awọn iroyin

Ohun èlò Graphene

Graphene jẹ́ ohun èlò àrà ọ̀tọ̀ tí a fi ìpele kan ṣoṣo ti àwọn átọ̀mù erogba ṣe. Ó ní agbára ìdarí iná mànàmáná gíga, ó dé 10⁶ S/m—ìlọ́po 15 ti bàbà—tí ó sọ ọ́ di ohun èlò tí ó ní agbára ìdarí iná mànàmáná tí ó kéré jùlọ lórí ilẹ̀ ayé. Dáta tún fihàn pé agbára ìdarí rẹ̀ lè dé 1515.2 S/cm. Nínú pápá àwọn ohun èlò polima, graphene ní agbára ìlò púpọ̀.

Nígbà tí a bá fi graphene ṣe àfikún iṣẹ́ gíga nínú àwọn ohun èlò polymer, graphene mú kí agbára ìdènà iná mànàmáná àti agbára ìdènà ìfàmọ́ra pọ̀ sí i ní pàtàkì. Fífi graphene kún un mú kí agbára ìdènà ohun èlò pọ̀ sí i ní pàtàkì, ó ń ṣe iṣẹ́ tó tayọ nínú àwọn ẹ̀rọ itanna, bátìrì, àti àwọn ohun èlò tó jọra. Agbára gíga rẹ̀ tún ń mú kí agbára ìdènà ohun èlò polymer sunwọ̀n sí i, èyí sì mú kí ó dára fún àwọn ẹ̀ka tó ní agbára gíga bíi iṣẹ́ afẹ́fẹ́ àti iṣẹ́ ọkọ̀ ayọ́kẹ́lẹ́.

Àwọn Àkójọpọ̀ Okùn Erogba Oníṣẹ́-gíga

Okùn erogba jẹ́ ohun èlò tó fẹ́ẹ́rẹ́ bí ìyẹ́, síbẹ̀ ó lágbára bí irin, ó sì ní ipò pàtàkì nínú ilẹ̀ àwọn ohun èlò náà. Nípa lílo ìwọ̀n rẹ̀ tó kéré àti agbára gíga, okùn erogba rí àwọn ohun èlò pàtàkì nínú iṣẹ́ ọkọ̀ ayọ́kẹ́lẹ́ àti afẹ́fẹ́.

Nínú iṣẹ́ ẹ̀rọ ọkọ̀ ayọ́kẹ́lẹ́, a máa ń lò ó fún àwọn férémù ara àti ṣíṣe àwọn èròjà, ó ń mú kí agbára ọkọ̀ pọ̀ sí i nígbà tí ó ń dín ìwọ̀n kù àti pé ó ń mú kí epo ṣiṣẹ́ dáadáa. Nínú iṣẹ́ afẹ́fẹ́, ó ń ṣiṣẹ́ gẹ́gẹ́ bí ohun èlò tó dára jùlọ fún àwọn èròjà ètò ọkọ̀ ayọ́kẹ́lẹ́, ó ń dín ìwọ̀n ọkọ̀ ayọ́kẹ́lẹ́ kù, ó ń dín agbára lílo kù, ó sì ń mú kí iṣẹ́ ọkọ̀ ayọ́kẹ́lẹ́ náà sunwọ̀n sí i.

Àwọn Ohun Èlò Semikonduktori Tó Ti Gíga Jùlọ

Ní àkókò òní tí ìmọ̀ ẹ̀rọ ìwífún ń yára kánkán, ìbéèrè tó lágbára wà fún àwọn àtúnṣe ìmọ̀ ẹ̀rọ káàkiri gbogbo ẹ̀ka. Ilé iṣẹ́ ìṣẹ̀dá ẹ̀rọ itanna ń fi àìní pàtàkì àti ìdàgbàsókè hàn fún àwọn ohun èlò semiconductor tó ń ṣiṣẹ́ dáadáa. Gẹ́gẹ́ bí ìpìlẹ̀ pàtàkì ìmọ̀ ẹ̀rọ itanna òde òní, dídára àwọn ohun èlò semiconductor ń pinnu iyara iṣẹ́, ìṣiṣẹ́, àti iṣẹ́ àwọn ẹ̀rọ itanna.

