پژوهشگران دانشگاه اولستر روش ساده، کم هزینه و زیست سازگاری را برای تبدیل ورقههای گرافیت به مقادیر انبوهی از نانوورقههای گرافن یا نقاط کوانتومی یافتند. این ساختارها میتواند در فناوریهای نانوالکترونیک و تبدیل انرژی مفید باشد.
یک تیم بین المللی از کشورهای چین، انگلستان و ایرلند روشی ساده برای ساخت گرافن با کیفیت بالا ارائه کردند. همچنین آنها با این روش نقاط کوانتمی را در مقیاس صنعتی سنتز نمودند. نتایج این تحقیق در قالب مقالهای تحت عنوان Controllable selective exfoliation of high-quality graphene nanosheets and nanodots by ionic liquid assisted grinding در نشریه Chemical Communications به چاپ رسیده است.
نقاط کوانتومی جزایری از الکترونها هستند که بهعنوان واحدهای سازنده برای کنترل جریان الکترونها استفاده میشوند. نقاط کوانتومی گرافنی میتواند با برشهای متعدد روی ورقه گرافن و تبدیل آن به اجزاء بسیار ریز تولید شوند. پیش از این تلاشهایی برای تولید نقاط کوانتومی با کیفیت بالا از گرافن انجام شده بود اما روش کار بسیار پیچیده و نیازمند ادوات بسیاری نیز بوده که در نهایت محصول اندکی تولید میکرد. همچنین روشهای آبی که برای تولید گرافن استفاده میشده مستلزم اعمال اولتراسونیک شدید و محیط اسیدی قوی بوده است که این کار موجب وارد آمدن آسیبهایی به نانوبلورهای گرافن میشود.
محققان این پروژه برای حل این مشکل از ورقههای ارزانقیمت گرافیت استفاده کرده و آنها را با مقداری محلول یونی ترکیب کردند تا حالت ژل مانند ایجاد شود. اعمال محلول یونی موجب میشود تا صفحات گرافیت از هم جدا شده و در نهایت ورقههای نانومقیاس گرافن ایجاد شود. با تغییر زمان آسیاب گرافیت درون محلول یونی میتوان ابعاد ورقههای گرافن را تغییر داد. افزایش زمان آسیاب موجب میشود تا نقاط کوانتومی گرافنی با قطر 10 نانومتر و ضخامت 2 تا 5 نانومتر ایجاد کرد.
مزیت اصلی محصول بهدست آمده از این روش نسبت بهروشهای قبلی در این است که نقاط کوانتومی و ورقههای گرافن در این روش عاری از آلودگیهای حلالی بوده و کمترین غلظت اکسیژن را دارا هستند. نتایج طیف سنجی XRD ثابت میکند که گرافن تولید شده دارای همان مقدار اکسیژنی است که گرافیت اولیه داشته است. از سوی دیگر این محصولات عاری از نقص بوده بههمین دلیل برای استفاده در ادوات نانوالکترونیک مناسب است. این روش بسیار ملایم بوده و بدون نیاز به نیروهای مخرب، لایههای گرافن را از ورقه گرافیت جدا میکند.
شب گذشته، هلال باریک ماه اندکی پس از غروب خورشید بر فراز افق غربی ظاهر شد و هرچند به سختی میشد آنرا با چشم غیرمسلح تشخیص داد، اما در قاب تصویر منجمان آماتور بهوضوح ثبت شده است.
این شبها اگر پس از غروب آفتاب به افق غربی بنگرید، میتوانید سیارات پرنور ناهید و مشتری را ببینید که درخشانترین اجسام آسمان پس از غروب را تشکیل میدهند. مشتری ارتفاع بالاتری دارد و پایینتر از آن میتوانید ناهید پرنورتر را ببینید. اندکی پایینتر از ناهید میتوانید سیاره عطارد را ببینید که در ارتفاع نزدیکی از افق قرار دارد و این شبها به نزدیکی سیاره ناهید رسیده است.
در هفتههای آینده، سیارات مشتری و ناهید به یکدیگر نزدیکتر خواهند شد تا مقارنه زیبایی را در نوروز 1391 تشکیل دهند. اما در این میان، منظره هلال زیبای ماه که در این تصاویر بهخاطر نازکی بیشاز حد اندکی منقطع بهنظر میرسد، زیبایی دوچندان دارد. موقعیت ماه در ارتفاع پایین از افق و قرار گرفتن در روشنایی زرد-نارنجی رنگ نزدیک افق، مشاهده آنرا دشوار ساخته است.
در اعماق سطح آب، اقیانوس شرایط خاص خود را دارد. گردبادهای زیرآبی بر خلاف توفانهای ویرانگر زمینی، از ویژگی حیات بخشی برخوردارند و تصاویر ماهوارهای، تنها ابزار فعلی برای آشکار کردن این ویژگیهاست.
