تازه هایی از دنیای دانش و فناوری

آخرین مطلب

ساخت کوچکترین هارددیسک جهان با تکنولوژی خاص

دانشمندان موفق به ذخیره یک بایت داده در هارددیسک مغناطیسی کوچکی شدند که خودشان آن را با تنها 96 اتم ساخته بودند. این پیشرفتی است که می‌تواند نوید تولید انبوه هارددیسک‌هایی را با ظرفیت 200 تا 300 برابر حجم متعارف‌شان بدهد.

به گزارش ورد آی تی، دانشمندان شرکت IBM و مرکز "پژوهش‌های لیزر الکترونی آلمان" (CFEL)، با تولید کوچک‌ترین هارددیسک‌ دنیا به ابعاد 96 اتم و حجم یک بایت، رکورد جدیدی را در ساخت کوچک ترین هارد دیسک ثبت کردند. هارددیسک‌های معمولی، برای ذخیره تنها یک بایت داده، به نیم‌میلیارد اتم نیازمندند. به عبارت دیگر، به کمک فناوری جدید، می‌توان ظرفیت یک آیپاد‌ تاچ را به 12.8 ترابایت رساند. سباستین لوت (Sebastian Loth) از CFEL سرپرست این پژوهش می‌گوید: "این ایده را به کمک پدیده‌ای که در طبیعت به وفور اتفاق می‌افتد، می‌توان عملی کرد."منظور لوت از این پدیده، چگونگی چرخش الکترون‌ها در یک اتم است. هارددیسک‌های امروزی، نیازمند یک ماده مغناطیسی همچون آهن هستند تا جهت چرخش همه الکترون‌های‌شان مشابه باشد. این هاردها با تفسیر نحوه جهت‌گیری مغناطیسی نواحی مختلف روی دیسک و نیز استفاده از یک محیط بیرونی برای انتقال داده‌ها به آن، کار خوانش اطلاعات را به ثمر می‌رسانند.

اما این مواد مغناطیسی، که به "فرومغناطیس" (ferromagnetic) معروف هستند را تا حد مشخصی می‌شود کوچک کرد. چراکه اگر نواحی مغناطیسی مختلف روی یک دیسک، بیش از اندازه به هم نزدیک شوند، میدان‌های مغناطیسی‌شان با هم تداخل و کار ذخیره‌سازی داده‌ها را مشکل می‌کند، و یا به‌گفته لوت، "به‌سختی می‌توان اطلاعات را در این محیط مغناطیسی متراکم جای داد"، اما در موادی که ذاتاً مغناطیسی نیستند و به مواد "پادفرومغناطیس" (antiferromagentic) مشهورند، الکترون‌ها جهت چرخش مشخصی ندارند و به‌شکل خنثی عمل می‌کنند. لوت می‌گوید: "از آنجاکه نواحی پادفرومغناطیسی، فاقد میدان مغناطیسی هستند، می‌توان بر تراکم‌شان افزود." در واقع دانشمندان می‌توانند اطلاعات را در فضایی به عرض تنها یک نانومتر، جا بدهند.

براساس گزارش ورد آی تی ، این گروه، به کمک ابزار ویژه‌ای موسوم به "میکروسکوپ تونلی- روبشی" (STM)، موفق به تولید این هارددیسک، از اتم‌های منفرد شدند. آن‌ها اتم‌ها را به دقت در صفوف شش‌تایی قرار دادند و تنها دو صف برای ذخیره کردن یک بایت داده کفایت می‌کرد. از این‌رو با هشت جفت صف شش‌تایی، یک هادردیسک به ظرفیت یک بایت ایجاد شد.هر جفت صف اتم‌ها، شامل دو وضعیت مغناطیسی بالقوه به نمایندگی از صفر و یک است. گسیل یک پالس الکتریکی از میکروسکوپ STM کافی است تا نحوه جهت‌گیریِ مغناطیسی، از یک صف به صف دیگر انتقال یابد. از پالس الکتریکی ضعیف‌تری هم برای خوانش داده‌ها استفاده می‌شود.

ماتیاس بوده (Mathias Bode)، استاد فیزیک کاربردی دانشگاه ورزبورگ آلمان می‌گوید: "این پژوهش نشان می‌دهد شما تمامی پیش‌نیازهای لازم برای ذخیره‌سازی داده بر یک ذره پادفرومغناطیسی را در اختیار دارید." این پژوهش، از منظر دیگری هم حائز اهمیت است: دانشمندان متوجه شده‌اند حداقل چه تعداد اتم‌ را می‌توان تا پیش از حکمفرمایی قوانین محدودکننده کوانتومکانیکی، تحت کنترل گرفت. ظاهراً 12 اتم، حداقل‌ تعداد لازم برای چنین کاری است. کمتر از این تعداد، اطلاعات ذخیره‌شده‌مان با اثرات کوانتومی در هم می‌آمیزد و تفکیک‌شان از هم میسر نیست.