Ní ìpele kékeré, àwọn ànímọ́ bíi àwọn ohun ìní iná mànàmáná, ìṣètò kírísítálì, àti àkóónú àìmọ́ ní ipa pàtàkì lórí iṣẹ́ ẹ̀rọ itanna. Fún àpẹẹrẹ, àwọn ohun èlò semiconductor pẹ̀lú ìṣíkiri agbékalẹ̀ gíga ń mú kí ìṣíkiri elekitirónì yára, èyí sì ń mú kí iyàrá ìṣirò pọ̀ sí i. Àwọn ohun èlò kírísítálì mímọ́ ń dín ìtúká elekitirónì kù, èyí sì ń mú kí iṣẹ́ náà sunwọ̀n sí i.

Nínú àwọn ohun èlò tó wúlò, àwọn ohun èlò semiconductor tó ní agbára gíga yìí ló jẹ́ ìpìlẹ̀ fún ṣíṣe àwọn ẹ̀rọ itanna tó yára jù, tó sì gbéṣẹ́ jù bíi fóònù alágbèéká, àwọn ẹ̀rọ kọ̀ǹpútà, àti àwọn ègé ìbánisọ̀rọ̀ tó yára jù. Wọ́n ń jẹ́ kí àwọn ẹ̀rọ itanna dínkù kí wọ́n sì ṣiṣẹ́ dáadáa, èyí tó ń jẹ́ kí àwọn modulu tó ń ṣiṣẹ́ pọ̀ sí i wà láàárín ààyè tó gbòòrò. Èyí ń mú kí iṣẹ́ ìṣirò àti ìṣiṣẹ́ tó díjú sí i rọrùn, èyí sì ń mú kí ìbéèrè fún gbígbà àti ṣíṣe ìwífún pọ̀ sí i. Àwọn ohun èlò resini tó ní í ṣe pẹ̀lú iṣẹ́ semiconductor yẹ kí a kíyèsí.

Àwọn Ohun Èlò Ìtẹ̀wé 3D

Láti irin dé ike, ìlọsíwájú ìmọ̀ ẹ̀rọ ìtẹ̀wé 3D sinmi lórí onírúurú àtìlẹ́yìn ohun èlò, pẹ̀lú àwọn ohun èlò wọ̀nyí tí ó ní àwọn ohun èlò gbígbòòrò àti pàtàkì nínú pápá àwọn ohun èlò polima.

Àwọn ohun èlò irin nínú ìtẹ̀wé 3D ni a ń lò láti ṣe àwọn ohun èlò tí ó nílò agbára gíga àti ìpéye, bí àwọn ẹ̀yà ẹ̀rọ nínú afẹ́fẹ́ àti àwọn ohun èlò ìtọ́jú irin nínú àwọn ẹ̀rọ ìṣègùn. Àwọn ohun èlò ṣíṣu, pẹ̀lú onírúurú ànímọ́ wọn àti ìrọ̀rùn ìṣiṣẹ́ wọn, ti rí ìlò tí ó gbòòrò sí i nínú ìtẹ̀wé 3D.

Àwọn ohun èlò ìtẹ̀wé 3D jẹ́ apá pàtàkì nínú àwọn ohun èlò ìtẹ̀wé 3D, èyí tí ó ń ṣí àwọn àǹfààní púpọ̀ sílẹ̀ fún ìmọ̀-ẹ̀rọ náà. Àwọn polymer pàtàkì pẹ̀lú ìbáramu biocompatibility tó dára ń jẹ́ kí ìtẹ̀wé àwọn scaffold àsopọ bioengineered ṣeé ṣe. Àwọn polymer kan ní àwọn ohun-ìní opitika tàbí iná mànàmáná àrà ọ̀tọ̀, tí wọ́n ń pàdé àwọn ìbéèrè pàtó kan. Àwọn thermoplastics, tí a yọ́ nípasẹ̀ gbígbóná, ń jẹ́ kí ìpele-lẹ́sẹẹsẹ ìfipamọ́ fún ṣíṣe àwọn àwòrán dídíjú kíákíá, èyí tí ó ń mú kí wọ́n wọ́pọ̀ nínú ṣíṣe àgbékalẹ̀ ọjà àti ṣíṣe àtúnṣe ara ẹni.

