دانشمندان موفق شدند یک کامپیوتر فوق‌العاده قدرتمند را درون یک رشته نخ جای دهند
تصور کنید پیراهنی به تن دارید که حس آن مثل لباس‌های معمولی است، اما در عین حال می‌تواند اطلاعات لحظه‌ای درباره وضعیت سلامتی و محیط اطرافتان ارائه دهد، دما را به‌طور خودکار تنظیم کند و حتی مسیر سفرها و اطلاعات مربوط به حمل‌ونقل، رستوران‌ها و جاذبه‌های گردشگری را در اختیارتان بگذارد.
فهرست مطالب
به گزارش نگاه فناوری:تصور کنید پیراهنی به تن دارید که حس آن مثل لباس‌های معمولی است، اما در عین حال می‌تواند اطلاعات لحظه‌ای درباره وضعیت سلامتی و محیط اطرافتان ارائه دهد، دما را به‌طور خودکار تنظیم کند و حتی مسیر سفرها و اطلاعات مربوط به حمل‌ونقل، رستوران‌ها و جاذبه‌های گردشگری را در اختیارتان بگذارد. حالا تصور کنید همان الیافی که این پیراهن از آن بافته شده، بتوانند در درمان بیماری‌های عصبی و هدایت جراحی‌های رباتیک نیز کاربرد داشته باشند. این‌ها تنها بخشی از قابلیت‌های واقعی «نخ محاسباتی» فوق‌باریک جدید است.
محققان دانشگاه فودان در شانگهای موفق شدند مدارهای الکترونیکی پیچیده را در کوچک‌ترین فضای ممکن بسازند: یک فیبر انعطاف‌پذیر که حتی از موی انسان هم نازک‌تر است. این دستاورد که «تراشه فیبری» (Fiber Chip) نامیده می‌شود، بیش از یک دهه زمان برای توسعه نیاز داشت و قابلیت‌های آن فراتر از تصور است.
نوآوری در طراحی الیاف هوشمند
فیبرهای هوشمند پیش‌تر هم وجود داشتند، اما چالش اصلی، جای دادن قطعات الکترونیکی پیچیده در فضاهای کوچک مانند یک رشته نخ بود. تراشه‌های معمولی، هرچقدر هم کوچک، معمولاً تخت و غیرقابل انعطاف هستند و با بافت پارچه همخوانی ندارند. محققان دانشگاه فودان با رویکردی نوآورانه، مدارها را به‌صورت لایه‌ای و مارپیچ در داخل فیبر جاسازی کردند و موفق شدند در هر میلی‌متر از این نخ، ۱۰,۰۰۰ ترانزیستور جای دهند؛ حجمی برابر با یک ضربان‌ساز قلب معمولی. اگر طول این فیبر به یک متر برسد، قدرت پردازشی آن به اندازه یک کامپیوتر رومیزی خواهد بود.
علاوه بر ترانزیستورها، هر رشته شامل مقاومت‌ها، خازن‌ها و دیودها است و یک سیستم مداربسته کامل را شکل می‌دهد که قادر به پردازش همزمان سیگنال‌های دیجیتال و آنالوگ است.
چن پینینگ، محقق موسسه مواد و دستگاه‌های فیبری دانشگاه فودان، می‌گوید:
«روش ساخت ما با ابزارهای فعلی صنعت تراشه‌سازی کاملاً سازگار است و مسیر تولید انبوه این تراشه‌های فیبری هم فراهم شده است.»
کاربردهای پزشکی فراتر از پوشاک
این الیاف نه‌تنها انعطاف‌پذیر، بلکه بسیار نازک هستند (حدود ۵۰ میکرومتر، در حالی که قطر متوسط موی انسان ۷۰ میکرومتر است)، و همین ویژگی آن‌ها را برای استفاده‌های پزشکی ایده‌آل می‌کند. همان‌طور که تیم تحقیق اشاره کرده، این فیبرها مانند بافت نرم مغز رفتار می‌کنند و می‌توانند به‌عنوان ابزارهای عصبی زیست‌سازگار در ایمپلنت‌ها و سنسورهای هوشمند به‌کار روند.
پنگ هویشنگ، سرپرست تحقیق، می‌گوید:
«بدن انسان از بافت نرم ساخته شده است؛ بنابراین برای رابط‌های مغز و کامپیوتر در آینده، سیستم‌های الکترونیکی نرم و سازگار لازم است.»
این فناوری می‌تواند در درمان بیماری‌هایی مانند پارکینسون، صرع و سکته مغزی کاربرد داشته باشد و همچنین در جراحی‌های رباتیک با حس دقیق بافت‌ها مورد استفاده قرار گیرد. دستکش‌های لمسی مجهز به این تراشه‌ها می‌توانند سختی و ویژگی‌های اشیاء مختلف را شبیه‌سازی کنند، قابلیتی که جراحان را قادر می‌سازد از راه دور، بافت‌ها را «لمس» کنند.
دوام و مقاومت فوق‌العاده
تولید نمونه اولیه در آزمایشگاه کافی نیست؛ تیم تحقیق، فیبرها را تحت آزمایش‌های سخت دنیای واقعی قرار داده است. این نخ‌ها بیش از ۱۰,۰۰۰ بار خم شده و سایش را تحمل کردند، تا ۳۰ درصد کش آمدند، پیچ خوردند و حتی پس از ۱۰۰ بار شستشو سالم ماندند. آن‌ها در برابر دما (تا ۱۰۰ درجه سانتی‌گراد) و فشار (معادل وزن یک کامیون ۱۵.۶ تنی) نیز مقاوم هستند.
در حال حاضر، تیم فودان با یک بیمارستان همکاری می‌کند تا از این تراشه‌های فیبری در جراحی‌های قلب و عروق بهره گیرد.
چن در پایان گفت:
«امیدواریم روزی پارچه‌های الکترونیکی ساخته شده با این تراشه‌ها بتوانند اطلاعات را با همان سرعت و کیفیت گوشی‌ها و کامپیوترهای امروزی منتقل کنند.»
دیدگاه‌ها
دیدگاه‌ها پس از بررسی تحریریه منتشر می‌شوند. توهین، تبلیغ و لینک‌های بی‌ربط حذف می‌شوند؛ نقد فنی و مستند همیشه خوش‌آمد است.
هنوز دیدگاهی ثبت نشده است. اولین نفری باشید که نظرش را می‌نویسد.