در اعماق سطح آب، اقیانوس آب و هوای خاص خود را دارد. گردابهای عظیمی مانند آنچه در عکس زیر مشاهده میکنید، نشاندهنده غوغایی است که زیر آب را به تکاپو واداشته است. این عکس که توسط ماهواره Terra ناسا در ماه دسامبر / آذرماه گرفته شده و به تازگی منتشر شده است.
به گزارش نیوساینتیست، بر خلاف توفانهای ویرانگر زمینی، این گردبادهای اقیانوسی مواد مغذی را از اعماق آب بیرون میکشد و در نواحی لمیزرع و بی حاصل اقیانوسی، غذای تودههای حیات میکروسکوپی دریایی را فراهم میکند.
گردابها معمولا از سیستم جریانهای اصلی اقیانوسی منشعب میشوند و میتوانند ماهها دوام بیاورند. این گرداب احتمالا از جریان Agulhas سرچشمه گرفته است، جریانی که در امتداد سواحل جنوبشرقی آفریقا و اطراف شاخ آفریقا حضور دارد.
در واقع، این گرداب به دلیل ویژگیهای حیاتبخش خود از فضا قابل مشاهده است. رنگ آبی روشنتر آن در مقایسه با آبهای اطراف به دلیل شکوفایی پلانکتونها در این چرخابه 150 کیلومتری است
دانشمندانی از مرکز هلمهولتز - رنتروم درسدن - روسلدورف (HZDR) بهمراه همکاران بین المللی خود مولفه مهم دیگری در راستای فهم ماده گرافنی کشف کردهاند: آنها طولعمر الکترونها در گرافن را در بازههای انرژی پایینتر تعیین کردهاند. این کشف ارتباط زیادی با توسعه آتی الکترونیک سریع و مولفههای اپتوالکترونیکی دارد.
معمولا الکترونها فقط میتوانند ترازهای انرژی ویژهای (که به آنها باندهای انرژی گفته میشود) و نه سایر انرژیها (که به آنها گپهای انرژی گفته میشود) را قبول کنند. ولی رفتار گرافن با سایر نیمهرساناها متفاوت است: باندهای انرژی بدون ظهور هیچ گپی با همدیگر تماس پیدا میکنند. گرافن به جای گسیل نور قادر به جذب تابش با انرژیهای کمتر از طیف مرئی، مانند نور فروسرخ و تراهرتز، است و همین خاصیت آن را به یک ماده عالی برای آشکارسازی تبدیل کرده است.
این پژوهشگران با کمک دستگاه لیزر الکترون آزاد (FEL) در مرکز HZDR طولعمر الکترونها در ترازهای انرژی ویژه گرافن را بررسی کردند.
برای اینکه قادر به توسعه الکترونیک سریع و مولفههای اپتوالکترونیکی براساس گرافن باشیم، باید بدانیم که الکترونها در این ترازهای انرژی ویژه دقیقا چه مدت درنگ میکنند. بررسی چنین فرآیندهایی، که در بازه پیکوثانیه رخ میدهند، نیازمند روشهای مشاهده بسیار سریع میباشد. ویژگی منحصر به فرد آزمایشهای انجام شده توسط این پژوهشگران قرار دادن نمونههای گرافنی در معرض نوری با طول موجهای بلندتر از قبل است. این کار با استفاده از پالسهای تابشی کوتاه تولیدشده بوسیلهی دستگاه لیزر الکترون آزاد (FEL) واقع در مرکز HZDR امکانپذیر شد. بنابراین این پژوهشگران قادر به مطالعه طولعمر الکترونها در نزدیکی نقطه تماس این باندهای انرژی شدند که خاصیت فیزیکی منحصر به فرد گرافن است.
FEL نمونههای گرافنی را با نوری که دارای طول موجهای مختلف در بازه فروسرخ بود، تحریک کرد. این پژوهشگران کشف کردند که انرژی ذرات نوری که الکترونها و نیز نوسانهای شبکه اتمی را تحریک میکند، میتواند طولعمر الکترونها را تحت تأثیر قرار دهد: اگر انرژی ذرات نوری بیشتر از انرژی نوسانات شبکه باشد، آنگاه الکترونها تراز انرژی ویژه خود را خیلی سریعتر تغییر خواهند داد و طولعمر کوتاهتری خواهند داشت. برعکس، اگر انرژی تحریک کمتر از انرژی نوسانات شبکه باشد، آنگاه الکترونها درنگ بیشتری در تراز انرژی ویژه خواهند داشت.
کیفیت اپتیکی و مکانیکی بالا دو مشخصه اصلی برای انتخاب یک لنز عکاسی گرید حرفه ای است. در تمامی زمینه های عکاسی، یک عکاس مهمترین عنصر تشکیل تصویر را لنز می داند و طراحان لنز نیز بایستی با توجه به این فاکتور مهم، بهترین طرح اپتیکی را در ساخت یک لنز لحاظ کنند.
از طرفی لنز دوربین عکاسی به عنوان یک وسیله ماندگار بر خلاف بدنه دوربین، می تواند سالها در خدمت یک عکاس حرفه ای باشد.