Àtìlẹ́yìn onírúurú ohun èlò yìí ń jẹ́ kí ìmọ̀ ẹ̀rọ ìtẹ̀wé 3D lè yan àwọn ohun èlò tó yẹ fún iṣẹ́-ṣíṣe ní ìbámu pẹ̀lú onírúurú ìbéèrè, èyí sì ń mú kí iṣẹ́-ṣíṣe lórí ìbéèrè jẹ́ òótọ́. Yálà fún ṣíṣe àtúnṣe àwọn ẹ̀yà ara nínú iṣẹ́-ṣíṣe ilé-iṣẹ́ tàbí ṣíṣe àwọn ẹ̀rọ ìṣègùn àdáni nínú iṣẹ́-ìtọ́jú, ìtẹ̀wé 3D ń lo àwọn ohun èlò tó pọ̀ láti ṣe àṣeyọrí iṣẹ́-ṣíṣe tó gbéṣẹ́, tó péye, tó sì ń mú kí àwọn ìyípadà tó yípadà kọjá onírúurú ẹ̀ka.

Àwọn Ohun Èlò Superconducting

Gẹ́gẹ́ bí àwọn ohun èlò tí ó ní àwọn ànímọ́ ara àrà ọ̀tọ̀, àwọn superconductors ní ipò pàtàkì nínú ìmọ̀ nípa ohun èlò, pàápàá jùlọ nínú àwọn ohun èlò tí ó ní í ṣe pẹ̀lú ìfiranṣẹ́ iná mànàmáná àti àwọn ìṣẹ̀lẹ̀ electromagnetic. Ànímọ́ tí ó yanilẹ́nu jùlọ ti àwọn ohun èlò superconducting ni agbára wọn láti ṣe ìfiranṣẹ́ iná mànàmáná pẹ̀lú àìsí resistance lábẹ́ àwọn ipò pàtó kan. Ohun ìní yìí fún àwọn superconductors ní agbára ńlá fún lílò nínú pápá ìfiranṣẹ́ agbára.

Nínú àwọn ìlànà ìgbékalẹ̀ agbára ìbílẹ̀, ìdènà tí ó wà nínú àwọn olùdarí agbára máa ń yọrí sí pípadánù agbára ní ìrísí ooru. Lílo àwọn ohun èlò superconducting ń ṣe ìlérí láti yí ipò yìí padà. Nígbà tí a bá lò ó nínú àwọn ìlà ìgbékalẹ̀ agbára, iná máa ń ṣàn kọjá wọn láìsí ìdíwọ́, èyí sì máa ń yọrí sí pípadánù agbára iná mànàmáná. Èyí máa ń mú kí ìgbékalẹ̀ agbára pọ̀ sí i ní pàtàkì, ó máa ń dín ìfowópamọ́ agbára kù, ó sì máa ń dín ipa àyíká kù.

Àwọn ohun èlò Superconducting tún ń kó ipa pàtàkì nínú ìrìnnà mànàmáná. Àwọn ọkọ̀ ojú irin Maglev ń lo àwọn pápá mànàmáná alágbára tí àwọn ohun èlò superconducting ń mú jáde láti bá àwọn pápá mànàmáná tó wà lórí ipa ọ̀nà mu, èyí tó ń jẹ́ kí ọkọ̀ ojú irin náà lè gbéra kí ó sì ṣiṣẹ́ ní iyàrá gíga. Ohun ìní tí kò ní agbára láti fi ṣe àtúnṣe àwọn pápá mànàmáná tó dúró ṣinṣin, tó ń pèsè agbára levitation àti propulsion tó dúró ṣinṣin. Èyí ń jẹ́ kí ọkọ̀ ojú irin rìn ní iyàrá gíga pẹ̀lú iṣẹ́ tó rọrùn, èyí tó ń yí àwọn ọ̀nà ìrìnnà ìbílẹ̀ padà ní pàtàkì.

