یک شرکت تولیدکننده باتری از یک ربات برای برداشتن سنگ‌های غنی از فلز از بستر دریا با حداقل آسیب به محیط زیست استفاده خواهد کرد.
با حرکت جهان به سمت وسایل نقلیه الکتریکی برای کاهش انتشار کربن، یک چالش بزرگ وجود دارد که هنوز حل نشده است و می‌تواند مانع از برق رسانی به صنایع حمل و نقل شود.
باتری‌های خودروهای برقی به عنوان منابع تغذیه این نوع خودروها باید قادر به نگهداری مقدار زیادی شارژ باشند و تا آنجا که ممکن است سبک باشند و سریع نیز شارژ شوند.
مشکل این است که باتری‌های خودروهای برقی از فلزات کمیابی استفاده می‌کنند که به روش‌های بسیار ناپایداری استخراج می‌شوند. اکنون یک شرکت مستقر در ونکوور کانادا به نام “متالز”(Metals) می‌خواهد این مشکل را با استفاده از ربات مبتکرانه خود حل کند.
باتری‌های نسل قبلی مانند باتری‌های ساخته شده از سرب این معیارها را برآورده نمی‌کنند و توسعه باتری‌ها بیشتر بر روی باتری‌های لیتیوم-یونی متمرکز شده است. این باتری‌ها به غیر از لیتیوم، همچنین به عناصر کمیاب دیگری مانند نیکل، کبالت و منگنز نیاز دارند که در حال حاضر با استخراج آنها از معادن زمین تأمین می‌شود.
در حالی که دانشمندان در حال تحقیق روی روش‌های جایگزین برای تغذیه این باتری‌ها هستند، فشار برای تغییر روش‌های تولید باتری‌ها برای کاهش انتشار کربن بیشتر از گذشته شده است.
حالا شرکت “متالز” ادعا می‌کند که یک روش جایگزین برای استخراج این عناصر یافته است و می‌خواهد به سراغ سنگ‌های غنی از این فلزات در عمق چند صد متری زیر آب برود.
در ۸۰۰ کیلومتر از خط ساحلی هاوایی در اقیانوس آرام، منطقه‌ای به نام “کلاریون کلیپرتون” واقع شده است که بزرگترین سنگ‌ها و رسوبات فلزی را در خود جای داده است. این ذخایر در طول میلیون‌ها سال شکل گرفته‌اند و حاوی مقادیر زیادی آهن و منگنز هیدروکسید به همراه مس، نیکل و کبالت هستند.
طبق برآوردهای انجام شده توسط شرکت “متالز”، این ذخایر می‌توانند در تامین نیروی مورد نیاز ۲۸۰ میلیون خودروی برقی که یک چهارم نیاز جهانی صنعت خودروهای برقی است، کمک کنند.
اما این شرکت به جای استفاده از روش‌های سنتی مانند انفجار یا حفاری برای دسترسی به این مواد معدنی، می‌خواهد از یک ربات جاروبرقی غول پیکر استفاده کند که به سادگی قادر به جمع آوری این سنگ‌ها با حداقل آسیب به بستر دریا است.
سپس این ربات این سنگ‌ها را به سمت وسیله پشتیبانی از تولید که در سطح دریا شناور است، پمپاژ می‌کند.
شرکت “متالز” ادعا می‌کند که پردازش سنگ‌ها در تاسیسات دریایی انجام می‌شود و نسخه نسل اول این ربات هم اکنون در حال ساخت است و سال آینده تحت آزمایش قرار می‌گیرد.
دانشمندان تصویری از روشن و خاموش شدن اتم‌ها در دستگاه‌های الکترونیکی را ثبت کردند.
سوئیچ الکترونیکی کلید تغذیه همه چیز از ساعت زنگ‌دار شما گرفته تا سریع‌ترین ابررایانه‌های جهان است و اکنون دانشمندان معتقدند که این سوئیچ را در یک دستگاه الکترونیکی به ثبت رسانده‌اند.
سپس آنها این تصاویر را با هم به یک نوع “GIF”(تصویر متحرک بی‌صدا) تبدیل کردند که نشان می‌داد چگونه ساختار اتمی سوئیچ با اعمال پالس‌های الکتریکی تغییر می‌کند و آن را از حالت عایق به حالت رسانا تبدیل می‌کند.
محققان مقاله جدیدی را در مجله “ساینس”(Science) منتشر کردند که در آن نحوه استفاده از یک دوربین فوق سریع تخصصی که قادر به دیدن چیزها در مقیاس اتمی است، برای گرفتن تصویر از یک سوئیچ الکترونیکی هنگام ارسال پالس‌های الکتریکی به آن استفاده کردند.
“شیجی وانگ” دانشمند “آزمایشگاه ملی شتاب دهنده اسلک”(SLAC) و نویسنده این مطالعه می‌گوید: این تحقیق پیشرفتی در فناوری و علم فوق سریع است. این اولین بار است که محققان از پَراش الکترونی فوق سریع استفاده می‌کنند که می‌تواند حرکات ظریف اتمی را در یک ماده با شلیک یک پرتوی قدرتمند از الکترون‌ها بر آن تشخیص دهد تا دستگاه الکترونیکی را در حال کار مشاهده کند.
پَراش یا تفرّق(Diffraction) به پدیده‌های مختلفی گفته می‌شود که هنگام برخورد نور با مانع یا گذر آن از یک روزنه به وجود می‌آید. این پدیده‌ها را با عنوان خمیدگی نور در اطراف یک روزنه یا گوشه‌های یک مانع یا در طول یک دیافراگم و ورود به منطقه‌ی سایه هندسی تعریف می‌کنند. شیء یا دیافراگمی که موجب خمش نور می‌شود به عنوان منابع ثانویه انتشار نور شناخته می‌شوند.
تیم تحقیقاتی کلیدهای کوچک مینیاتوری ساخته شده از “وانادیوم دی‌اکسید” ایجاد کردند که یک ماده مهم با قابلیت تغییر بین حالت‌های عایق و رسانا در نزدیکی دمای اتاق است که آن را برای توسعه رایانه‌های آینده ایده‌آل می‌کند.
آنها سپس از پالس‌های الکتریکی برای ایجاد سوئیچ بین حالت‌ها و از دوربین پراش الکترونی فوق سریع برای تصویر آرایش اتم‌ها در حال سوئیچ در مدت کمی بیش از یک میلیاردم ثانیه استفاده کردند.
“آرون لیندنبرگ” پروفسور گروه علوم و مهندسی مواد در دانشگاه “استنفورد” می‌گوید: این دوربین فوق سریع می‌تواند به درون یک ماده نگاه کرده و تصاویری از نحوه حرکت اتم‌های آن در واکنش به پالس شدید تحریک الکتریکی بگیرد. در عین حال، نحوه تغییر خواص الکترونیکی آن مواد در طول زمان را نیز اندازه‌گیری می‌کند.
امید است که حرکت اتم‌ها به این شکل درک بهتری به دانشمندان در مورد نحوه عملکرد این سوئیچ‌های الکترونیکی بدهد و به مهندسان کامپیوتر در سال‌های آینده کمک کند تا لوازم الکترونیکی بهتری بسازند که دوام و کارایی بیشتری داشته باشند.
منبع: ایسنا