Live view یکی از آرزوهای دیرینه عکاسان حرفه ای است که خواهان دستیابی به دقیقترین حالت فوکوس روی فیلم یا سنسور بودند. در این حالت عکاس می تواند مستقیما فوکوس تصویر روی سنسور را بدون هیچ واسطی تنظیم کند. امروزه با استفاده از این ویژگی جدید بسیاری از عکاسان حرفه ای حتی لنزهای اتوفوکوس را در حالت منوآل برای دستیابی به بهترین فوکوس تنظیم می نمایند.
عکاسان حرفه ای در حوزه ورزش و خبرنگاری بایستی به لنزهای با قابلیت اتوفوکوس مجهز باشند ولی بسیاری از زمینه های دیگر مانند
ماکرو گرافی
عکاسی از مناظر و طبیعت
عکاسی صنعتی و تبلیغاتی
پرتره و کلا اکثر سوژه های استودیویی
عکاسی نجومی و …
نه تنها مکانیزم اتوفوکوس قابلیت مهمی محسوب نمی گردد، بلکه بسیاری از اساتید عکاسی برای تولید کادری خلاقانه با تفکر و تعمق بیشتر در مد دستی (Manual) به خلق تصاویر بدیع می پردازند.
مجله نشنال جغرافی این هفته نیز به معرفی زیباترین تصاویر نجومی هفته پرداخت که در میان آنها می توان به تصاویری چون کنجکاوی کیهانی، پرتاب راکت سبک وزن و آدم برفی زحل اشاره کرد.
در میان گزیده ای از زیباترین تصاویر نجومی این هفته از نگاه مجله نشنال جغرافی پرتاب راکت سبک وزن وگا، گودال کویپر و روبان آتشین اشاره کرد.
کنجکاوی کیهانی
این عکس که مجموعه ای از سحابی ها یا ابرهای بین ستاره ای گرد و غبار و گاز را در میان آسمان نشان می دهد حاصل کار یک رصدخانه خصوصی کوچک در فنلاند است.
در راس این عکس سحابی Cederblad 214 قرار گرفته که بخشی از یک توده ستاره ساز بزرگ با عنوان NGC 7822 است. در قسمت پایین، سحابی کوچکتری با عنوان Sharpless 170 دیده می شود.
پرتاب راکت سبک وزن
جدیدترین راکت سبک وزن اروپا با عنوان "وگا" از گویان فرانسه پرتاب شد. این موشک در اولین پرتاب خود 9 ماهواره را به داخل مدار حمل کرد که مهمترین آنها ماهواره ایتالیایی لارس است که ماموریت آن آزمایش تئوری نسبیت انیشتین است.
گودال کوییپر
به نظر می رسد که یک تخم مرغ نیمرو است که رنگهای آن جابجا شده است. به طوریکه ماده زرد آن به خارج پخش شده و ماده سفید آن در مرکز می درخشد. این تصویر جدید را کاوشگر مسنجر از یکی از گودالهای عطارد با عنوان "کوییپر" گرفته است.
پرتوهای رنگ زرد ثمره برخورد یک جرم آسمانی به سطح عطارد هستند که در اثر آن برخورد، این گودال ایجاد شده است. سایر رنگها احتمالا با ترکیبات شیمیایی مختلف سطح سیاره منطبق هستند.
آدم برفی زحل
این تصویر کاوشگر کاسینی قمرهای زحل را شبیه به یک آدم برفی نشان می دهد. اما درحقیقت، این اجرام، دو قمر زحل به نامهای تیتان (در پایین) و "رئا" (در بالا) هستند. تیتان، بزرگترین قمر زحل است که اتمسفری غلیظ و غنی از نیتروژن دارد که سطح آن را تاریک می کند.
نمایشی از نور در فیربنکس
این نورهای سبز در آسمان شب "فیربنکس" در آلاسکا خودنمایی می کنند. یک تیر درخشان که احتمالاً یک شهاب است از میان این نور سبز عبور می کند.
روبان آتشین
این روبان بلند از گرد و غبار سرد که "توده مولکولی ثور" نام دارد در این عکس با نور مرئی دیده می شود. این توده در فاصله 450 سال نوری از زمین قادر دارد. این تصویر را تلسکوپ "اپکس" در شیلی گرفته است.
ترک خورده!
سه ترک بزرگ روی سکوی یخی "آمری" در اقیانوس منجمد جنوبی با هم تقارن پیدا کرده اند. این تصویر را ماهواره Earth Observing-1 ناسا گرفته است. این ورقه یخی شرق قطب جنوب که به آهستگی به سوی اقیانوس در حرکت است.
به لیست کشفهای مهم نظیر نیروی گرانش و پنیسیلین این را هم اضافه کنید: دانشمندان دپارتمان انرژی در آزمایشگاه ملی لورنس در برکلی به راز این که چرا تولید نقاط کوانتومی و نانومیلهها تولیده شده آنها با مشکل کم بودن شدت تابش روبرو میشود، پی بردند. به بیانی دیگر آنها دریافتند که چگونه میتوان این مشکل را حل کرد.
