دانشمندان یک طیف سنج قدرتمند و بسیار کوچک ساخته‌اند
تاریخ انتشار: ۱۳ آذر ۱۴۰۱ | کد خبر: ۳۶۵۳۱۷۷۲
به گزارش گروه دانش و فناوری خبرگزاری آنا به نقل از وبگاه (سای تک دیلی)، این ابزار راه را برای استفاده گسترده از طیف سنج‌های قابل حمل باز می‌کند.
محققان در زمینه طیف سنجی نوری ابزار بهتری برای اندازه گیری نور ساخته اند. این پیشرفت می‌تواند همه چیز را از دوربین گوشی‌های هوشمند گرفته تا نظارت بر محیط زیست را بهبود بخشد.
بیشتر بخوانید:
اخباری که در وبسایت منتشر نمی‌شوند!
این تحقیق که توسط دانشگاه آلتو فنلاند رهبری می‌شود، یک طیف‌سنج قدرتمند و فوق‌العاده کوچک ایجاد کرد که بر روی یک ریزتراشه قرار می‌گیرد و توسط هوش مصنوعی اداره می‌شود. تحقیقات آنها اخیراً در مجله Science منتشر شده است.
تحلیلگر‌ها و تلسکوپ‌های فضایی اذعان می‌کنند که در این مطالعه از کلاس نسبتاً جدیدی از مواد فوق نازک به نام نیمه هادی‌های دو بعدی استفاده شد و نتیجه اثبات مفهومی برای طیف سنج است که می‌تواند به راحتی در تعدادی از فناوری‌ها مانند پلت فرم‌های بازرسی کیفیت، حسگر‌های امنیتی، زیست پزشکی ادغام شود.
اتان مینوت، استاد فیزیک در کالج علوم دانشگاه ایالتی اورگان که روی این مطالعه کار می‌کرد، گفت: «ما راهی برای ساخت طیف‌سنج‌هایی نشان داده‌ایم که بسیار مینیاتوری‌تر از آنچه معمولاً امروزه استفاده می‌شود، هستند. طیف‌سنج‌ها قدرت نور را در طول موج‌های مختلف اندازه‌گیری می‌کنند و در بسیاری از صنایع و همه زمینه‌های علمی برای شناسایی نمونه‌ها و مشخص کردن مواد بسیار مفید هستند.
مینوت ادعا کرد که طیف‌سنج جدید می‌تواند بر روی انتهای موی انسان قرار بگیرد، برخلاف طیف‌سنج‌های معمولی که به اجزای نوری و مکانیکی بزرگ نیاز دارند. بر اساس مطالعه جدید، چنین اجزایی را می‌توان با مواد نیمه هادی جدید و هوش مصنوعی جایگزین کرد و به طیف سنج‌ها این امکان را می‌دهد که به شدت از کوچکترین طیف سنج‌های موجود که در حال حاضر به اندازه یک انگور هستند، کوچک شوند.
هون هان یون، سرپرست این مطالعه با همکار دانشگاه آلتو، ژیپی سون یون، گفت: طیف‌سنج ما نیازی به مونتاژ اجزای نوری و مکانیکی جداگانه یا طرح‌های آرایه‌ای برای پراکندگی و فیلتر کردن نور ندارد. علاوه بر این، می‌تواند به وضوح بالا قابل مقایسه با سیستم‌های رومیزی، اما در بسته‌بندی بسیار کوچک‌تر دست یابد.
به گفته محققان، این دستگاه با توجه به رنگ‌های نوری که جذب می‌کند، ۱۰۰ درصد از نظر الکتریکی قابل کنترل است، که به آن پتانسیل زیادی برای مقیاس‌پذیری و قابلیت استفاده گسترده می‌دهد.
یون گفت: ادغام مستقیم آن در دستگاه‌های قابل حمل مانند گوشی‌های هوشمند و هواپیما‌های بدون سرنشین می‌تواند زندگی روزمره ما را ارتقا دهد. تصور کنید که نسل بعدی دوربین‌های گوشی‌های هوشمند ما می‌تواند دوربین‌های فراطیفی باشد.
