. .

شما اینجا هستید

مطالب تصادفی در سایت علمی نخبگان جوان | com.نخبگان

تکنولوژی‌ای که آینده را رقم خواهد زد

PDF version
کل آرا: 199
روياهايي که با تکنولوژی ليزر به حقيقت مي‌پيوندند، بسيار شگفت‌آورتر از شليک دسته‌هاي نوري سبزرنگی است که در فیلم‎های دیده‌اید، دستاوردهایی که زندگي ما را آسان‌تر از گذشته خواهند کرد.

ليزر ما را به ياد فيلم‌هايي مثل «جنگ ستارگان» و اسلحه‌هاي عجيب و غريب و توپ‌هاي ليزري در جنگ بين تمدن‌هاي مختلف کهکشاني مي‌اندازد. شايد هيجان‌انگيز به نظر بيايد اما اگر در گزينه‌هايي که اين تکنولوژي در اختيارمان مي‌گذارد دقيق شويم توپ‌هاي ليزري را در همان صحنه‌هاي حماسي مجموعه فيلم‌هاي فضايي رها مي‌کنيم چون روياهايي با ليزر به حقيقت مي‌پيوندند که بسيار شگفت‌آورتر از شليک دسته‌هاي نوري سبزرنگ خواهند بود. آنچه در ادامه مي‌خوانيد مجموعه‌اي کوچکي از فناوري‌هايي است که به کمک ليزر فراهم شده‌اند و قرار است زندگي ما را آسان‌تر از گذشته کنند.

مسافرت به مريخ در سه روز!

روياي کشف دنياهاي جديد عمري به اندازه تمدن‌هاي انساني دارد و چندين دهه است که آدمي موفق شده به ماه، همسايه خود در فضا، سفر کند اما يکي از بزرگ‌ترين مشکلات در سفرهاي بين ستاره‌اي سرعت وسيله فضاپيماست. با تکنولوژي امروزي حدود پنج ماه طول مي‌کشد تا عده‌اي از کره خاکي حرکت کنند و پا بر سطح مريخ بگذارند.

پژوهشگران ناسا در حال حاضر مشغول کار روي نوعي فناوري ليزري هستند که مي‌تواند اين فاصله را به 3 روز کاهش دهد. پايه اين تکنولوژي نوعي پيشرانه ليزري براي راندن سفينه‌ها به سمت مريخ آن هم در عرض 3 روز است. سيستم نيرومحرکه فوتوني براي حرکت رو به جلو بر پايه حرکت فوتون‌ها (بسته‌هاي انرژي نور) استوار است. اما به جاي فوتون‌هاي تشعشعات خورشيد از ليزرهاي زميني براي حرکت استفاده مي‌کند. بر اساس گفته‌هاي دانشمندان ناسا، اين فناوري به‌راحتي و به‌سرعت در دسترس خواهد بود و توسعه آن امکان‌پذير مي‌شود.

به‌تازگي پيشرفت‌هايي در تکنولوژي ليزر به دست آمده است که امکان سفر به مريخ در مدت زماني بسيار کمتر را از داستان‌پردازي به واقعيت تبديل مي‌کند. فوتون‌ها جرم ندارند اما انرژي و تکانه دارند. وقتي از سطحي بازتاب مي‌يابند انرژي جنبشي آن‌ها به نيروي پيشراننده تبديل مي‌شود و با يک بادبان عظيم بازتاب‌دهنده مي‌توان آن‌قدر انرژي جنبشي توليد کرد که به حرکت يک فضاپيما سرعت ببخشد. بر اساس محاسبات ناسا، نيرومحرکه فوتوني مي‌تواند يک روبات فضانورد 100 کيلوگرمي را در 3 روز به مريخ برساند. سرعت گرفتن به کمک نيروي الکترومغناطيسي تنها به مرز سرعت نور محدود مي‌شود در حالي که استفاده از سيستم‌هاي شيميايي به فرايندهاي شيميايي محدود مي‌شود.

ناسا در حال حاضر مشغول کار روي نوعي سيستم پرتابگر است که براي سفر انسان به مريخ آماده شود. وقتي اين سيستم آماده شود امکان سفر فضانوردان به دنياهايي دورتر از منظومه شمسي هم ممکن مي‌شود و با اطمينان مي‌توان گفت که در آينده‌اي نزديک ليزر هم قسمتي از نيروي پيشراننده فضاپيماهاي آينده خواهد بود.