یک تیم تحقیقاتی به رهبری پاول آلیویساتوس از آزمایشگاه لورنس بههمراه پراشانت جین، شیمیدان دانشگاه ایلینویز، دریافتند که چرا نانوبلورهای ساخته شده از محلولهای چند جزئی که از روش مبادله کاتیون تولید میشوند، نشر نور ضعیفی دارند. این مشکل، که آنها موفق بهحل آن شدهاند، ریشه در ناخالصیهای محصول نهایی دارد. این گروه تحقیقاتی نشان دادند که میتوان این ناخالصیها را با استفاده از گرما از بین برد.
جین میگوید با گرم کردن نانوبلورها تا 100 درجه سانتیگراد، ما توانستیم ناخالصیها را زدوده و تابش لومینسانس را تا 400 برابر افزایش دهیم. وقتی که این ناخالصیها حذف شدند، خواص اپتوالکترونیک نانوبلورها که از طریق تبادل یونی ایجاد میشود نسبت به نانوبلورهایی که از روشهای رایج ایجاد میشود بهبود مییابد. پاول آلیویساتوس میگوید با یافتههای ما، روش تبادل یونی تبدیل بهروشی میشود که میتوان با آن نانوبلورهایی با خاصیت اپتوالکتریکی بالا تهیه کرد.
جین نویسنده اول و پاول آلیویساتوس نویسنده دوم مقالهای است که تحت عنوان “Highly Luminescent Nanocrystals From Removal of Impurity Atoms Residual From Ion Exchange Synthesis در نشریه Angewandte Chemie به چاپ رسیده است. نویسندگان دیگر این مقاله براندون ببرویسک، لام کیو فانگ و مارک پولکینگ هستند.
نانومیلهها و نقاط کوانتومی نانوبلورهای نیمههادی نشر کننده نور هستند که کاربردهای وسیعی دارند. این نانوبلورها را میتوان از محلولهای حاوی ذرات معلق بهدست آورد. پاول آلیویساتوس و همکارانش روش جدیدی ارائه کردند که در آن نانوبلورها به صورت شیمیایی با استفاده از تبادل یا جایگزینی کاتیونها درون شبکه بلوری حاوی کاتیونی از نوع دیگر، بهدست میآید. با این روش میتوان انواع جدیدی از نانوبلورهای پوستهای-هستهای را که پیش از این با روشها معمولی امکان تولید آن وجود نداشت را تولید کنند. این گروه تحقیقاتی بر حسب اتفاق هنگام تست یک نمونهای که شش ماه در گوشهای مانده بود، دریافتند که تابش لومینسانس این نمونه بهبود یافته و تقریبا 7 برابر بیشتر شده است. آنها دریافتد که کاهش ناخالصی موجب این رفتار شده است، اما از آنجایی که آنها نمیخواستند برای هر نمونه شش ماه منتظر بمانند، در نتیجه روش گرمادهی را پیشنهاد کردند که با آن ناخالصها کاهش مییافت.
دانشمندان و محققان علوم فضایی برای آزمودن تجهیزات و شبیه سازی عملیات ماموریتهای فضایی از بیابانها، دره ها و دریاچه های منجمد زمینی استفاده می کنند؛ درواقع این محققان اکتشافات آینده فضایی را در مناطقی زمینی که بیشترین شباهت را به سیاره های دیگر دارند، تمرین می کنند.
ناسا باور دارد برای رفتن به فضا باید ابتدا در زمین تمرین کرد. این ایده ای است که در پس برنامه "آنالوگ زمینی" ناسا نهفته است برنامه ای که در آن انسانها، ایده ها و فناوری ها در غیر قابل سکونت ترین نقاط سیاره زمین مورد آزمایش قرار می گیرند. یافتن نقاطی زمینی که از تشابه های فیزیکی با نقاط فضایی برخوردار است کار ساده ای نیست، اما ناسا بیابانها، آتشفشانها، مناطق قطبی، دریاچه ها و اقیانوسهایی را برای آزمودن تمامی زوایای اکتشافات آینده انتخاب کرده است.
مریخ در کانادا
پروژه "مریخ هاگتون" به آزمودن تجهیزات و افرادی که خود را برای اکتشافات مریخی آماده می کنند، در مکانی راحتتر از مریخ می آزماید. جزیره "دوون" در کانادا بزرگترین جزیر غیر قابل سکونت بر روی زمین است و حفره ای به نام "هاگتون" درون آن واقع شده است. این حفره 19 کیلومتری در حدود 23 میلیون سال پیش در اثر برخورد یک شهابسنگ به وجود آمده است.
