۷ داستان نوآوری برتر ۲۰۲۴ که باید خواند — اینترستینگ انجینیرینگ

سال ۲۰۲۴ سالی برجسته برای نوآوری علمی بود، با دستاوردهایی که در زمینه‌های متنوعی همچون انرژی پایدار و علم مواد به‌وقوع پیوست.

در اینترستینگ انجینیرینگ، شاهد پیشرفت‌های فوق‌العاده‌ای بودیم. از ظهور پلتفرم‌های پردازش زیستی که از ارگانوئیدهای مغز انسان استفاده می‌کردند، تا آهنرباهایی با رکوردشکنی که مرزهای تحقیق روی مواد را به چالش می‌کشیدند و فناوری‌های استخراج آب بسیار کارآمدی که با کمبود جهانی آب مبارزه می‌کنند.

ما همچنین پهپادهای هیدروژنی را بررسی کردیم که قادر به پروازهای طولانی‌مدت بی‌سابقه‌ای هستند و لیزرهای چیپ‌یکپارچه‌ای را که نوید تحول در تله‌کام و دقت‌های پزشکی را می‌دهند.

این‌ها تنها برخی از اتفاقات برجسته از سالی بودند که پتانسیل بی‌پایان خلاقیت انسانی را به نمایش گذاشتند.

بیایید نگاهی بیندازیم به ۷ داستان نوآوری برتر IE سال ۲۰۲۴.

۱. جعبه خورشیدی پرتوان، روزانه ۲۶۴ گالن آب آشامیدنی از هوا استخراج می‌کند

شرکت تکنولوژی‌های آکواریای آمریکا دستگاه‌های تولید آب جوی را طراحی کرده که رطوبت را از هوا استخراج و آن را برای نوشیدن تصفیه می‌کند. مدل‌های تولیدی آن‌ها از مدل هیدروپیکسل که به طور روزانه تا ۲۴ گالن آب برای استفاده شخصی فراهم می‌کند، تا هیدروپک اکس که ۲۶۴ گالن در روز تولید می‌کند و می‌تواند جایگزین تامین آب خانگی شود، متغیرند.

این شرکت بر کارآیی تمرکز کرده است، به‌طوری‌که هیدروپیکسل تنها ۱.۲۵ کیلووات‌ساعت برق برای تولید هر گالن مصرف می‌کند.

آکواریای قصد دارد راه‌حل‌های آب پاک را در مناطقی که تحت تأثیر تغییرات اقلیمی و خشکسالی قرار گرفته‌اند ارائه کند، و برنامه‌هایی برای تامین یک جامعه ۱۰۰۰ خانه‌ای در هاوایی دارد.

۲. استخراج طلا از پسماند الکترونیکی با اسفنج جدید ۱۰ برابر کارآمدتر شد

پژوهشگران دانشگاه ملی سنگاپور ماده‌ای شبیه به اسفنج از گرافین اکسید و کیتوزان ساخته‌اند که طلا را از پسماندهای الکترونیکی با ۱۰ برابر کارآیی بیشتر از روش‌های کنونی استخراج می‌کند. این ماده می‌تواند تقریباً ۱۷ گرم در هر گرم از یون‌های Au3+ و بیش از ۶ گرم در هر گرم از Au+ استخراج کند بدون نیاز به هیچ منبع انرژی خارجی یا مواد شیمیایی خورنده.

این فناوری کاربردهای بالقوه‌ای فراتر از بازیافت طلا دارد، از جمله استخراج سایر فلزات ارزشمند مانند نقره و پلاتین و تصفیه فلزات سنگین از آب آلوده.

این نوآوری یک راه‌حل امیدوارکننده برای مدیریت پسماندهای الکترونیکی و کاهش آلودگی محیطی ارائه می‌دهد.