Àwọn àǹfààní ìlò àwọn ohun èlò superconducting gbòòrò gan-an. Yàtọ̀ sí ipa pàtàkì wọn nínú ìfiranṣẹ́ agbára àti ìrìnnà magnetic levitation, wọ́n ní ìníyelórí tó lágbára ní àwọn ẹ̀ka mìíràn bíi ìmọ̀ ẹ̀rọ magnetic resonance imaging (MRI) nínú àwọn ohun èlò ìṣègùn àti àwọn ohun èlò accelerator particle nínú ìwádìí fisiksi agbára gíga.

Àwọn Ohun Èlò Bionic Ọlọ́gbọ́n

Nínú gbogbo ìmọ̀ sáyẹ́ǹsì ohun èlò, àwọn ohun èlò pàtàkì kan wà tí ó ń fara wé àwọn ohun èlò ẹ̀dá alààyè tí a rí nínú ìṣẹ̀dá, tí wọ́n sì ń fi àwọn ohun ìní ìyanu hàn. Àwọn ohun èlò wọ̀nyí ṣe pàtàkì gidigidi nínú ẹ̀ka ohun èlò polymer. Wọ́n lè dáhùn sí àwọn àyípadà àyíká, àtúnṣe ara ẹni, àti ìwẹ̀nùmọ́ ara ẹni pàápàá.

Àwọn ohun èlò polymer onímọ̀ kan ní àwọn ànímọ́ tí ó fara wé àwọn ìṣètò ẹ̀dá alààyè. Fún àpẹẹrẹ, àwọn hydrogel polymer kan ń gba ìmísí ìṣètò láti inú matrix extracellular tí a rí nínú àwọn àsopọ ẹ̀dá alààyè. Àwọn hydrogel wọ̀nyí lè rí ìyípadà ọrinrin nínú àyíká wọn: nígbà tí ọrinrin bá dínkù, wọ́n máa ń dín ìpàdánù omi kù; wọ́n sì máa ń fẹ̀ sí i láti fa ọrinrin nígbà tí ọrinrin bá pọ̀ sí i, nípa bẹ́ẹ̀ wọ́n máa ń dáhùn sí ìwọ̀n ọrinrin àyíká.

Ní ti ìwòsàn ara-ẹni, àwọn ohun èlò polymeric kan tí ó ní àwọn ìdè kẹ́míkà pàtàkì tàbí àwọn ohun èlò kékeré lè tún ara wọn ṣe láìfọwọ́sí lẹ́yìn ìbàjẹ́. Fún àpẹẹrẹ, àwọn polymer pẹ̀lú àwọn ìdè covalent oníyípadà lè tún àwọn ìdè wọ̀nyí ṣe lábẹ́ àwọn ipò pàtó kan nígbà tí àwọn ìfọ́ ojú ilẹ̀ bá farahàn, wọ́n lè wo ìbàjẹ́ náà sàn, wọ́n sì tún ìdúróṣinṣin àti iṣẹ́ ohun èlò náà ṣe.

Fún iṣẹ́ ìwẹ̀nùmọ́ ara-ẹni, àwọn ohun èlò polymeric kan ń ṣe èyí nípasẹ̀ àwọn ìṣètò ojú ilẹ̀ pàtàkì tàbí àwọn àtúnṣe kẹ́míkà. Fún àpẹẹrẹ, àwọn ohun èlò ìbòrí polymeric kan ní àwọn ìṣètò kékeré tí ó jọ ewé lotus. Ìṣètò kékeré yìí ń jẹ́ kí àwọn ìṣàn omi ṣẹ̀dá àwọn ìlẹ̀kẹ̀ lórí ojú ohun èlò náà kí wọ́n sì yí padà kíákíá, ní àkókò kan náà, ó ń gbé eruku àti ẹrẹ̀ lọ, èyí sì ń mú kí ó mọ́ ara rẹ̀.

