ایمپلنت‌های پزشکی جدید از بدن انسان انرژی می‌گیرند

بیگ بنگ: محققان دستگاهی را ساختند که برای ذخیره‌ی انرژی، از یون‌های مایعات بدن انسان استفاده می‌کند. می‌توان از این انرژی برای تامین قدرت دستگاه‌های پزشکی، مانند دستگاه تنظیم‌کننده‌ی ضربان قلب، استفاده کرد.

به گزارش بیگ بنگ، در آینده، دستگاه‌های تنظیم‌کننده‌ی ضربان قلب و سایر ایمپلنت‌های پزشکی، دیگر به باتری نیاز ندارند. برق آنها به وسیله‌ی بدن انسان تامین خواهد شد. تیمی از محققان UCLA و دانشگاه کانکتیکات که اخیرا، به اصطلاح ابرخازن بیولوژیکی قادر به تبدیل یون‌های بدن به انرژی قابل ذخیره را آشکار ساختند، به این امر امید دارند. در حال حاضرباتری دستگاهی مانند دستگاه تنظیم‌کننده‌ی ضربان قلب، باید تعویض شود؛ که این خود نیازمند به عمل جراحی دیگر و همراه با خطراتی است. این ابرخازن با استفاده از یون‌ها یا ذرات باردار مایعات بدن از قبیل اوره یا سرم خون، شارژ می‌شود.

این دستگاه می‌تواند همراه با تمیزکننده انرژی باشد، که انرژی جنبشی بدن را به برق تبدیل می‌کند. این ابرخازن از گرافن و لایه‌ای از پروتئین‌های انسانی اصلاح‌شده ساخته شده و به عنوان الکترودی عمل می‌کند که برق به آن وارد و از آن خارج می شود. ماهر الکادی، محقق فوق دکترای UCLA، گفت: «ترکیب کردن تمیزکننده های انرژی با ابرخازن‌ها می‌تواند چنان قدرت بی‌حد و انتهایی برای دستگاه‌های قابل کاشت مادام‌العمر ارائه دهد که دیگر هیچوقت به تعویض آنها نیازی نباشد.»

پهنای این ابرخازن فقط یک میکرومتر است؛ که اندازه‌ی کوچک، آن را کارآمدتر می‌سازد و باعث می‌شود دستگاه بدون ایجاد آسیب، در بدن حرکت کند. اسلام موسی، دانشجوی ارشد در کانتیکات، گفت: «برخلاف باتری‌هایی که برای ذخیره‌ی انرژی از واکنش‌های شیمیایی که شامل مواد شیمیایی سمّی و الکترولیت‌ها است، استفاده می‌کنند، این طبقه‌ی جدید از ابرخازن‌های بیولوژیکی، با استفاده از یون‌های موجود یا مولکول‌های باردار سرم خون، انرژی را ذخیره می‌کنند». محققان این ابرخازن خود را در مجله‌ی مواد انرژی پیشرفته، به طور مفصل توضیح داده‌اند.

ترجمه: زهرا جهانبانی/ سایت علمی بیگ بنگ

منبع: upi.com

image_pdfimage_print

مایکروسافت ذخیره اطلاعات روی دی‌ان‌ای را عملی می کند

بیگ بنگ: در صورتی که بتوان از دی ان ای مانند نوارهای مغناطیسی برای ذخیره‌سازی اطلاعات استفاده کرد، به صورت نظری می‌توان تمامی اطلاعاتی که انسان تا به امروز در فضا گرد‌آوری کرده‌ است را در حجمی به اندازه یک پارکینگ دوگانه جا داد.

به گزارش بیگ بنگ به نقل از همشهری، مهندسان رایانه‌ای شرکت مایکروسافت با همکاری MIT قصد دارند طی چند سال آینده ذخیره‌سازی اطلاعات روی دی ان ای را آغاز کنند و انتظار دارند تا پایان این دهه مرکز داده‌هایی مجهز به سیستم ذخیره‌سازی عملیاتی با استفاده از دی‌ان‌ای در اختیار داشته باشند. هراندازه که قدیمی به نظر برسند، نوارهای مغناطیسی امروزه یکی از بهترین شیوه‌ها برای ذخیره‌سازی اطلاعات به شمار می‌روند زیرا نه تنها ارزان قیمت هستند، بلکه مقاومت بالایی نیز دارند و می‌توانند تا ۳۰ سال اطلاعات را در خود نگه دارند و در هر رول از آنها نزدیک به یک ترابایت اطلاعات ذخیره می‌شود.

اما اگر بدانید طی دو سال گذشته حجم اطلاعات تولیدی بیش از حجم اطلاعاتی بوده که طی کل تاریخ بشر تولید شده، به این نکته پی خواهید برد که برای ذخیره‌سازی به سیستمی کارامدتر نیاز خواهد بود. ماده‌ای بیولوژیکی مانند دی‌ان‌ای ممکن است برای چنین کاری عجیب به نظر بیاید، اما در واقع از توانایی بالایی در گنجاندن حجم بزرگی از داده‌ها در فضایی بسیار کوچک دارد.

در دهه ۱۹۴۰ اروین شرودینگر این فرضیه را مطرح کرد که می‌توان یک کد-اسکریپت وراثتی را درون یک سازه غیرتکرار‌شونده که شبه‌کریستال نامیده می‌شود، ذخیره کرد. فرضیه وی الهام‌بخش جیمز واتسون و فرانسیس کرک شد تا بتوانند ساختار مارپیچی دی‌ان‌ای را براساس مطالعه روزالین فنکلین کشف کنند و درک بشر از مکانیک حیات را متحول سازند.

اولین تلاش برای ذخیره‌سازی اطلاعات دیجیتال روی دی‌ان‌ای پنج سال پیش در سال ۲۰۱۲ و توسط دانشمندان دانشگاه هاروارد انجام گرفت. از آن پس فناوری به اندازه‌ای پیشرفت کرده که دانشمندان توانسته‌اند ۲۱۵ پتابایت اطلاعات را روی یک گرم از دی‌ان‌ای ذخیره کنند. این فرایند شاید از گنجایش بالایی برخوردار باشد، اما انجام آن به زمان زیادی نیاز دارد. سال گذشته شرکت مایکروسافت فناوری ذخیره‌سازی دی‌ان‌ای خود را با کدگذاری نزدیک به ۲۰۰ مگابایت اطلاعات مربوط به ۱۰۰ اثر ادبی کلاسیک را در چهار پایه دی ان ای به نمایش گذاشت.

این فرایند هزینه‌ای نزدیک به ۸۰۰ هزار دلار در بر دارد و سرعت آن بسیار پایین است درحدی که اطلاعات با سرعت ۴۰۰ بایت بر ثانیه ذخیره می‌شوند، و مایکروسافت در تلاش است این سرعت را به ۱۰۰ مکابایت بر ثانیه برساند. هنوز راه‌حلی برای بالابردن سرعت این فرایند یافت نشده‌است اما کاهش قیمت در روند توالی‌نویسی ژنتیکی می‌تواند بر کاهش قیمت فرایند ذخیره‌سازی نیز تاثیرگذار باشد. اگرچه سیستم ذخیره‌سازی دی‌ان‌ای مایکروسافت روی تراشه عمل می‌کند،‌ این احتمال وجود دارد که نسخه‌های بعدی این سیستم مبتنی بر آنزیم‌ها یا باکتری‌های دست‌ورزی شده ساخته شوند.

سایت علمی بیگ بنگ / منبع: sciencealert.com

image_pdfimage_print