این دوربین‌های ابرطیفی می‌توانند اطلاعات را نه تنها از طول موج‌های مرئی گرفته و تجزیه و تحلیل کنند، بلکه امکان تصویربرداری و تجزیه و تحلیل مادون قرمز را نیز فراهم می‌کنند.
مینوت گفت: این هیجان‌انگیز است که طیف‌سنج ما فرصت‌هایی را برای انواع ابزار‌ها و ابزار‌های جدید روزمره برای انجام علوم جدید باز می‌کند.
برای مثال، در پزشکی، طیف‌سنج‌ها در حال حاضر برای شناسایی تغییرات ظریف در بافت انسانی مانند تفاوت بین تومور‌ها و بافت سالم آزمایش می‌شوند.
مینوت اضافه کرد که برای نظارت بر محیط زیست، طیف سنج‌ها می‌توانند دقیقاً نوع آلودگی هوا، آب یا زمین و میزان آن را تشخیص دهند.
او گفت: خوب خواهد بود که طیف‌سنج‌های کم‌هزینه و قابل حمل این کار را برای ما انجام دهند و در محیط آموزشی، آموزش عملی مفاهیم علوم با طیف‌سنج‌های ارزان قیمت و فشرده مؤثرتر خواهد بود.
مینوت گفت که برنامه‌های کاربردی برای علاقه‌مندان علم محور نیز فراوان است.
او گفت: اگر به نجوم علاقه‌مند هستید، ممکن است علاقه‌مند باشید که طیف نوری را که با تلسکوپ خود جمع آوری می‌کنید اندازه گیری کنید و این اطلاعات یک ستاره یا سیاره را شناسایی کند. اگر زمین شناسی سرگرمی شماست، می‌توانید سنگ‌های قیمتی را با اندازه گیری طیف نوری که جذب می‌کنند شناسایی کنید.
مینوت فکر می‌کند که با پیشرفت کار با نیمه هادی‌های دو بعدی، ما به سرعت در حال کشف راه‌های جدیدی برای استفاده از خواص نوری و الکترونیکی جدید آنها خواهیم بود. تحقیقات در مورد نیمه هادی‌های دوبعدی تنها برای ده سال به طور جدی در حال انجام است و با مطالعه گرافن، کربنی که در یک شبکه لانه زنبوری به ضخامت یک اتم چیده شده است، شروع شده است.
مینوت گفت: این واقعاً هیجان انگیز است. من معتقدم که با مطالعه نیمه هادی‌های دو بعدی به پیشرفت‌های جالبی ادامه خواهیم داد.
انتهای پیام/
منبع: آنا
کلیدواژه: دانشمندان خارجی طیف سنج نیمه هادی اندازه گیری طیف سنج طیف سنج ها
درخواست حذف خبر:
«خبربان» یک خبرخوان هوشمند و خودکار است و این خبر را به‌طور اتوماتیک از وبسایت ana.press دریافت کرده‌است، لذا منبع این خبر، وبسایت «آنا» بوده و سایت «خبربان» مسئولیتی در قبال محتوای آن ندارد. چنانچه درخواست حذف این خبر را دارید، کد ۳۶۵۳۱۷۷۲ را به همراه موضوع به شماره ۱۰۰۰۱۵۷۰ پیامک فرمایید. لطفاً در صورتی‌که در مورد این خبر، نظر یا سئوالی دارید، با منبع خبر (اینجا) ارتباط برقرار نمایید.
با استناد به ماده ۷۴ قانون تجارت الکترونیک مصوب ۱۳۸۲/۱۰/۱۷ مجلس شورای اسلامی و با عنایت به اینکه سایت «خبربان» مصداق بستر مبادلات الکترونیکی متنی، صوتی و تصویر است، مسئولیت نقض حقوق تصریح شده مولفان در قانون فوق از قبیل تکثیر، اجرا و توزیع و یا هر گونه محتوی خلاف قوانین کشور ایران بر عهده منبع خبر و کاربران است.