۳. چین اولین موتور دیزلی جهان با کارآیی حرارتی ۵۳.۰۹% را معرفی کرد

شرکت Weichai Power چین موتور دیزلی با کارآیی حرارتی ۵۳.۰۹ درصد توسعه داده است، که بالاترین رکورد ثبت شده است. این بهبود با بهینه‌سازی‌های در افزایش سوخت، ورود هوا، احتراق و کاهش اصطکاک به دست آمد.

افزایش کارآیی حرارتی از ۴۵-۴۶ درصد به ۵۳ درصد می‌تواند مصرف سوخت را تقریباً ۱۴ درصد کاهش دهد. این می‌تواند به صرفه‌جویی گسترده‌ای برای کاربران و کاهش انتشار کربن منجر شود.

این فناوری در بخش‌های مختلفی از جمله حمل و نقل، ساخت و ساز، کشاورزی و تولید نیرو کاربرد دارد.

۴. اولین پهپاد هیدروژنی با برد ۵۸۰۰ مایل در سئول معرفی شد

شرکت هوگرین ایر، یک شرکت کره‌جنوبی متخصص در فناوری‌های پهپاد، پهپاد هیدروژنی ای را معرفی کرده است که قادر به پرواز تا ۱۴ ساعت با بار ۱۰ کیلوگرمی است. این پهپاد دارای برد بیش از ۵۷۰۰ مایل است که توسط پروازهای از راه دور از کره‌جنوبی به آلمان و ایالات متحده نشان داده شده است.

این پهپاد از هیدروژن مایع استفاده می‌کند که ۸۰۰ برابر چگال‌تر از گاز هیدروژن است و سیستم‌های ارتباطی LTE/5G را برای کنترل برد بلند تجهیز کرده است.