ساختار قطبی و بیابانی این منطقه، ویژگی های زمین شناختی و خواص بیولوژیکی آن دیدگاهی بی نظیر درباره تکامل احتمالی مریخ را در بر خواهد داشت، به ویژه تاریخ آب و اقلیم گذشته مریخ، تاثیر برخوردها بر روی زمین و دیگر سیاره ها و احتمالات و محدودیتهای وجود حیات در محیطهای خشن از جمله موضوعاتی هستند که در این منطقه قابل مطالعه هستند.
با وجود اینکه هیچ محیطی نمی تواند به اندازه مریخ ناخوشایند باشد و از شرایط غیر قابل تحملی مانند درجه حرارت، خشکی، فشار پایین و تشعشعات شدید کیهانی برخوردار باشد، این بیابان قطبی نزدیکترین نمونه ای است که دانشمندان برای بازسازی شرایط مریخ به آن دست پیدا کرده اند.
خانه ای در بیابان
مطالعات فناوری و تحقیقات بیابانی یا D-RATS بر روی انسان و سیستمهای روباتیک در بیابان آریزونا متمرکز شده است. خشکی و غبارآلودگی به همراه درجه حرارت بالا این منطقه را به مکانی مناسب برای آزمودن کاوشگرها و واحدهای مسکونی فضایی تبدیل کرده است که به تدریج بر روی دیگر سیاره ها برپا خواهند شد.
انجام این آزمایشها از سال 1998 آغاز شده است و سال گذشته نیز تجهیزاتی مانند تراکتور فضایی برای رانندگی بر روی سطح سیاره ها، یک سیستم کاوشگر روباتیک، محل سکونت فضانوردان، لباسهای فضایی و سیستمهای ارتباطاتی اعماق فضا مورد آزمایش قرار گرفتند.
یکی از مشهور ترین تجهیزات آزموده شده در این بیابان نقلیه اکتشاف فضایی است، خودرویی تبدیل شونده که می تواند برای پرواز آزادانه در میان فضا تغییر شکل دهد. این نقلیه دو سرنشینه بوده و در حالتی که بر روی سطح سیاره حرکت کند از 12 چرخ استفاده خواهد کرد.
زمین شناسی آتشفشان در هاوایی
هاوایی بر خلاف تصور توریستهایی که هر سال سواحل آن را در اشغال خود در می آورند، منطقه ای کاملا خشن است، به ویژه در اطراف کوهستان "مائونا کی"، آتشفشانی دورافتاده و سرد در جزیره بزرگ هاوایی که در شیب پایینی آن ناسا و شریکان بین المللی اش در حال توسعه تجهیزات اکتشافات فضایی آینده هستند. محققان در این منطقه در جستجوی شیوه هایی برای کشف، استخراج، ذخیره و بهره برداری از مواد معدنی و فلزات موجود در آب یخ زده در محیطهایی مانند ماه و یا سیاره ها هستند.
منشا حیات در دریاچه منجمد فرازمینی
ناسا به همراه سازمانهای بین المللی برای یافتن منشا حیات میکروبی در آبها به اعماق آبهای دریاچه پاویلیون در بریتیش کلمبیای کانادا رو آروده اند. زیست اخترشناسان در تلاشند کشفیات به دست آمده در این پروژه را به تحقیقات خود برای یافتن حیات در سامانه خورشیدی انطباق دهند. در این دریاچه محققان از زیردریایی DeepWorker برای شبیه سازی ماموریتهای روباتیک در سیارکهای نزدیک به زمین استفاده می کنند، در چنین ماموریتهایی شرایطی مانند تاخیرهای ارتباطاتی شبیه سازی می شوند.
عملیات نهایت اقیانوس
زندگی در اعماق اقیانوس در فلوریدا می تواند شیوه ای مناسب برای شبیه سازی شیوه زندگی در ایستگاه فضایی بین المللی باشد، دست کم ناسا اینطور فکر می کند. "آکواریس" تنها سکونتگاه و لابراتوار زیر آبی در جهان است که در عمق 5.6 کیلومتری از سواحل "کی لارگو" ساخته شده است.
ماموریتهای طولانی مدت در این لابراتوار که می توانند برای سه هفته ادامه داشته باشند به فضانوردان کمک می کنند که زندگی در یک فضاپیما و انجام ماموریتهای فضایی و راهپیمایی های فضایی را در زیر آب و در کاوشگرهایی ویژه تجربه کنند. قرار است در تابستان امسال نیز آزمایشی برای شبیه سازی یک ماموریت در سیارکها آغاز شود.
مطالعه بر روی سلفور قمرهای مشتری
فواره های سولفوری در جزیره "السمر" در شمال حفره "هاگتون" منطقه ای مناسب برای آماده سازی مطالعات زمین شناسانه بر روی قمرهای مشتری است. انجمن سیاره شناسی آمریکا بودجه پروژه مطالعاتی را در این منطقه تامین کرده اند تا درباره ویژگی های زیستی، زمینی و شیمیایی این فواره ها اطلاعاتی به دست بیاورند. این پدیده بر روی زمین نیز بی نظیر است، آب روی زمین و یا لایه های یخی جاری شده و یا درون آنها نفوذ می کند و سولفور، گچ و کلسیت از آب به بیرون تراوش می کنند.