خبر بعدی:
دانشمندان تنها در چند ساعت الماس تولید کردند
به گزارش خبرگزاری علم و فناوری آنا، میلیاردها سال طول می‌کشد تا الماس‌های طبیعی در نتیجه فشار لایه‌های زمین و دمای شدید در اعماق زمین شکل بگیرند. فرم‌های مصنوعی را می‌توان خیلی سریع‌تر تولید کرد؛ با این وجود برای این کار نیز دست‌کم باید چند هفته منتظر ماند.
دانشمندان به تازگی روش جدیدی را برای ساخت الماس کشف کردند که در چهارچوب آن، ترکیبی از فلزات مایع می‌تواند یک الماس مصنوعی را در عرض چند دقیقه بدون نیاز به فشاری عظیم تولید کند.
البته برای این کار، هنوز به یک دمای بالای ۱۰۲۵ درجه سانتیگراد نیاز است تا یک قطعه الماس در ۱۵۰ دقیقه تشکیل شود. این معادل فشاری است که ما در سطح دریا احساس می‌کنیم و ده‌ها هزار بار کمتر از فشاری است که معمولاً برای تولید الماس نیاز است.
تیم سازنده این الماس جدید، پژوهشگران موسسه علوم پایه در کره جنوبی هستند که امیدوارند با این شیوه بتوانند انقلابی در تولید الماس‌های مصنوعی ایجاد کنند.
تکنیک حل کردن کربن در فلز مایع برای ساخت الماس کاملاً جدید نیست و جنرال الکتریک نیم قرن پیش فرآیندی مشابه را با استفاده از سولفید آهن مذاب به جهان معرفی کرد؛ اما برای این کار نیز نیاز به ایجاد فشاری معادل ۵-۶ گیگا پاسکال و یک «دانه» الماس است تا کربن به آن بچسبد.
پژوهشگران این تیم در مقاله‌ای درباره روش جدید نوشتند: «ما روشی برای تولید الماس در فشار ۱ اتمسفر و در دمای متوسط، با استفاده از آلیاژ فلزهای مایع کشف کردیم.»
آنها در این روش از مخلوط دقیقی از فلزات مایع گالیم، آهن، نیکل و سیلیکون استفاده کردند و یک سیستم خلاء در داخل یک محفظه گرافیتی ساختند تا فلز را در حالی که در معرض ترکیبی از متان و هیدروژن قرار می‌گرفت، به سرعت گرم و سپس خنک کنند.
این کار باعث شد تا اتم‌های کربن متان در سراسر فلز ذوب شده پخش شوند و به عنوان دانه الماس عمل کنند.
تنها پس از ۱۵ دقیقه، قطعات کوچکی از کریستال‌های الماس از فلز مایع جدا و نمایان شدند و پس از گذشت مدت دو ساعت و نیم نیز یک لایه پیوسته الماس شکل گرفت.
تحقیقات درباره این فرآیند هنوز در مراحل اولیه است؛ با این وجود اعضای تیم تحقیق معتقدند که این روش پتانسیل زیادی دارد و می‌توان به کمک آن، فلزات مایع دیگری را برای رسیدن به نتیجه مشابه یا حتی بهتر ترکیب کرد.
شیوه‌ای که در حال حاضر برای تولید اکثر الماس‌های مصنوعی استفاده می‌شود، چندین روز طول می‌کشد و به فشار بسیار بیشتری نیاز دارد.
اگر این تکنیک بتواند همچنان توسعه یابد، فرایند ساخت الماس بسیار سریع‌تر و بسیار آسان‌تر خواهد شد.
انتهای پیام/
علت فوت پزشک متخصص در استان فارس در دست بررسی است