استفاده از قطرات باردار آب در فناوری‌های تصفیه هوا

هنگامی که قطرات آب در معرض میدان الکتریکی قوی مانند قطرات باران از طریق رعد و برق قرار می‌گیرند، آنها تمایل دارند به غبار الکتریکی تبدیل شوند.

به گزارش ایسنا و به نقل از تک تایمز، هرچه میدان الکتریکی قوی‌تر باشد، بیشتر احتمال دارد یک قطره آب تجزیه شود.

اخیراً محققان "ام.آی.تی"(MIT) یک فرمول ساده ارائه کرده‌اند و ادعا می‌کنند که توسط این فرمول می‌توان به صورت دقیق قدرت میدان الکتریکی برای شکستن یک قطر آب را پیش‌بینی کرد. پژوهشگران بر این باورند که از این روش می‌توان در توسعه نوع جدیدی از دستگاه‌های تصفیه هوا یا آب و فضاپیماها استفاده کرد.

"جاستین بروز"(Justin Beroz) دانشجوی کارشناسی ارشد ام.آی.تی و نویسنده اصلی این مطالعه گفت: طی این مطالعه مهندسان و دانشمندان مجبور به انجام شبیه‌سازی‌های فشرده محاسباتی برای ارزیابی ثبات یک قطره الکتریکی شدند. با فرمولی که ما ارائه داده‌ایم به راحتی و تنها با داشتن یک کاغذ و مداد ساده می‌توان ثبات یک قطره الکتریکی را پیش‌بینی کرد.

قطرات آب به علت تنش سطحی، کره‌های کوچک را تشکیل می‌دهند. با این حال، در حضور نیروهای دیگر، مانند یک میدان الکتریکی، تمایل دارند شکل خود را از دست بدهند. در حالی که کشش سطحی مولکول‌های آب را به داخل وارد می‌کند، نیروهای دیگر آنها را به بیرون می‌رانند. اگر میدان الکتریکی به اندازه کافی قوی باشد، قطره آب قادر نخواهد بود شکل دیگری پیدا کند که بتواند هر دو نیرو را متعادل کند و این موضوع سبب ناپایداری و شکستن قطرات می‌شود.

طی این مطالعه، پژوهشگران یک آزمایش انجام دادند و در آن قطرات آب را بر روی یک صفحه الکتریکی فلزی قرار دادند. آنها از یک دوربین با سرعت بالا برای مشاهده تغییرات شکل قطرات آب استفاده کردند.

بروز طی این مطالعه اندازه‌های مختلف قطرات آب را تحت فشارهای مختلف میدان الکتریکی مورد بررسی قرار داد. او شکل ظاهری پایدار هر قطره آب را قبل از شکستن مشخص نمود و سپس پارامترهایی مانند حجم، ارتفاع و شعاع آنها را محاسبه نمود. او داده هر قطره آب را ترسیم کرد و متوجه شد که همه اینها به یک خط مستقیم می‌رسند.

در ایجاد این فرمول جدید پژوهشگران از پنج پارامتر شعاع، حجم، کشش سطحی، قدرت میدان الکتریکی و الکتریک گذردهی قطرات آب استفاده کردند. به گفته پژوهشگران می‌توان از این فرمول برای توسعه تکنیک‌هایی مانند "الکترو اسپری"(electrospraying) استفاده نمود. از این روش معمولاً برای تجزیه بیومولکول‌ها در فضا استفاده می‌کنند.

یافته‌های این مطالعه در مجله "Physical Review Letters" منتشر شد.

چاپ سه بعدی اندام‌ها بدون داربست

محققان به تازگی موفق به چاپ سه بعدی اندام‌ها بدون وجود داربست شدند.

به گزارش فارس، تاکنون دانشمندان با استفاده از چاپ سه بعدی، اندام‌های زیادی را ساختند اما باید بدانید که این روش معایبی نیز دارد که محققان به دنبال رفع آن هستند؛ از همین رو آنها روش جدیدی از چاپ سه بعدی را ارائه کردند که نیازی به داربست ندارد. این در حالی است که چاپ بافت زنده معمولا با استفاده از یک داربست و شبکه‌ای از مواد زیست‌سازگار انجام می‌شود.