Àwọn Ohun Èlò Tí Ó Lè Búrẹ́dì

Nínú àwùjọ òde òní, àwọn ìpèníjà àyíká le koko, pẹ̀lú àwọn ètò ìdààmú tí ó ń halẹ̀ mọ́ àwọn ohun èlò. Nínú pápá ohun èlò,Àwọn ohun èlò tí ó lè ba ara jẹ́ti gba akiyesi pataki bi awọn ojutu alagbero, ti n ṣafihan awọn anfani alailẹgbẹ ati iye pataki ti lilo, paapaa laarin agbegbe awọn ohun elo polymeric.

Nínú iṣẹ́ ìṣègùn, àwọn ohun èlò tí ó lè ba jẹ́ jẹ́ ipa pàtàkì. Fún àpẹẹrẹ, a sábà máa ń fi àwọn ohun èlò polymer tí ó lè ba jẹ́ jínjìn ṣe àwọn ìrán tí a fi ń pa ọgbẹ́. Àwọn ohun èlò wọ̀nyí máa ń bàjẹ́ díẹ̀díẹ̀ nígbà tí a bá ń wo ọgbẹ́ sàn, èyí sì máa ń mú àìní fún yíyọ kúrò kúrò, ó sì ń dín àìbalẹ̀ àti ewu àkóràn kù fún aláìsàn.

Lọ́nà kan náà, a ń lo àwọn pólímà tí ó lè ba ara jẹ́ ní ọ̀nà tí a fi ń ṣe ẹ̀rọ ìṣẹ̀dá àsopọ àti ètò ìfijiṣẹ́ oògùn. Wọ́n ń ṣiṣẹ́ gẹ́gẹ́ bí àwọn ohun èlò ìṣiṣẹ́ sẹ́ẹ̀lì, tí wọ́n ń pèsè ìrànlọ́wọ́ fún ìdàgbàsókè sẹ́ẹ̀lì àti àtúnṣe àsopọ. Àwọn ohun èlò wọ̀nyí máa ń bàjẹ́ nígbà tí àkókò bá ń lọ láìfi àwọn ohun tí ó kù sílẹ̀ nínú ara, nípa bẹ́ẹ̀ wọ́n máa ń yẹra fún àwọn ewu ìlera tí ó lè ṣẹlẹ̀.

Nínú ẹ̀ka ìdìpọ̀, àwọn ohun èlò tí ó lè ba jẹ́ jẹ́ ní agbára ìlò púpọ̀. Ìdìpọ̀ ṣíṣu àtọwọ́dá ṣòro láti ba jẹ́, èyí tí ó ń yọrí sí ìbàjẹ́ funfun tí ó ń bá a lọ. Àwọn ọjà ìdìpọ̀ tí a ṣe láti inú àwọn polymer tí ó lè ba jẹ́, bíi àwọn àpò ṣíṣu àti àpótí, máa ń bàjẹ́ díẹ̀díẹ̀ sí àwọn ohun tí kò léwu nípasẹ̀ iṣẹ́ àwọn kòkòrò àrùn ní àyíká àdánidá lẹ́yìn lílò, èyí tí ó ń dín ìbàjẹ́ tí ó ń bá a lọ kù. Fún àpẹẹrẹ, àwọn ohun èlò ìdìpọ̀ polylactic acid (PLA) ní àwọn ànímọ́ ẹ̀rọ àti ìṣiṣẹ́ tí ó dára láti bá àwọn ohun èlò ìdìpọ̀ ìpìlẹ̀ mu nígbà tí wọ́n sì ń ba jẹ́, èyí tí ó sọ wọ́n di àṣàyàn tí ó dára.

