گجت نیوز آخرین اخبار تکنولوژی، علم و خودرو 
کشف ذرات نانو خودترمیم شونده توسط پژوهشگران موسسه Technion، نوید ساخت وسایل الکترونیکی با فناوری خود تعمیر شونده را در آینده می‌دهد.
اگر صفحه‌نمایش ترک‌خورده تلفن هوشمند یا پنل های خورشیدی که به ماهواره انرژی می‌دهند، می‌توانستند خود را تعمیر کنند، چه اتفاقی می‌افتاد؟ این نوع ربات‌ها و وسایل الکترونیکی نه تنها یک موضوع علمی-تخیلی مانند ماشین‌های خودآگاه فیلم ترمیناتور هستند که می‌توانند خود را تعمیر کنند، بلکه برای دانشمندان و توسعه‌دهندگان فناوری نیز بسیار جالب هستند. پژوهشگران موسسه فناوری Technion معتقدند که ایده ساخت وسایل الکترونیکی خود تعمیر شونده ممکن است امکان‌پذیر باشد و برای اثبات آن می‌توان از تکنولوژی روز بهره گرفت.
با گسترش فناوری و استفاده از آن، وسایل الکترونیکی که طول عمر بیش‌تری دارند برای عملیات حیاتی ارزشمندتر و ضروری‌تر هستند. فناوری‌های مورد استفاده ما به صورت روزانه که شامل گوشی‌های هوشمند، لپتاپ یا تبلت می‌شوند، همگی عمر بسیاری محدودی دارند. این چرخه‌های کوتاه عمر بیش‌تر به‌دلیل آسیب‌های الکترونیکی و تخریب طبیعی قطعات الکترونیکی از جمله باتری‌های لیتیومی است. از دولت گرفته تا صنعت فناوری خصوصی، آسیب‌های الکترونیکی می‌توانند عواقب قابل توجهی را در پی داشته باشند.
برای مثال، مطالعه انجمن تخلیه الکترواستاتیک (ESD) در سال 2010، تخمین زده که صنایع، صرفا به دلیل آسیب الکترونیکی الکترواستاتیک ممکن است سالانه تا 5 میلیارد دلار از دست بدهند. این رقم تا سال جاری با توجه به کارکرد ابر جهانی توسط سرورهای بی‌پایان و در حال گسترش، ریسک خطرات را با افزایش مواجه کرده است.
دود، آتش، گرد و غبار، خوردگی، تغییرات دما، تشعشع، شوک مکانیکی، ضربه، شکست تماس، تنش حرارتی و … از جمله عواملی هستند که باعث آسیب به یک وسیله الکترونیکی می‌شوند. از سوی دیگر، فناوری‌های دیگری مانند تکنولوژی فضایی ناسا یا ماهواره‌های تجاری که برای تعمیر و نگهداری قابل دسترس نیستند، به عمر طولانی‌تری نیاز خواهند داشت. وسایل الکترونیکی خود تعمیر شونده، اگرچه هنوز یک رویا هستند اما می‌توانند روزی به واقعیت تبدیل شوند.
محققان به ذرات نانو خود ترمیم شونده برخورده‌اند
یک گروه تحقیقاتی به سرپرستی پروفسور یهوناداو بکنشناین از دانشکده علوم و مهندسی مواد Technion، در حال مطالعه نانوذرات پروسکایت، برای بررسی پتانسیل آنها جهت ارائه جایگزینی سبز به‌جای مواد سمی سرب در حوزه الکترونیک بوده‌اند. آنها با انجام این کار، به موردی غیرمنتظره برخوردند.
این تیم در سطح میکروسکوپی دریافت که نانوکریستال‌ها یک سوراخ (آسیب) را از طریق نواحی یک ساختار برای ترمیم خود حرکت می‌دهند. محققان با ابراز شگفتی از این موضوع، کدی را برای تجزیه و تحلیل ویدیوهای میکروسکوپی و درک دینامیک و حرکات درون کریستال ترسیم کردند. آنها دریافتند که ناحیه آسیب دیده یا حفره تشکیل شده روی سطح ذرات، به مناطق پایدار انرژی در داخل منتقل شده و در نهایت به طور خود به خود به بیرون پرتاب می‌شوند. محققان توضیح دادند که از طریق این فرآیند خودترمیمی، نانوکریستال‌ها اساسا به حالت بدون آسیب بازگشتند.
محققان موسسه Technion بر این باورند که این کشف گامی کلیدی در جهت درک فرآیندهایی است که توسط نانوذرات پروسکایت می‌توانند خود را التیام ببخشند. این گروه هم‌چنین معتقد است که نانوذرات پروسکایت احتمالا می‌توانند در پنل‌های خورشیدی و سایر دستگاه‌های الکترونیکی مورد استفاده قرار گیرند. این مطالعه که توسط Advanced Functional Materials منتشر شده و در کتابخانه آنلاین Wiley در دسترس قرار دارد، با عنوان «خود ترمیمی حفره‌های کریستالی در نانوکریستال‌های پورسکایتی مضاعف با غیرفعال شدن سطحی در ارتباط است» نام‌گذاری شده است.
آینده فناوری خود تعمیر شونده
در حالی که محققان بر روی خواص خودترمیمی مواد و قطعات الکترونیکی کوچک‌تر تمرکز می‌کنند، پروژه‌های دیگر جهش‌های کوانتومی را به تکامل ماشین‌ها، سیستم‌ها و روباتیک خود تعمیر شونده تعمیم می‌دهند. نمونه کاملی از فناوری خود تعمیر شونده سخت‌افزاری و نرم‌افزاری در مقیاس بزرگ، دکستر نام دارد که ناسا از آن به عنوان «دستیار سازنده» ایستگاه فضایی بین‌المللی یاد می‌کند.
در تاریخ 2 مه 2019، کنترل‌کننده ناسا از دکستر برای جایگزینی یک واحد اتوبوس خراب استفاده کرد و ایستگاه فضایی بین‌المللی را به توان بالقوه معمول خود بازگرداند. ناسا توضیح داد که در این مورد، استفاده از دکستر باعث شد تا فضانوردان نیازی به پیاده‌روی فضایی اضطراری نداشته باشند، دکستر از طریق ریل سرتاسری که روی ماژول‌های ایستگاه نصب شده است، حرکت می‌کند. آن دسته از سیستم‌هایی که مستقیما روی ماژول‌های ایستگاه فضایی نصب نشده‌اند، در صورت نیاز به تعمیر، نگهداری یا جایگزینی می‌توان دکستر را بر روی بازوی رباتیک قابل گسترش به نام Canadarm 2 مستقر و این وظایف را به این ربات محول کرد.
دکستر یک ربات چندمنظوره عظیم است که توسط آژانس فضایی کانادا (CSA) ساخته شده است. این ربات وظایفی مانند تغییر بسته‌های باتری، شناسایی نشت آمونیاک و دیگر عملیات حیاتی را برعهده دارد. در حالی که دکستر توسط تیم‌های کنترل زمینی ناسا و CSA اداره می‌شود، برخی از عملکردهای آن به صورت مستقل صورت می‌گیرد. تماشای دکستر در حال حرکت طی ماموریت تعمیر، نشان می‌دهد که ربات‌های خودترمیم کننده در مقیاس بزرگ در آینده نزدیک چگونه خواهند بود.