براساس گزارش «نیواطلس»، فناوری زیست چاپ بافت‌های بدن، شامل کاشت سلول‌ها در موادی با یک داربست است؛ این مواد یک خانه سه بعدی برای سلول ها است که می توانند در آن تکثیر پیدا کنند و در نهایت به میزبان تحویل داده شوند.

طبق گفته دانشمندان دانشگاه «ایلینوی» در شیکاگو، محققان در این روش جدید به جای داربست از یک بلوک هیدروژلی استفاده کردند که از ذرات میکروسکوپی ساخته شده است.

گفتنی است؛ محققان تمام هیدروژل بافت زایشی را در معرض نور ماوراءبنفش قرار می‌دهند تا ذرات به یکدیگر متصل شوند؛ پس از چند هفته این سلول ها شروع به تکثیر و ارتباط با یکدیگر می‌کنند.

طبق این گزارش، تاکنون محققان با استفاده از این روش یک استخوان ران و غضروف گوش را تولید کردند.

آزمایش موشک‌های مافوق صوت توسط جنگنده‌های ارتش آمریکا

نیروی هوایی ارتش آمریکا برای نخستین بار موشک‌های مافوق صوت جدید خود را سوار بر بمب‌افکن آزمایش کرد.

به گزارش ایسنا و به نقل از گیزمگ، موشک مافوق صوت جدید نیروی هوایی ایالات متحده موسوم به "ARRW" برای اولین بار در پایگاه هوایی نیروی هوایی ادواردز در کالیفرنیا آزمایش شد.

این موشک در زیر بال بمب‌افکن "B-52 Stratfortress" آزمایش شد. البته این آزمایش با یک نمونه اولیه بدون موتور از این موشک انجام شد که رها هم نشد، اما به حسگرهایی برای ثبت ضربات و ارتعاش وارد بر موشک و هواپیما مجهز بود.

تسلیحات مافوق صوت دارای توانایی ایجاد تحول و برتری مطلق در میدان جنگ در قرن ۲۱ هستند، همانطور که موتور جت در قرن بیستم این تفاوت را رقم زد.

هرچند که عملکرد در سرعت بیش از پنج ماخ (۵۴۴۰ کیلومتر در ساعت) چالش‌های مهندسی زیادی را به همراه دارد. به همین دلیل، پیشرفت سریع و زیادی در این عرصه صورت نمی‌گیرد، هر چند که نیروی هوایی آمریکا برای دستیابی به یک اسلحه مافوق صوت عملیاتی عجله دارد.

موشک "ARRW" در این آزمایش مسلح نبود و سوخت‌گیری هم نشده بود. نیروی هوایی می‌گوید داده‌های حسگرها برای همه تسلیحات جدید مورد نیاز است و به کار گرفته می‌شود.

موشک "ARRW" یکی از دو سلاح مافوق صوت است که تحت قراردادهای نیروی هوایی با شرکت "لاکهید مارتین" توسعه یافته است و انتظار می‌رود با توجه به پیشرفت سریع پروژه در سال ۲۰۲۲ عملیاتی شود.

دکتر "ویل روپر" معاون فناوری و لجستیک نیروی هوایی آمریکا می‌گوید: ما به لطف کنگره از نمونه‌سازی سریع بهره می‌بریم هرچه سریع‌تر قابلیت سلاح‌های مافوق صوت را به صحنه نبردهایمان اضافه کنیم.

چرنوبیل تکرار می‌شود؟

خیلی‌ها با مشهور شدن یک مینی‌سریال در جهان، درباره واقعیت‌های علمی بدترین فاجعه هسته‌ای جهان کنجکاو شده‌اند

شهرها را ساکنان و آدم‌ها می‌سازند نه برج‌ها و ساختمان‌ها؛ این جمله ۳۳سال است که در شعاع ده‌ها کیلومتری اطراف نیروگاه چرنوبیل ثابت شده است.

