ما کربن را در ماده خود گنجانیده ایم تا مقاومت متفاوت آن را آسانتر بخوانیم.

به لطف این روش ، ممکن است نسل جدیدی از فناوری رباتیک نرم امکان پذیر باشد. این می تواند شامل روبات هایی باشد که با انسانها کار می کنند ، به عنوان مثال دستگاه های توانبخشی پوشیدنی یا روبات های زیست پزشکی ، زیرا تماس نرم اضافی به معنی تعامل با آنها نرم و بی خطر است.

Nakajima گفت: "مطالعه ما نشان می دهد که محاسبات مخزن می توانند علاوه بر رباتیک در کاربردها نیز استفاده شوند. برنامه های سنجش از دور که ​​نیاز به اطلاعات در زمان واقعی دارند که به صورت غیر متمرکز پردازش می شوند ، می توانند بسیار سود ببرند." "و سایر محققانی که محاسبات عصبی را بررسی می کنند - سیستم های رایانه ای هوشمند" نیز ممکن است بتوانند ایده های ما را در کار خود بگنجانند تا عملکرد سیستم های خود را بهبود بخشند. "

http://nybookmark.com/story6682602/پمپ-وکیوم

مزایای زودرس

مزایای زودرس

افراد به طور غریزی یکدیگر را از طریق صفات بدن مانند راه رفتن و صدا می شناسند. استخراج و اندازه گیری چنین ویژگی هایی به عنوان امضای بیومتریک با استفاده از روش های دید در کامپیوتر دشوار است. در سال های اخیر ، روش های بیومتریک در دستگاه های تلفن همراه ادغام شده اند تا مزایای امنیتی را نسبت به شیوه های سنتی ارائه دهند. با این حال ، چنین سیستم های تأیید هویت معمولی از کدهای الفبایی و گرافیک ها یا الگوهای مبتنی بر کلیک استفاده می کنند که به خاطر سپردن یا هک کردن آنها سخت است.

نویسندگان معتقدند که این گوش از سایر بیومتریکها ترجیح دارد زیرا این یک "بیومتریک غیرفعال" است. بر خلاف تکنیک های تشخیص چهره ، اثر آن با موی صورت و بیان احساسات به خطر نمی افتد. همچنین توزیع رنگ گوش حتی بیشتر از عنبیه یا شبکیه است. نویسندگان گفتند: "گوش از صورت کوچکتر است ، به این معنی که می توان با تصاویر با وضوح پایین کارآمدتر و سریعتر کار کرد." آنها همچنین اذعان می کنند که موهای پوشاننده گوش می تواند مشکلی ایجاد کند.

نتایج تشویق کننده

اولین تحقیق در مورد شناسایی گوش در سال 1890 انجام شد. بعداً پالایش ها گوش را به هفت ویژگی متمایز تقسیم می کنند: مارپیچ ، حلزون ، آنتیلیکس ، قاعده مارپیچ ، شکاف intertragic ، شکاف و ضد انقباض. رویکرد نویسندگان دامنه فرکانس و ویژگی های محلی را با هم ترکیب می کند. از طریق یک سری تخمین ها و استخراج ها ، ویژگی های گوش به یک ویژگی شناسایی تبدیل می شوند. نویسندگان این تحقیق را با استفاده از دو پایگاه داده تصویر و ماشین بردار پشتیبانی ، K-نزدیکترین همسایه (KNN) و طبقه بندی جنگل تصادفی ارزیابی کردند. آنها با رده بندی KNN به ترتیب با دقت 81/93 درصد و 5/92 درصد از آنها را ثبت کردند.

عملکرد روشهای تشخیص گوش قبلی که وجود دارد در تضاد با نور متفاوت ، تغییر دیدگاه و ثبت نامناسب تصویر قرار ندارد. نتایج این تحقیق پیشرفت عملکرد چشمگیری نسبت به تکنیک های فعلی نشان می دهد. نویسندگان گزارش می دهند که آنها از سرعت و استحکام روش پیشنهادی خود تشویق می شوند که می تواند کلید ساخت یک سیستم بیومتریک گوش واقعی باشد.