بر اساس گزارش پاپ ساینس، در همین زمان گاز سولفید هیدروژن در هوا منتشر می شود. رسوبات تراوش شده بر روی لایه های یخی و زمین رنگ داده و نشانه های زمینی مشهوری از خود به جا می گذارند. شیمی غیرعادی این پدیده در ترکیب با محیط فوق سرد و خشک، این فواره ها را به نمونه ای آزمایشی مناسبی برای مطالعه بر مناطق گرمابی در زیر لایه های یخی مریخ و قمر اروپا تبدیل کرده است.
انرژی پایان ناپذیر خورشید تا سال 2050 به یکی از منابع تامین انرژی دنیا تبدیل خواهد شد از این رو محققان کشور نیز اولین ساختمان خورشیدی مجهز به لامپهای خورشیدی، ایستگاه اکسیژن و سیستمهای گرمایشی و سرمایشی ویژه را ساخته اند.
بحران جهانی انرژی، محدودیت سوختهای فسیلی، افزایش گازهای گلخانه ای و گرمای جهانی موجب شده است که استفاده از انرژیهای تجدیدپذیر به ویژه انرژی خورشید نه تنها در نیروگاههای بزرگ برای مصارف عمومی، بلکه در خانه ها برای استفاده شخصی نیز رواج یابد.
سلول خورشیدی از ویفر سیلیکون ساخته شده است و هر سلول برای فراهم کردن توان لازم دستگاه های کوچکتر مانند ماشین حساب به کار می روند. از این رو محققان با آرایه هایی از سلولهای خورشیدی توانسته اند انرژی مورد نیاز ماهواره های مدارگرد، کاوشگرهای فضایی و ساختمانهای مخابراتی را تامین کنند.
سلولهای خورشیدی به دلیل کاهش مصرف سوختهای فسیلی از منابع مهم تامین انرژی تا سال 2050 خواهد بود. از این رو محققان کشور با تولید سلولهای خورشیدی و سایر سیستم های مورد نیاز اولین ساختمان خورشیدی کشور را احداث کردند که در حال حاضر از آن بهره برداری می شود. این سازه ها به جای اینکه مرکز هزینه برای سوختهای فسیلی باشند، مرکزی برای تامین انرژی به شمار می آیند.
دکتر داوود فدایی - عضو هیئت علمی دانشگاه صنعتی امیرکبیر و مجری طرح در گفتگو با خبرنگار مهر درباره این موفقت علمی گفت: در دنیا ساختمانها به گونه ای بنا می شوند که حداقل مصرف انرژی را داشته باشند و امروزه با توجه خاص به جنبه های روان شناسی سازه ها، ساختمانهای سبز را معرفی کردند.
وی با اشاره به میزان اتلاف سوخت فسیلی در نیروگاه های متمرکز برق در ایران افزود: در حال حاضر راندمان نیروگاه های متمرکز تامین برق در ایران 30 تا 45 درصد است به این معنا که حدود 65 تا 70 درصد انرژی سوخت فسیلی در این نیروگاه ها به هدر می رود.
فدایی با اشاره به میزان اتلاف برق در شبکه های توزیع، اضافه کرد: برق تولید شده با سوختهای فسیلی که طریق سیستم های توزیع می شود به میزان 18 تا 24 ساعت تلف می شود.
مجری طرح با تاکید بر اینکه در ساختمان احداث شده سعی شده تا به جای ساخت سازه هایی که مرکز هزینه انرژی هستند، ساختمانهایی برای منبع تامین انرژی طراحی شود، ادامه داد: از این رو در طراحی این ساختمان استفاده از نور به صورت موضعی، گرم کردن و سرد کردن ساختمان به صورت موضعی و تغییر رفتار مصرف کننده از جمله عناصر مهم در طراحی این ساختمان بوده است.
عضو هیئت علمی دانشگاه صنعتی امیرکبیر با تاکید بر اینکه کلیه انرژیهای روشنایی و سرمایش و گرمایش این سازه از طریق انرژی تجدید پذیر خورشیدی تامین می شود، اضافه کرد: هدف این پروژه به حداقل رساندن انرژی در ساختمان است از این رو برای روشنایی و دریافت حداکثر نور خورشید از پنجره های بزرگ استفاده شده است.
رئیس انجمن صنایع خورشیدی ایران یادآور شد: کمبود نور داخل ساختمان با یک لامپ LED هفت وات برای مطالعه و 12 وات برای کل اتاق برطرف می شود.
لامپهای LED هفت وات که با استفاده از باتریهای خورشیدی برق مورد نیاز برای مطالعه را فراهم می کند
فدایی به تامین سرمایش و گرمایش این ساختمان اشاره کرد و توضیح داد: از آنجایی که در این ساختمان از شیشه های دو جداره بزرگ برای دریافت نور خورشید استفاده می شود، اشعه UV به داخل ساختمان وارد می شود که این امر باعث گرم شدن فضا می شود که برای این امر بر روی پنجره ها فیلترهایی استفاده شد که 99.9 درصد مانع ورود اشعه UV به داخل می شود.
