اختراع أنحف ضوء لمبة بالغرافين

هل سيغيِّر الضوء المنبعث من شعيرات عنصر (الغرافين) طريقة إضاءتنا للمنازل والشوارع، وكذلك الأجهزة الإلكترونية التي نحملها بين أيدينا باستمرار؟ هذا ما يؤكده «يونغ داك كيم» من جامعة كولومبيا.
ففي حين تمكَّن الباحثون من إدخال كثير من الأجهزة الصغيرة إلى رقائق الكمبيوتر، أخفقوا في استعمال اللمبات لتكوين الضوء الضروري لعملها. والسبب الرئيس لذلك هو أن اللمبة، المتوافرة حتى الآن، تحتاج إلى آلاف الدرجات الحرارية لينبعث منها الضوء، وهذا ما يؤدي إلى تلف محيط الرقاقة.
لمعالجة هذه المعضلة، تلجأ مثلاً، شركة «إنتل»، أكبر الشركات المنتجة لرقائق الكمبيوتر، إلى توصيلات نحاسية معقَّدة ومكلفة.
تخطى الباحثون كل هذه المعضلات باستعمالهم شعيرات من مادة مدهشة متغلغلة في حياتنا هي الغرافين. وهذه الشعيرات متناهية الصغر إلى حدود سماكة الذرة الواحدة، وتستطيع الاندماج بسهولة في الرقاقة. ويقول «يونغ داك كينغ» من جامعة كولومبيا وأحد الباحثين الرئيسين، إن العمل مع هذه السماكة بمستوى الذرَّة ليس عملاً سهلاً على الإطلاق ويحتاج إلى عديد من التقنيات الخاصة.
وعندما يمر التيار الكهربائي في شعيرات الغرافين، ترتفع حرارتها بما يكفي لانبعاث الضوء. لكن هذه الحرارة لا تتلف محيط الرقاقة لأن لمادة الغرافين خاصية فريدة هي أنها عندما ترتفع حرارتها تصبح موصلاً رديئاً للحرارة. وهكذا تحتوي الشعيرات نفسها الحرارة الصادرة عنها دون إيذاء محيط الرقاقة.
وعند سؤاله عما إذا كان بامكاننا توقع استعمال ضوء الغرافين في منازلنا قريباً جداً، أجاب «كيم»: إن تلك مسألة سهلة، ويمكن تعليقها على الحيطان والنوافذ. وأضاف أن الأهم من ذلك هو أن بإمكاننا استعمال ضوء الغرافين لتطوير كثير من الأجهزة الإلكترونية مثل الهواتف الذكية لجعلها مرنة وشفافة. إن ضوء الغرافين سيغير الرقائق في كل أنواع أجهزة الكمبيوتر والهواتف لتتعامل مع المعلومات بالضوء، وهذا يعني أنها ستكون أسرع وأكثر إحكاماً، مع استهلاك قليل من الطاقة. وهذا يمكن حدوثه في القريب العاجل.

http://www.iflscience.com/technology/thinnest-graphene-light

يد صناعية تماثل اليد الطبيعية

ربما هي ليست معقَّدة ومتطورة كيَد «لوك سكاي ووكر» في فِلم الخيال العلمي «حرب النجوم» الشهير، لكن الفِلم يظل خيالاً، أما هذه اليد التي توصل العلماء إلى اختراعها فهي حقيقة مثيرة للإعجاب.
هذه اليد الإلكترو-حيوية هي آخر النماذج التي أنتجتها شركة أجهزة الأطراف الصناعية البريطانية «ستيبر». وتوسلوا في صناعتها، بعد سنوات سبع من الأبحاث، الدمج بين التكنولوجيا العسكرية والتكنولوجيا التي يتبعها مهندسو «الفورميلا 1». كما استخدم الفريق العامل على هذه اليد الصناعية مغناطيسيات نادرة في جهاز تحكم الإصبع وسبائك خاصة من الألومينيوم تستعمل عادة في صناعة الطائرات لخفة وزنها.
وبعكس الطريقة التقليدية المتبعة في هذا الخصوص، صمَّم الفريق البنية الهندسية الخارجية لليد الصغيرة أولاً، ثم لاءموا القطع الآلية فيها مما يسمح لهم بمواءمتها مع الخصائص التشريحية الدقيقة لليد الطبيعية. هذا ما شرحه «تيد فارلي» المدير التقني في الشركة. وبموازاة شبهها الخارجي لليد الطبيعية، فإنها تماثلها أيضاً بعملها، هذا بفضل تمكنها من الحركة 14 وضعية وقبضة. واستعمل في هذا الصدد 337 قطعة ميكانيكية تم تصغيرها لتناسب أيدي النساء والأطفال.
وعلى الرغم من كل هذا العدد الكبير من القطع، فإن وزنها لا يتجاوز 400 غرام. هذا لا يعني أن هناك مساومة على القوة: بإمكانها حمل 45 كيلوغراماً. فمعظم الوزن يتوزع على مجمل المعصم.
وكيف تعمل هذه اليد الجديدة؟ إنها تضم أجهزة استشعار مختلفة تلتقط حركة العضلات للمستخدم وترسلها إلى المحركات والمعالجات الدقيقة التي تراقب باستمرار وضع الإصبع. وهذا يتوافق مع وظيفة أخرى لبعض القبضات الآلية التي تلتقط تلقائياً أي شيء على وشك الانزلاق وتعدِّل وضع اليد للحفاظ عليه.
وتم تطبيق هذا الجهاز على سيدة بريطانية عمرها 29 سنة ولدت دون اليد اليمنى. وعلى الرغم من صعوبة الاعتياد على جهاز كهذا منذ البداية، إلَّا أن السيدة «نيكي أشويل» تقول: إنه أضاف تحسيناً رئيساً على حياتها، حيث مكَّنها من القيام بأعمال لم تكن ممكنة في السابق.

http://www.iflscience.com/technology/worlds-most-lifelike-bionic-hand-developed