متخصصان بزرگ شرکت IBM موفق شدند نخستین باتری تنفسی جهان را تولید کنند. این باتری قادر است با یک بار شارژ، انرژی لازم برای خودروهای برقی را تا مسافت 500 مایل در خود ذخیره نماید. این باتری سبک وزن و با چگالی بالا بوده و می تواند با استفاده از گاز‌های موجود در هوا، شارژ شود. اما این باتری عجیب و غریب چگونه کار می کند؟ پروژه باتری‌های تنفسی IBM با هدف ایجاد باتری های مناسب خودورهای الکتریکی در سال 2009 آغاز به کار کرد.

باتری لیتیومی-تنفسی IBM پس از جذب اکسیژن هوا آن را با عناصر لیتیوم ترکیب کرده و پروکسید لیتیوم و انرژی الکتریکی می سازد. هر زمانی که این باتری شارژ می‌شود، اکسیژن از آن خارج می گردد. به همین خاطر است که به آن باتری تنفسی اطلاق می شود.

از آنجا که اکسیژن مورد نیاز این باتری از هوا قابل جذب است، وزن آن نیز سبک‌تر از سایر باتری‌های مشابه می‌باشد. از سوی دیگر، با وجودی که از دهه 70 میلادی بحث و گفتگو بر سر باتری‌های لیتیومی بالا گرفته است، پرواضح است که اکنون با استفاده از گرافین و نانو لوله‌های کربنی، فن آوری لازم برای ساخت چنین باتری‌هایی را در اختیار داریم.

علاوه بر این، نباید از یاد ببریم که باتری‌های لیتیومی تنفسی در مقایسه با باتری های Li-ion یا Lithium-ion حجم بالاتری از انرژی را در خود ذخیره می‌نمایند. پس می‌توانند جایگزین بهتری برای سوخت های فسیلی به حساب آیند. این باتری‌ها دارای حجم انرژی ماکسیمم معادل 12 کیلو وات بر کیلوگرم هستند که تقریباً 15 برابر باتری‌های Lithium-ion انرژی را در خود جای می دهند.

سئوالی که اکنون مطرح است آنکه باتری های لیتیومی-تنفسی می توانند جایگزین بنزین شوند؟ شاید در آینده نزدیک پاسخ مان آری باشد اما اکنون نه خیر!

********************

ساخت برچسب ارزان قیمت برای انتقال اطلاعات بی سیم

محققین کره ای روش جدید و ارزانی برای انتقال اطلاعات از اشیا به تلفن های همراه ابداع کرده اند. تا به حال اگر می خواستید چنین کاری انجام بدهید باید سراغ استفاده از "کیو آر کد" می رفتید. فناوری ان اف سی نیز مدتی است که از راه رسیده و سر و صدای زیادی به پا کرده اما تا به حال محدودیتی داشته که سبب می شده آنقدرها هم فراگیر نشود: قیمت گران برای برچسب های انتقال اطلاعات.

حالا محققین کره ای حلقه مفقوده را کشف کرده اند. آنها موفق شده اند برچسب های RFID بسازند که چاپ آنها بسیار ارزان تمام می شود و با گیرنده ان اف سی موبایل ارتباط برقرار می کند. در واقع هزینه ساخت هر کدام از این برچسب ها 1 سنت (یک صدم یک دلار - معادل تقریبا 20 تومان) است.

این برچسب حاوی یک آنتن از نوع Rectenna است که وقتی شما تلفن تان را نزدیک آن می برید، می تواند امواج ارسالی از فرستنده ان اف سی موبایل تان را دریافت و آنها را تبدیل به انرژی الکتریسیته کند. حالا این برچسب می تواند کار انتقال اطلاعات با تلفن را انجام دهد.

جالب تر اینکه این برچسب های نازک و قابل انعطاف هستند و می توان از آنها روی هر چیزی استفاده کرد. از علامت های سطح شهر و پوسترها گرفته تا برچسب قیمت روی لباس و مواد غذایی و ضمنا می توان چند کیلوبایت اطلاعات در آنها ذخیره کرد.

تصورش را بکنید در یک فروشگاه موبایل تان را روی یک ماده غذایی بگیرید تا تمام اطلاعات مربوط به آن ماده شامل کالری، تاریخ مصرف ظاهر شود. البته این تازه یک بخش کوچک ماجرا است و کاربردهای بسیار متفاوتی می توان برای این برچسب های کوچک متصور شد.

تیم کره ای 4 سال را صرف ساخت روش جدید کرده اند تا بتوانند مدلی ارزان قیمت و کاربردی تولید کنند. آنها می گوید مزیت بزرگ تکنیک آنها این است که می توان اطلاعات دیجیتال را با جوهر الکترونیک روی برچسب حک کرد و تمام چیزهایی که برای یک ارتباط بی سیم نیاز دارید در یکجا جمع شده است.

منابع:نارنجی، زومیت،وردآی تی