اينترنت ليزري

شايد عجيب به نظر برسد اما سرعت اينترنت در سطح ماه 10 برابر سطح زمين است. آزمايشي که به وسيله دانشمندان ام‌آي‌تي و ناسا انجام شده است نشان مي‌دهد سرعت اينترنت فضاپيمايي که به دور ماه مي‌چرخد در مقايسه با سرعت اينترنت زمين به هيولا شبيه است. اين فضاپيما توانسته داده‌ها را به صورت ليزر با سرعت 622 مگابايت در ثانيه به زمين ارسال کند. اين مجموعه داده‌ها برابر است با مخابره 100 کانال تلويزيوني با کيفيت اچ‌دي به صورت همزمان! براي مدت حدود يک ماه تيم مهندسان ارتباط دوطرفه اينترنتي را بين زمين و ماه را ايجاد کردند. اين قدمي رو به جلو براي اکتشافات فضايي - روباتيک ماه و ديگر سياره‌ها خواهد بود. اين تکنولوژي ليزري امکان کنترل از راه دور روبات‌ها را در برنامه‌هاي استحصال منابع از ساير کرات فراهم مي‌آورد.

پروژه بعدي ناسا Laser Communication Relay Demonstration است که در سال 2017 عملياتي مي‌شود و هدف آن نقل و انتقال داده با سرعت بيش از يک گيگابايت در ثانيه بين زمين و ماهواره‌اي در فاصله نزديک‌تر از ماه به زمين است. اين پروژه قرار است 5 سال به صورت آزمايشي فعاليت کند تا امکان و دقت آن براي پروژه‌هاي بعدي سنجيده شود.

تشخيص بيماري

اخيرا تکنولوژي جديد ليزري ارائه شده است که راه را براي آناليز دقيق گازها در تشخيص بيماري‌ها و بررسي غلظت گازهاي گلخانه‌اي هموار مي‌کند. دانشمندان فيزيک در دانشگاه آدلايد استرليا ليزر جديدي ابداع کرده‌اند که تشعشع نوري با قدرت 25 بار بيشتر از ليزرهاي مشابه در همان طول موج دارد. اين ليزر به گونه‌اي معنادار انرژي بيشتري دارد و در دامنه فرکانسي ميان فروسرخ عملکرد بهتري را نسبت به ليزرهاي مشابه نشان مي‌دهد. با استفاده از يک تکنيک جديد امکان غلبه بر مشکلات قبلي که جلوي توليد ميزان کافي انرژي در دامنه ميان فروسرخ را مي‌گيرد برطرف شده است. ليزر جديد در دامنه فرکانسي ياد شده امکان فعاليت دارد که فرکانس‌هاي جذب نور بسياري از گازهاي هيدروکربني را شامل مي‌شود.

بررسي اين ناحيه از طيف الکترومغناطيسي با انرژي نوري به اين معناست که قادر خواهيم بود بسياري از گازهاي هيدروکربني را با درجه بالايي از حساسيت تشخيص دهيم بنابراين مي‌توانيم گازهاي موجود در بازدم بيمار را بررسي و آناليز کنيم. به عنوان مثال، استون در بازدم بيمار مبتلا به ديابت تشخيص داده مي‌شود. کاربردهاي ديگر اين ليزر امکان تشخيص متان و اتان در اتمسفر است که در پديده گازهاي گلخانه‌اي و گرمايش جو بسيار اهميت دارند. اين ليزر جديد به دليل استفاده از يک فيبر اپتيک کارکرد ساده‌تري نسبت به ساير مدل‌هاي ليزر دارد، جاي کمتري اشغال مي‌کند و بنابراين قابليت حمل بيشتري دارد و از لحاض هزينه ساخت مقرون به صرفه‌تر است. يکي از محدوديت‌ها در امکان تشخيص گازها به کمک ليزر نبود منابع نوري مناسب است که انرژي کافي براي اين ناحيه از طيف الکترومغناطيس را فراهم مي‌کند.