وی به بیان تامین گرما در فصول سرد سال پرداخت و اضافه کرد: در حال حاضر از عایق های 4 سانتیمتری حاوی گازهای بنزن استفاده می شود که برای سلامت انسان مفید نیستند از این رو در این پروژه از نانو عایق های تولید شده که از سوی محققان کشور تولید شده است و برای سلامت ساکنان ساختمان مضر نیست.
فدایی تامین آبگرم با استفاده از آبگرمکن های خورشیدی را از بخشهای دیگر این ساختمان نام برد و گفت: این آبگرمکن قادر است در مدت زمان 5 ساعت 200 لیتر آب گرم ساختمان را تامین کند.
آبگرمکن خورشیدی که در روزهای سرد زمستان آب گرم با دمای 60 درجه را تامین می کند
آفتاب بر روی لوله های دو جداره برخورد می کند و آب گرم در منبع 200 لیتری بالای لوله ها ذخیره می شود
عضو هیئت علمی دانشگاه صنعتی امیرکبیر با تاکید بر اینکه در این ساختمان از گیاهان برای تامین رطوبت مورد نیاز در ساختمانها استفاده شد، افزود: در این ساختمان دو سری گل "رز" رونده به همراه پیچک "امین الدوله" کاشته شد. تنفس گیاه همانند کولرهای آبی تولید رطوبت در محیط می کند.
استفاده از گیاهان برای تولید رطوبت مورد نیاز در ساختمان
وی با بیان اینکه کار گیاه گرفتن دی اکسید و تبدیل آن به اکسیژن است، خاطر نشان کرد: زمانی که در محلی اکسیژن زیاد باشد انسان احساس خستگی نمی کند که با کاشت این گیاهان ایستگاه اکسیژن در ساختمان ایجاد می شود.
ابداع روشی برای گرم کردن استخرها
فدایی ارائه سیستمی برای گرم کردن استخرهای روباز را از دیگر دستاوردهای این پروژه تحقیقاتی عنوان کرد و گفت: در این سیستم از شلنگ هایی با عنوان EPDM استفاده شد که با استفاده از انرژی خورشید می تواند آب را برای پارکهای آبی و استخرها تامین کند.
شلنگ EPDM برای گرم کردن آب استخرها و پارکهای آبی
تجربه سایر کشورها و عملکرد ایران در تولید انرژی
رئیس انجمن صنایع خورشیدی ایران به سابقه دنیا در تولید انرژی از انرژیهای تجدید پذیر اشاره و خاطر نشان کرد: در ترکیه ساختمانی بدون آبگرمکن های خورشیدی دیده نمی شود از این رو ترکیه یکی از کشورهای پیشرو در منطقه به لحاظ استفاده از آبگرمکن های خورشیدی است که سود زیادی از این بابت عاید این کشور شده است.
فدایی گاز و نفت را انرژیهای ارزشمندی دانست که نباید سوزانده شود، گفت: از گاز علاوه بر اینکه می توان در صنایع استفاده کرد، می توان از آن پروتئین برای خوراک دام تولید کرد که در حال حاضر آن را از خارج وارد می کنیم.
تصویر یک خانه خورشیدی در سوئیس
مجری طرح ساختمان خورشیدی ادامه داد: همچنین می توانیم به جای صادر کردن نفت و گاز مشتقات پتروشیمی را تولید و ثروت آفرینی کنیم.
وی اشتغال زایی را از دیگر مزایای استفاده از انرژیهای تجدید پذیر ذکر کرد و یادآور شد: با توسعه فناوریهای استفاده از انرژیهای تجدید پذیر می توان 500 هزار فرصت شغلی ایجاد کرد.
در بسیاری از کشورهای دنیا از جمله آلمان و سوئیس خانه های خورشیدی ساخته شده اند که در این خانه ها نیز از لامپهای ال ای دی و گاه تا 276 پانل خورشیدی بر روی بام استفاده شده است.
سیارکهای سرگردان، مدارگردهای رها شده در ورای جو زمین، ذرات به جای مانده از دنباله دارها و ... همگی اجرامی هستند که احتمال برخوردشان با زمین و مناطق مسکونی وجود دارد. همین چند وقت پیش بود که دو تلسکوپ از کار افتاده از کنترل مرکز هدایتشان خارج شدند و با زمین برخورد کردند. یکی از این تلسکوپ ها، تلسکوپ فضایی ROSAT بود که با وزنی در حدود سه تن به سوی زمین سقوط کرد. این سقوط در حالی رخ داد که کسی نمی توانست محل دقیق برخورد این تلسکوپ را با زمین پیش بینی کند و همه نگران حوادث مخربی بودند که امکان داشت در اثر این برخورد رخ دهد. اگرچه تیم هدایت این تلسکوپ های فضایی، محاسبه همه جا را کرده بودند و احتمال سقوط آن در مناطق مسکونی نزدیک به صفر بود اما در این گونه موارد کوچتکرین خطا نیز لطمات بسیاری را منجر خواهد شد.
