ΕΝΑ ΤΑΞΙΔΙ ΣΤΙΣ ΤΕΛΕΥΤΑΙΕΣ ΕΠΙΣΤΗΜΟΝΙΚΕΣ ΕΞΕΛΙΞΕΙΣ ΚΑΙ ΣΤΙΣ ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΤΟΥΣ

¨...Η θέση και η ταχύτητα ενός μικροσκοπικού σωματιδίου δεν μπορεί να είναι ταυτόχρονα γνωστές με απόλυτη ακρίβεια....Όμως το πραγματικό περιεχόμενο της αρχής της αβεβαιότητας αναδεικνύεται αν την εφαρμόσουμε σε ένα σωματίδιο παγιδευμένο σε μια μικροσκοπική περιοχή, οπότε η θέση του είναι γνωστή με περιθώριο λάθους, δηλαδή απροσδιοριστία, όση και η διάσταση της φυλακής του. Εφόσον η απροσδιοριστία στη θέση του θα είναι πολύ μικρή, η απροσδιοριστία στην ταχύτητά του θα είναι πολύ μεγάλη, οπότε και η ταχύτητά του η ίδια θα είναι μεγάλη κατά μέσο όρο. Οδηγούμαστε έτσι στο εξής εντυπωσιακό- και πολύ βαθύ - συμπέρασμα: όσο πιο μικροσκοπική είναι η φυλακή στην οποία είναι κλεισμένο ένα σωματίδιο, τόσο μεγαλύτερη είναι η ταχύτητά του κατά μέσο όρο, άρα τόσο μεγαλύτερη και η κινητική ενέργεια που υποχρεούται να έχει... Η πιο μικροσκοπική φυλακή που υπάρχει στη φύση είναι ο ατομικός πυρήνας. Τι περιμένουμε λοιπόν να κάνουν οι έγκλειστοί του, δηλαδή τα πρωτόνια και τα νετρόνια που βρίσκονται στο εσωτερικό του; Σύμφωνα με τα παραπάνω, θα έχουν τεράστιες κινητικές ενέργειες ακριβώς επειδή είναι παγιδευμένα σε μια τόσο μικροσκοπική περιοχή. Ο πυρήνας είναι γίγαντας ενέργειας ακριβώς επειδή είναι νάνος μεγέθους...¨
¨ Το φάντασμα της όπερας¨, Στέφανος Τραχανάς, καθηγητής Φυσικού Τμήματος Παν. Κρήτης
Αφιέρωμα στην αρχή της απροσδιοριστίας ή αρχή της αβεβαιότητας του Heisenberg η οποία ανακαλύφθηκε το 1927 και ...κρύβεται πίσω από όλες τις βασικές φυσικές προυποθέσεις που επιτρέπουν στο σύμπαν να φτάσει έως την αυτογνωσία!

Δευτέρα 21 Ιουλίου 2014

Εύκαμπτες μπαταρίες που εκτυπώνονται

Η κεντρική ιδέα είναι οι μπαταρίες να είναι ασφαλείς για εφαρμογές που φοριούνται στο σώμα, ενώ το  μικρό μέγεθος και η ευκαμψία τους θα επιτρέπουν σχεδιασμούς  προϊόντων που θα ήταν αδύνατοι με «συμβατικές» lithium-based μπαταρίες.
Περισσότερο αυτοκόλλητα παρά μπαταρίες θυμίζουν οι εύκαμπτες, επαναφορτιζόμενες μπαταρίες που αναπτύσσει η Imprint Energy, μια startup από την Καλιφόρνια- οι οποίες έχουν το επιπρόσθετο πλεονέκτημα ότι μπορούν να εκτυπώνονται φθηνά με βιομηχανικούς screen εκτυπωτές. Όπως αναφέρεται σε δημοσίευμα του MIT Technology Review, η εταιρεία πραγματοποιεί δοκιμές των εν λόγω μπαταριών (zinc-polymer) για συσκευές που φοριούνται στον καρπό και προσβλέπει σε πώλησή τους σε κατασκευαστές wearable ηλεκτρονικών, ιατρικών συσκευών, περιβαλλοντικών αισθητήρων κ.α...
Η κεντρική ιδέα είναι οι μπαταρίες να είναι ασφαλείς για εφαρμογές που φοριούνται στο σώμα, ενώ το  μικρό μέγεθος και η ευκαμψία τους θα επιτρέπουν σχεδιασμούς  προϊόντων που θα ήταν αδύνατοι με «συμβατικές» lithium-based μπαταρίες. Ακόμα και σε πολύ μικρά μεγέθη, οι μπαταρίες αυτές θα μπορούν να παρέχουν αρκετό ρεύμα για χαμηλής ισχύος αισθητήρες ασύρματης επικοινωνίας, κάτι που συνιστά διαφοροποίηση από άλλα είδη λεπτών μπαταριών.
Οι μπαταρίες στηρίζονται σε έρευνες που ξεκίνησε η συνιδρύτρια της εταιρείας, Κριστίν Χο, κατά το τελευταίο έτος των σπουδών της στο University of California, Berkeley, όπου συνεργάστηκε με έναν ερευνητή στην Ιαπωνία για την παραγωγή μικροσκοπικών μπαταριών ψευδαργύρου μέσω 3-D εκτυπωτή. Οι μπαταρίες που χρησιμοποιούνται στα περισσότερα laptops και smartphones περιέχουν λίθιο, το οποίο έχει την τάση να αντιδρά πολύ και ως εκ τούτου πρέπει να προστατεύεται μέσω μεθόδων που αυξάνουν το μέγεθος και τον όγκο της μπαταρίας.
Ο ψευδάργυρος είναι πιο σταθερός, ωστόσο οι βασισμένοι στο νερό ηλεκτρολύτες σε συμβατικές μπαταρίες ψευδαργύρου κάνουν τον ψευδάργυρο να σχηματίζει «δενδρίτες» (δομές που παραπέμπουν σε κλαδιά δέντρου), που μπορούν να επεκταθούν από το ένα ηλεκτρόδιο στο άλλο, προκαλώντας προβλήματα στη μπαταρία. Η Χο ανέπτυξε έναν στέρεο πολυμερή ηλεκτρολύτη που επιτρέπει την αποφυγή των προβλημάτων και παράλληλα παρέχει μεγαλύτερη σταθερότητα και αυξημένες δυνατότητες επαναφόρτισης.
Παρά τη ζήτηση για εύκαμπτες μπαταρίες, η Χο σημειώνει ότι δεν έχει δημιουργηθεί κάποιο στάνταρ για τη μέτρηση της ευκαμψίας τους, κάτι που ενοχλεί πελάτες οι οποίοι επιθυμούν να συγκρίνουν επιδόσεις- οπότε και η εταιρεία ανέπτυξε τον δικό της εξοπλισμό και άρχισε να κάνει δοκιμές, συγκρίνοντας τις μπαταρίες της με άλλες εύκαμπτες μπαταρίες που κυκλοφορούν στο εμπόριο. Όπως αναφέρεται στο δημοσίευμα, οι υπάρχουσες μπαταρίες «κατέρρεαν» μετά από λιγότερους από 1.000 «κύκλους» κάμψης, ενώ οι μπαταρίες της Imprint παρέμεναν σταθερές.
www.naftemporiki.gr