تحول در چاپ ليزري

تصور کنيد که مي‌شد کل اين مقاله را روي يک تار مو چاپ کرد. نوعي تکنولوژي نانو در فناوري چاپ ليزري انقلابي ايجاد کرده است. اين نوآوري امکان چاپ داده‌هاي سنگين و تصاوير رنگي را در قالب‌هاي ميکروسکوپي فراهم مي‌آورد. با استفاده از اين تکنولوژي پژوهشگران تصويري رنگي از تابلوي معروف مونا ليزا را در سطحي کوچک‌تر از يک پيکسل چاپ کردند. با استفاده از اين فناوري امکان چاپ با رزولوشن 127 هزار دي‌پي‌آي مهيا مي‌شود. همچنين با کمک اين تکنولوژي نانوليزري مي‌توان داده‌ها را به صورتي غيرقابل تشخيص با چشم غيرمسلح ضبط و ثبت کرد که اين مي‌تواند شامل سريال‌نامبر و بارکدها هم شود و به اين ترتيب مي‌توان با جعل و کلاهبرداري مبارزه کرد. تکنولوژي جديد چاپ ليزري مي‌تواند براي طراحي دکوراسيون در قطعات لوکس اتومبيل، تلفن‌هاي همراه و موارد مشابه به کار رود.

جراحي دقيق‌تر مغز

تکنولوژي جديدي بر پايه تصويربرداري ليزري ابداع شده است که مي‌تواند جراحي‌هاي مغز را دقيق‌تر کند. پايه کار تشخيص بهتر بافت مغز و تومور است. تيمي از دانشمندان دانشگاه ميشيگان و هاروارد با کار روي اين فناوري امکان تشخيص کوچک‌ترين سلول‌هاي سرطاني را از سلول‌هاي مغزي ايجاد کرده‌اند. مکانيسم کار بر اساس خاصيت پخش نور به صورت الگويي اختصاصي پس از تابش ليزر به يک سطح است که به اين ترتيب ساختار شيميايي آن سطح قابل تشخيص مي‌شود (پخش Raman). اين فناوري جديد تصويربرداري که SRC (stimulated Raman scattering) ناميده مي‌شود يک نقشه رنگي از بافت مغز ايجاد مي‌کند که به پزشکان امکان تشخيص بافت‌هاي مغز و سلول‌هاي سرطاني را مي‌دهد. با اين‌که جراحي مغز پيشرفت‌هاي زيادي کرده است اما امکان ادامه حيات بيماران در بسياري از موارد محدود و با مشکلات زياد همراه است و يکي از مهم‌ترين دلايل آن مطمئن نبودن جراح از برداشتن کامل و موفقيت‌آميز بافت تومور است.

به عبارت ديگر، بايد وسيله‌اي بهتر براي ديدن سلول‌هاي سرطاني در دسترس پزشک باشد و اين روش بسيار اميدوارکننده است. با تقويت 10 هزار برابري سيگنال‌هاي ضعيف Raman (دانشمند هندي که در دهه 30 ميلادي خاصيت پخش نور را که در بالا ازآن ياد شد کشف کرد) مي‌توان تصاوير رنگي SRS تهيه کرد که تفاوت‌هاي سلول‌هاي سالم و سرطاني مغز را به‌خوبي نشان مي‌دهد. تيم پوهشگران توانستند با کمک اين تکنولوي 30 تصوير در ثانيه به صورت ويدئويي از بافت‌هاي مغزي تهيه کنند و با دقت بسيار بالا سلول‌هاي تومور را تشخيص دهند.

بازنشر: سایت علمی نخبگان جوان

کلمات کلیدی: 

افزودن دیدگاه جدید

ویژه های سایت

دعوت از متخصصین حوزه نرم افزار ( جذب برنامه نویس )

شرکت تسهیلگران رشد نوابغ جوان از تمامی متخصصین حوزه نرم افزار که آشنایی با زبان های برنامه نویسی...

دعوت از متخصصین حوزه نرم افزار ( جذب برنامه نویس )

نظر سنجی

  • با چه روشی می توان سریعتر اقتصاد مقاومتی را محقق نمود و کشور را از وابستگی به دیگران رهانید ؟

  • تعداد مقالات: 3,058
  • بازدید امروز : 12991
  • بازدید دیروز: 36055

افراد آنلاین:

327

اکنون ساعت   8:56 am به وقت تهران میباشد.

امروز: دوشنبه 1 مرداد 1397

بارکد نخبگان جوان کانال تلگرامی
 
 

استفاده از تمامی مطالب سایت تنها با ذکر منبع آن به نام سایت علمی نخبگان جوان و ذکر آدرس سایت com.نخبگان مجاز است
استفاده از نام و برند نخبگان جوان به هر نحو توسط سایر سایت ها ممنوع بوده و پیگرد قانونی دارد
مسئولیت مطالب ارسالی کاربران بر عهده سایت علمی نخبگان جوان نمی باشد

تهیه و تنظیم مطالب: com.نخبگان