هوگرین ایر بر روی راه‌حل‌های انرژی سبز تمرکز دارد و دارای ثبت اختراعاتی در فناوری‌های پهپاد مانند &#۸۲۱۶;رمزگذاری ویدئویی پرسرعت مبتنی بر LTE&#۸۲۱۷; و &#۸۲۱۶;سیستم توزیع سموم بدون سرنشین&#۸۲۱۷; است.</p> <h2 class="wp-block-heading">۵. <a href="https://interestingengineering.com/innovation/worlds-first-living-computer-switzerland" rel="dofollow">۱۶ مغز آزمایشگاهی رایانه زنده اولین در جهان را در سوئیس کار می‌کنند</a></h2> <figure class="wp-block-image size-full"><img loading="lazy" decoding="async" width="1200" height="675" src="https://cms.interestingengineering.com/wp-content/uploads/2024/12/image_9af3a0.png" alt="" class="wp-image-130914" /><figcaption class="wp-element-caption">نظری بر آرایه‌های الکترودی چندگانه (MEAs).</figcaption></figure> <p>شرکت فناوری سوئیسی فاینال اسپارک پلتفرم نروپلتفرم را معرفی کرده است، یک پلتفرم زیست‌پرازش که از ارگانوئیدهای مغزی انسان برای محاسبات استفاده می‌کند. این پلتفرم در حال حاضر ۱۶ ارگانوئید را در خود جای داده و یک میلیون بار کمتر از تراشه‌های سیلیکونی سنتی انرژی مصرف می‌کند. هدف آن ارائه یک راه‌حل بالقوه برای افزایش نیازهای انرژی توسعه هوش مصنوعی است.</p> <p>نروپلتفرم آرایه‌های الکترودی چندگانه (MEAs) را برای تعامل با ارگانوئیدها به کار می‌گیرد، به‌طوریکه امکان تحریک و ضبط داده را فراهم می‌کند.</p> <p>در حالی که ارگانوئیدها دارای عمر محدودی تا ۱۰۰ روز هستند، فاینال اسپارک قصد دارد پردازنده زنده اولین در جهان را با این فناوری توسعه دهد. این می‌تواند به یک جایگزین پایدارتر و کم‌مصرف‌تر برای محاسبات مبتنی بر سیلیکون منجر شود.</p> <h2 class="wp-block-heading">۶. <a href="https://interestingengineering.com/innovation/laser-on-a-silicon-chip-epfl" rel="dofollow">دانشمندان سوئیسی لیزر فوق‌العاده را بر روی یک چیپ کوچک برای اولین بار در جهان کوچک کرده‌اند</a></h2> <figure class="wp-block-image size-full"><img loading="lazy" decoding="async" width="1200" height="675" src="https://cms.interestingengineering.com/wp-content/uploads/2024/12/image_764009.png" alt="" class="wp-image-130917" /><figcaption class="wp-element-caption">اولین لیزر چیپ‌یکپارچه در جهان.</figcaption></figure> <p>پژوهشگران EPFL اولین لیزر چیپ‌یکپارچه در جهان را با عملکردی قابل مقایسه با لیزرهای متعارف فیبر-مبنا ساخته‌اند. این لیزر که بر روی یک چیپ فتونیک نیترید سیلیکون تعبیه شده است، از یون‌های اربیوم به عنوان منبع نور استفاده کرده و دارای یک کاواپتیکی متر دراز بر روی چیپ است.</p> <p>لیزر چیپ‌یکپارچه دارای خروجی قدرت ۱۰ میلی‌وات، نسبت سرکوب طرفین بیش از ۷۰ دسی‌بل و قابلیت تنظیم طول موج بیش از 40 نانومتر در باندهای C و L است.</p> <p>این مینیاتوریزاسیون هزینه‌ها را کاهش داده و امکان یکپارچه‌سازی در برنامه‌های مختلف، از جمله تله‌کام و تشخیص‌های پزشکی را فراهم می‌کند.</p> <h2 class="wp-block-heading">۷. <a href="https://interestingengineering.com/innovation/resistive-magnet-highest-magnetic-field-china" rel="dofollow">قوی‌ترین آهنربای جهان: چین با رکورد ۴۲ تسلا بعد از ۷ سال رکورد آمریکا را شکست</a></h2> <figure class="wp-block-image size-full"><img loading="lazy" decoding="async" width="1200" height="675" src="https://cms.interestingengineering.com/wp-content/uploads/2024/12/image_8f1c16.png" alt="" class="wp-image-130919" /><figcaption class="wp-element-caption">آهنربای مقاومتی با میدان مغناطیسی ۴۲ تسلا.</figcaption></figure> <p>پژوهشگران آزمایشگاه میدان مغناطیسی بالا در مؤسسه‌های علوم فیزیکی هفی در چین آهنربای مقاومتی‌ای را توسعه داده‌اند که میدان مغناطیسی مستحکمی به میزان ۴۲ تسلا تولید می‌کند. این رکورد را که از سال ۲۰۱۷ در اختیار آمریکا بود، شکسته است.</p> <p>آهنرباهای مقاومتی، که از فلزاتی مانند مس و آلومینیوم ساخته می‌شوند، کنترل بهتر و قدرت میدان مغناطیسی بالاتری نسبت به آهنرباهای ابرآسان نصب شده ارائه می‌دهند.</p> <p>میدان مغناطیسی ۴۲ تسلا با استفاده از ۳۲.۳ مگاوات برق تولید شده است. آهنرباهای قدرتمند برای پژوهش علمی حیاتی هستند و امکان کشف پدیده‌ها و خواص مواد جدید را فراهم می‌کنند.</p> <p>این‌ها هفت نوآوری مؤثر در سال ۲۰۲۴ بودند. همان‌طور که ما وارد سال ۲۰۲۵ می‌شویم، ما در اینترستینگ انجینیرینگ انتظار کشف‌های حتی بیشتر و پیشرفت‌های فناوری را داریم.</p> <p><strong><em>با اینترستینگ انجینیرینگ برای پوشش روزانه ما و هفت داستان برتر ۲۰۲۴ در زمینه‌های انرژی، حمل و نقل، علم و دیگر حوزه‌های کلیدی همراه باشید.</em></strong></p>