این روزها یک مینی‌سریال ۵قسمتی در جهان سر و صدای زیادی به پا کرده و ۳۳ سال پس از یک فاجعه اتمی دنیا را یاد چرنوبیل انداخته است. ۶اردیبهشت ۱۳۶۵ فاجعه‌ای در نیروگاه چرنوبیل اوکراین رخ داد که آثار آن هنوز هم در جهان باقی است و از خاطره‌ها نرفته است. تا ۲۴ هزار سال کسی نمی‌تواند در زمین‌های اطراف آن که حالا به شهر ارواح مشهور است زندگی کند.

به گزارش نیویورک‌تایمز، هر چند شاید بخش‌های بسیاری از این سریال در پروسه سریال‌سازی ساختگی باشد و کسی هم آن را فیلمی مستند نمی‌داند اما مهم‌ترین بخش این است که چنین فاجعه‌ هولناکی اتفاق افتاده است. رعایت موارد ایمنی در رآکتورهای جدید بسیار جدی‌تر است و خطر حادثه‌ای مانند چرنوبیل در مقیاس جهانی کمتر شده است. اما انجمن جهانی هسته‌ای ۱۰ رآکتور فعال از نوع کانالی توان‌بالا (RBMK) را در روسیه فهرست کرده است (یکی از رآکتورها در سن‌پترزبورگ در سال ۲۰۱۸ از رده خارج شد).

روسیه‌، تنها کشوری است که از رآکتورهایی استفاده می‌کند که دراصل، اتحاد جماهیر شوروی آنها را طراحی کرده‌ و ساخته ‌است. 4 رآکتور RBMK در کورسک، شهری در غرب روسیه و 3 رآکتور در سن‌پترزبورگ، شهری با بیش از 5 ‌میلیون نفر جمعیت و 3 رآکتور دیگر در شهر اسمولنسک، شهری در فاصله 4ساعتی از مسکو، شناسایی شده‌اند. یکی از رآکتورهای RBMK اسمولنسک مجوز عملیات تا سال ۲۰۵۰ را دارد؛ ولی مجوز سایر رآکتورها بین سال‌های ۲۰۲۱ تا ۲۰۳۱ منقضی خواهد شد. سریال چرنوبیل باعث شده تا درخواست تورهای گردشگری به این منطقه ۴۰درصد افزایش پیدا کند. هر چند کسی نمی‌تواند حتی در مناطقی که اصطلاحا امن اعلام شده مدت زیادی باقی بماند.

در چرنوبیل چه رخ داد؟

در ششم اردیبهشت 1365، کارکنان شیفت شب نیروگاه هسته‌ای چرنوبیل در نزدیکی شهر پریپیات اوکراین، سیستم‌های ایمنی اضطراری و سیستم تنظیم برق را از کار انداختند تا وضعیت قطع برق را شبیه‌سازی‌ کنند. هدف تست این بود که ببینند اگر برق قطع شود و شرایط اضطراری به‌وجود‌ آید، آیا می‌توان از برق باقی مانده در توربین‌های بخار نیروگاه برای راه‌اندازی پمپ‌های آب و خنک‌سازی‌ هسته رآکتور استفاده کرد یا خیر.

به خاطر ایمنی کارکرد رآکتور، کارکنان نیروگاه اتمی چرنوبیل باید توان خروجی کلی را کاهش داده و نهایتاً به 700مگاوات می‌رساندند، اما خطای انسانی باعث شد میله‌های کنترلی بیش از حد وارد هسته شوند. این میله‌ها وظیفه کنترل واکنش زنجیره‌ای را بر عهده دارند و ورود بیش از اندازه آنها به هسته رآکتور، توان خروجی را به 30مگاوات رساند.