به جز مدارگردهای مصنوعی ساخت بشر که امکان سقوط روی زمین را دارند سیارک های سرگردان منظومه شمسی و برخی دنباله دارها نیز احتمال دارد که با زمین برخورد کنند. به همین منظور ماهواره های مختلفی روی زمین و خارج از آن به ردیابی این گونه اجرام می پردازند تا احتمال برخورد آن ها با سیاره مادریمان را محاسبه کنند.
این برخوردها مورد عجیبی نیستند و در گذشته زمین و حتی در سایر سیارات هم اتفاق افتاده اند. برای مثال می توان به برخورد جرم عظیمی که در میلیون ها سال پیش به زمین اصابت کرد و باعث نابودی دایناسورها شد اشاره کرد. امروزه دهانه های بسیاری در مناطق مختلف زمین کشف شده اند که از آن ها به عنوان دهانه های برخوردی یاد می شود و نشان دهنده برخورد یک جرم سماوی در گذشته با زمین هستند. دهانه های مختلفی که سطح ماه را نیز آبله گون! کرده اند نشان از برخوردهای بسیار زیاد سنگ های سرگردان فضایی با تنها قمر زمین دارند.
سیارک ایتوکاوا
حال که امکان برخورد یک جرم فضایی با زمین وجود دارد دانشمندان مختلف برای مقابله با آن طرح و نقشه های مختلف کشیده اند تا زمین را در برابر آن ها محفوظ نگه دارند. محققان به تازگی شیوه ای جدید را برای از بین بردن سیارکهای مهاجم ارائه داده اند که به کمک آن می توان با استفاده از بمب های اتمی، سیارک های خطرناک را نابود کنند. در صورتی که سیارکی در مسیر برخورد با زمین قرار بگیرد، این طرح جدید می تواند از پیامدهای نجات بخشی برای زمین برخوردار باشد. بر خلاف تصاویری که در فیلم مشهور "آرماگدون" مصور شده اند، قرار نیست که فضانوردانی به سوی سیارک حرکت کرده و پس از حفاری بمبی را درون آن کار بگذارند، بلکه بمب اتم به همراه یک راکت به سمت سیارک خواهد رفت.
فیزیکدانان با استفاده از یکی از قدرتمندترین ابررایانه های جهان در لابراتوار ملی لس آلموس، به محاسبه تاثیرات یک انفجار اتمی بر روی یک سنگ عظیم کیهانی پرداختند. با وجود اینکه ناسا و دیگر آژانسهای فضایی نزدیکترین سیارکها به زمین را ردیابی کرده و مسیر آنها را محاسبه کرده اند، در صورتی که یکی از آنها به صورت غیر منتظره به سمت زمین حرکت کند فاجعه به بار خواهد آمد، از این رو دانشمندان بر این باورند جلوگیری از این فاجعه ارزش آن را دارد که زمین برای وقوع چنین رویدادی در حالت آماده باش قرار داشته باشد.
فیزیکدانان با استفاده از یکی از قدرتمندترین ابررایانه های جهان در لابراتوار ملی لس آلموس، به محاسبه تاثیرات یک انفجار اتمی بر روی یک سنگ عظیم کیهانی پرداختند
در این مطالعه از ابررایانه "سیلو" برای شبیه سازی تاثیر انفجار اتمی یک سیارک استفاده شده است. دانشمندان بر این باورند که سیارکها مجموعه ای متراکم از قطعات سنگی هستند که توسط نیروی گرانش در کنار یکدیگر باقی مانده اند، از این رو یک انفجار اتمی می تواند برای نابود کردن و بی خطر ساختن این سیارکها کافی باشد.
برای انجام این شبیه سازی، از ابعاد و شکل سیارک "ایتوکاوا" با وسعتی به اندازه 250 و طولی برابر 500 متر استفاده شده است، این سیارک گرانیتی است. همانطور که در شبیه سازی دیده می شود، با کار گذاشتن یک مگاتن بمب در این سیارک محققان مشاهده کردند که چگونه امواج ناشی از انفجار از نقطه آغاز در سرتاسر سیارک پراکنده شده و آن را به ذراتی بی خطر تجزیه کرد. ابررایانه سیلو که این شبیه سازی بزرگ را انجام داده به 32 هزار پردازشگر مجهز بوده و از گنجایش محاسباتی 1.35 پتافلاب برخوردار است.
البته نمی توان رابطه این طرح های به ظاهر علمی را با مقاصد سیاسی بی ارتباط دانست چرا که گسترش چنین مواردی در جامعه علمی جهان برای توجیه تولید و نگهداری از بمب های اتمی شیوه ایست که مدت هاست از آن استفاده می شود.