Àwọn ohun èlò Nano

Nínú ìlọsíwájú ìmọ̀ sáyẹ́ǹsì ohun èlò, àwọn ohun èlò nano ti farahàn gẹ́gẹ́ bí ibi ìwádìí àti ìlò nítorí àwọn ànímọ́ àrà ọ̀tọ̀ wọn àti agbára láti ṣe àkóso ohun èlò ní ìwọ̀n kékeré. Wọ́n tún ní ipò pàtàkì nínú pápá àwọn ohun èlò polymer. Nípa ṣíṣàkóso ohun èlò ní nanoscale, àwọn ohun èlò wọ̀nyí ń fi àwọn ohun ìní àrà ọ̀tọ̀ hàn tí wọ́n ti múra tán láti ṣe àfikún pàtàkì nínú ìṣègùn, agbára, àti ẹ̀rọ itanna.

Nínú iṣẹ́ ìṣègùn, àwọn ohun-ìní pàtàkì ti àwọn ohun-ìní nanomaterials ń fúnni ní àǹfààní tuntun fún àyẹ̀wò àti ìtọ́jú àrùn. Fún àpẹẹrẹ, àwọn ohun-ìní nanopolymer kan ni a lè ṣe gẹ́gẹ́ bí ọkọ̀ ìfijiṣẹ́ oògùn tí a fojúsùn. Àwọn ohun-ìní wọ̀nyí ń fi àwọn oògùn ránṣẹ́ sí àwọn sẹ́ẹ̀lì tí ó ní àrùn ní pàtó, wọ́n ń mú kí ìlera wọn sunwọ̀n síi nígbàtí wọ́n sì ń dín ìbàjẹ́ sí àwọn àsopọ ara tí ó ní ìlera kù. Ní àfikún, a ń lo àwọn ohun-ìní nanomaterials nínú àwòrán ìṣègùn—àwọn ohun-ìní ìyàtọ̀ nanoscale, fún àpẹẹrẹ, ń mú kí àwòrán yékéyéké àti ìpéye pọ̀ sí i, tí ń ran àwọn dókítà lọ́wọ́ láti ṣe àyẹ̀wò àrùn tí ó péye jù.

Nínú ẹ̀ka agbára, àwọn ohun èlò ìṣẹ̀dá nano fi agbára ńlá hàn. Fún àpẹẹrẹ, wo àwọn ohun èlò ìṣẹ̀dá polima tí wọ́n ń lò nínú ìmọ̀ ẹ̀rọ bátírì. Fífi àwọn ohun èlò ìṣẹ̀dá nano kún un lè mú kí agbára bátírì pọ̀ sí i àti agbára gbígbà/ìtújáde, èyí sì lè mú kí iṣẹ́ gbogbogbòò sunwọ̀n sí i. Fún àwọn sẹ́ẹ̀lì oòrùn, àwọn ohun èlò ìṣẹ̀dá nano kan lè mú kí agbára ìfàmọ́ra ìmọ́lẹ̀ àti ìyípadà pọ̀ sí i, èyí sì lè mú kí agbára ìṣẹ̀dá agbára àwọn ohun èlò fọ́tòvoltaic pọ̀ sí i.

Lílo àwọn ohun èlò nanomaterials náà ń gbilẹ̀ sí i kíákíá nínú ẹ̀rọ itanna. Àwọn ohun èlò polima Nanoscale ń jẹ́ kí iṣẹ́ àwọn ohun èlò itanna kékeré, tí ó ní iṣẹ́ gíga jùlọ wáyé. Fún àpẹẹrẹ, ìdàgbàsókè àwọn ohun èlò nanotransistors ń jẹ́ kí ìṣọ̀kan pọ̀ sí i àti kí ó yára ṣiṣẹ́ nínú àwọn ẹ̀rọ itanna. Ní àfikún, àwọn ohun èlò nanomaterials ń mú kí iṣẹ́ àwọn ohun èlò itanna tí ó rọrùn rọrùn, tí ó ń bá àwọn ìbéèrè tí ń pọ̀ sí i fún àwọn ẹ̀rọ itanna tí ó ṣeé gbé kiri àti tí a lè tẹ́.

Ni soki

Ilọsiwaju awọn ohun elo wọnyi kii yoo ṣe atilẹyin imotuntun imọ-ẹrọ nikan ṣugbọn yoo tun pese awọn aye tuntun fun koju awọn italaya agbaye ni agbara, ayika, ati ilera.