با قطع شدن برق و از کار افتادن توربین‌ها، جریان آب داخل رآکتور هم کند شده و آب کمتری برای خنک‌سازی‌ هسته وجود دارد. به همین دلیل بخشی از آب به بخار فوق گرم تبدیل شده و فاجعه از اینجا شروع می‌شود. در رآکتورهای نوع RBMK یعنی همان مدلی که در چرنوبیل به‌کار رفته بود، این حباب‌های بخار باعث کاهش جذب نوترون‌ها می‌شوند، یعنی تعداد نوترون‌های هسته به‌شدت افزایش می‌یابد و شکافت هسته‌ای با سرعت بیشتری رخ می‌دهد. واکنش بیشتر، رآکتور داغ‌تر، بخار بیشتر و... چرخه‌ای که تا مرز انفجار ادامه می‌یابد. وقتی آبی برای خنک‌سازی‌ رآکتور نباشد، دما افزایش می‌یابد و گداخت یا ذوب شدن سوخت اتفاق می‌افتد. 2 ثانیه پس از انفجار اول، انفجار مهیب دوم رخ داد و بلوک محافظ سیمانی 1000تنی را به آسمان پرتاب کرد. هسته رآکتور به اطراف پاشید و آتش‌سوزی گسترده‌ای را روی سقف رآکتور مجاور ایجاد کرد.

انرژی پاک شوخی نیست

هنوز برخی تصور می‌کنند که انرژی‌های پاک جنبه سرگرمی و تفننی در جهان دارند. اما تغییرات آب و هوایی زمین و افزایش گازهای گلخانه‌ای نشان داده بشر باید کاری برای نجات زمین انجام دهد. به همین‌خاطر بسیاری از کشورها در جست‌وجوی استفاده گسترده از انرژی‌های پاک هستند. به‌طور نمونه تمام برق مورد نیاز در مقر شرکت‌هایی مانند اپل و گوگل از انرژی‌های پاک تامین می‌شود. در انگلیس هم برای نخستین بار در 3 ماهه اول سال ۲۰۱۸ تولید برق مزرعه‌های بادی از نیروگاه‌های هسته‌ای پیشی گرفته است. منافع استفاده از انرژی‌های پاک را با فاجعه چرنوبیل مقایسه کنید. پس از حادثه چرنوبیل، ابتدا محیط اطراف تأسیسات به امواج رادیواکتیو آلوده شد اما بعد به‌تدریج ابرهای آلوده به نواحی دورتر سر کشیدند و بارش باران سبب شد که بخش‌های وسیعی از اروپا به مواد رادیواکتیو آلوده شوند. تنها در رآکتور شماره ۴ نیروگاه چرنوبیل حدود ۱۹۰ تن مواد رادیواکتیو ازجمله سزیوم و پلوتونیوم انبار شده بود. بخش قابل توجهی از این مواد پس از انفجار نیروگاه به خارج نشت کرد و در منطقه‌ای به وسعت ۲۰۰ هزار کیلومترمربع پخش شد.

مشتری را از روی زمین ببینید!

ناسا اعلام کرد مشتری و چهار قمر آن در سراسر ماه ژوئن (ماه جاری میلادی) با کمک دوربین دو چشمی ساده در آسمان شب قابل رویت هستند. در این ماه فاصله مشتری تا زمین به کمترین حد می رسد.

به گزارش مهر به نقل از دیلی میل، طبق اعلام ناسا در ماه جاری، مشتری، بزرگترین سیاره در منظومه شمسی به اندازه‌ای به زمین نزدیک می‌شود که می‌توان آن را بدون تلسکوپ مشاهده کرد.

همچنین افراد می‌توانند با یک دوربین دو چشمی چند قمر این سیاره را نیز مشاهده کنند. طبق اعلام ناسا مشتری در تمام ماه ژوئن در آسمان شب می‌درخشد و احتمالاً بهترین زمان برای رصد این سیاره در آسمان ۱۰ ژوئن است.

در این تاریخ مشتری با زمین و خورشید در یک تراز قرار می‌گیرد، به طوری که زمین بین آنها است.

در بیانیه ناسا در این باره آمده است: این تاریخ بهترین زمان از سال برای رصد مشتری است. این سیاره در آسمان شب قابل رصد است و البته فاصله آن تا زمین نیز به کمترین میزان می‌رسد.

البته اگر افراد نتوانند در ۱۰ ژوئن این سیاره را در آسمان رصد کنند نیز مشکلی نیست زیرا در روزهای قبل و بعد این تاریخ نیز مشتری در آسمان قابل رؤیت است.

مشتری و چهار قمر بزرگ آن (لو، اروپا، گاندیمد و کالیسترو) را می‌توان فقط با یک دوربین دو چشمی کوچک رصد کرد.